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昭和 40 年 6 月 3 日 第三種郵便物認可 平成 20 年 3 月 10 日発行（年 6 回 1，3，5，7，9，11 月の 10 日発行）富士時報 第 81 巻 第 2 号（通巻第 849 号）
ISSN 0367-3332
-AR
特集 計測制御システム
-AR
特集 計測制御システム
目 次
特集 計測制御システム
新しい材料と計測制御技術
（ 1 ）
宮野 健次郎
計測制御システムの現状と展望
（ 2 ）
垣堺 健 ・ 若杉 繁実 ・ 木佐 一之
機械安全と機能安全への取組み ── Total Safety ──
（ 8 ）
小塙 明比古 ・ 長谷川 正美
新情報制御システム「MICREX-NX」の機能拡充
（15）
山野 景章 ・ 五十嵐 真 ・ 小林 祐介
PID 最適調整技術
（20）
松本 宏治 ・ 大井 章弘 ・ 中沢 親志
エネルギープラントの最適運用システム
（24）
小出 哲也 ・ 松本 宏治 ・ 北川 慎治
鉄鋼分野向け計算機システムにおける新フレームワークの適用
（29）
吉川 肇
医薬品業界向け FDA 21 CFR Part 11 に対応した
新情報制御システム「MICREX-NX」
表紙写真
（34）
渡辺 大介 ・ 小林 益之 ・ 若杉 繁実
灰溶融プラント向け新情報制御システム「MICREX-NX」
（39）
野村 和朗
天然ガスパイプラインの遠隔監視システム
（43）
庄林 直樹
MICREX-SX と POD を核とする PLC 計装システム
（47）
中間 倫之 ・ 野嶌 勝宏
インテリジェント端末による現場情報収集システムと
それを活用したハイレベル管理
（52）
相馬 寛 ・ 荻山 泰 ・ 町田 善信
産業システム分野では，生産現場の改善あ
るいは革新の取組みが活性化してきたことに
より設備投資が伸張している。富士電機の計
新型差圧・圧力発信器「FCX-AⅢシリーズ」
（56）
木代 雅巳 ・ 但田 憲彦
測制御システムはフィールドから生産管理・
新型可搬型超音波流量計「ポータフロー C」
経営レベルまで，生産現場に必要なさまざま
矢尾 博信 ・ 山田 和行
（60）
なコンポーネント，ソリューションをシーム
レスに結合する
“垂直・水平統合ソリューショ
ン”による全体最適なシステム構築が可能で
マルチループ・モジュール型調節計「PUM」
（64）
小西 英之 ・ 安藤 淳 ・ 河合 富貴子
ある。
ペーパーレス記録計「PHR」
「PHW」
さらに，重大事故や災害に対するリスクを
篠田 正紀 ・ 今野 久洋 ・ 西島 淳一
（68）
低減し，人命・環境・設備に対して高い安全
性を確保する要求が高まっており，安全に関
直接挿入レーザ方式ガス分析計「ZSS」
する国際規格に準拠した新情報制御システム
金井 秀夫 ・ 中村 裕介 ・ 小泉 和裕
「MICREX-NX」をはじめ，機械安全・制御
安全・機能安全のすべてを統一した安全ソ
リューションの提供を目指している。
直接挿入形ジルコニア式酸素計「ZFK8/ZKM」
加藤 修久 ・ 宇津木 喜弘 ・ 乾 貴誌
（73）
（77）
特集 計測制御システム
新しい材料と計測制御技術
特 集
宮野 健次郎}õúäeÇĉÎă¼~
東京大学先端科学技術研究センター所長 Ph. D.
温度ú圧力hčēŜ濃度ú組成å製造工程áÀÇā基本
同様ä現象Âh大学ä実験室ÝøÍæÍæ問題áàāþ
的àĺŒŊsĨàäÝh常á計測ËĂ厳格á制御ËĂܺ
¼áàÙÜÃÕg自分ä経験á引Ã寄ÑÜ考¾Üõþ¼g
āgÕÞ¾æh鋼材ä強度å内部ä組織áþÙÜ変化Ïā
私å遷移金属酸化物Ĉ研究対象áÍܺāg遷移金属酸化
Âh組織å材料ä組成ä他á冷却速度á依存ÏāÉÞÂ知
物å多ÅÂ絶縁体ݸāÂh酸化ä程度áþÙÜ絶縁体Á
ÿĂܺāgÓÉÝ圧延áþÙÜ鋼板Ĉ作āÞÃh厚Ëá
ÿ金属á変化ÍÕĀh微妙à構造変化áþÙÜ何桁ø抵抗
応ÎÜ冷却法Ĉ工夫Í内部ä組織Ĉ所望äøäáÏāÞº
Â変化Ïā場合¸āgÉäÞÃh物質内ä酸素ä移動ú
¼ÉÞÂ行ąĂāgÉäÞÃhĠňŎŕsĠŐŜáþÙÜ
構造変化Â準安定的à 2 Úä状態間Ý起ÉāÞh見ÁÇ
探索ÏïÃĺŒŊsĨ空間Ĉ制限ÍhÓä中Ý実際áĺŒ
上 VRT á類似ÍÕĢčĬĪŜę現象ÞàÙÜ現ĂāgÉ
ŊsĨ値ĈëÙÜ試料Ĉ作製ÍhÉĂĈ電子顕微鏡Ý観察
ä現象å永続的ݸĀhÍÁø多Åä物理ĺŒŊsĨá対
ÏāÞº¼ĞčĘŔáþÙÜ最適値Ĉ見ÚÇāgÉäþ¼
ÍÜ履歴Ĉ示ÏäÝh不揮発性ŊŋœsÞº¼応用Â直Æ
à探索法ä裏áåh結果åĺŒŊsĨ値ä連続関数ݸĀh
思º浮Áìg特á電流ú電圧áÚºÜ履歴Ĉ示Ï場合áåh
十分á多数äĺŒŊsĨ点ĈÞĂæÓä傾向Áÿ最適解Â
二端子ÖÇÝ情報ä読õj書ÃÂÝÃā理想的àŊŋœs
見ÚÇÿĂāÞº¼hċijŖę的à暗黙ä前提¸āg
áàāäÝh近年盛ĉá研究ËĂܺāg
Þ É ă Ý 最 近h İ ġ Ĩ Ŕ 的 à 問 題 Â 我 々 Ĉ 悩 ô Ï þ
遷移金属酸化物自体å長º研究歴¸ĀhÓä奇妙à振
¼áàÙÜÃÕg端的à例åh単一点欠陥Â引Ã起ÉÏ
舞ºø大ôÁáå良Å知ÿĂÕ現象ݸāáøÁÁąÿÐh
DRAM ä Variable Retention Time}VRT~ Þ 呼 æ Ă ā
最近特áÉäþ¼àĢčĬĪŜę現象Â盛ĉá研究ËĂā
現象ݸāgÉĂåěsı絶縁膜中ä一個ä点欠陥á電荷
þ¼áàÙÜÃÕ背景áåh目覚ͺ計測器ä進歩¸āg
ÂıŒĬŀËĂāÁ否ÁÞº¼ 2 Úä状態á応ÎÜıŜĶ
ĞĿ pAhĞĿ nV ÞºÙÕ極限的à計測Â容易áÝÃā
ŔĹœċÂ変化ÍhœsĘ電流Â不規則á増減ÏāÕ÷á
þ¼áàāÞh試料中äĢčĬĪŜęĈ起ÉÍܺā一点
İsĨä保持時間Â何桁ø変動ÏāøäݸāgÉä問題
ä特異的à振舞ºÂhĹŔĘ測定Ý再現性þÅ明瞭á誰á
ä本質的à困難åh明瞭á 2 値á分ÁĂÕİsĨ保持時間
Ýø見¾āþ¼áàÙÕäݸāg
Â発生ÏāÞº¼ĢčĬĪŜę現象自体å容易á測定ÝÃ
ÍÁÍ今äÞÉăÓä一点Ĉ特定Ïā方法øhôÕÓĂ
āäáhÓä現象Â起ÃāÁ起ÃàºÁÞº¼点áÚºÜ
Ĉ設計ÍÜ作āÉÞøÝÃàºg膨大àĹŔĘ試料ä中ä
å何ø予見ÝÃàºÉÞݸāg
}恐ÿÅå原子ŕłŔä~一点Ý起ÃܺāēŜjēľ現
ø×ăĉh多数äĤŔáÚºÜ VRT ä有無Ĉ測定ÍÕ
象Ĉ明確áÁÚ容易á検出ÝÃā測定技術ä強力ËÞhÓ
平均値ä大小åŀŖĤĢäĺŒŊsĨÞ対応ÍܺāåÐ
ĂÂßÉÝ何Â起ÃܺāäÁĈ特定Ïā方法Â無º無力
ݸĀh何ĈÏĂæ発生数Ĉ減ÿÑāÁÞº¼議論ĈÏā
Ëä対比å際立Ùܺāg
ÉÞå原理的áå可能ݸāgÍÁÍhÓäÕ÷áåôÐ
均一à材料Ĉ計測Í制御Ïā技術å非常á進歩ÍÕgÍ
単一点欠陥Âßäþ¼à過程Ĉ経Ü生成ÏāäÁh知Ù
ÁÍh本質的á不均一ÝÁÚ不均一ݸāÉÞáþÙÜ興
ܺā必要¸āþ¼á思ąĂāgÍÁāáh
{起ÃāÁ|
味¸ā性質Ĉ示Ï材料Ĉhßäþ¼á測Āßäþ¼á操作
{起ÃàºÁ|ÞºÙÕ中間的à結果Ĉ許Ëàº現象á対
ÍÜh実用的Ý有効à解決策Ĉ探索Ïā手法å容易áå見
ÏïÃàäÁh計測á対Ïā発想ä転換Â必要à時期àä
Áø知Ăàºg
ÚÁĀÓ¼áàºg
（ 1 ）
富士時報 6OL.O
計測制御システムの現状と展望
特 集
垣堺 健}ÁÃÌÁºeÇĉ~
若杉 繁実}ąÁÏÄeÍÈõ~
木佐 一之}ÃËeÁÐüÃ~
注 1
運転ä実現ÂhBM}Break-down Maintenance~指数 ä
まえがき
大幅低下úıŒĿŔ経験ä機会減少áÚàÂÙܺāgÉ
産業ĠĢįʼn分野áÀÇā 2006 年度以降ä設備投資ä
Ăÿä状況ÁÿŀŒŜı運転員ú保守員á対Ïā熟練技
伸張åh生産現場áÀºÜh生産工場ä改善¸āºå革新
術ä伝承Â差Í迫ÙÕ課題ÞàÙܺāgÉähºąüā
ä取組õĈ活性化ËÑÜÃÕg計測制御ĠĢįʼnä分野Ý
2007 年問題åh今後Ëÿá深刻化ÏāÞ予想ËĂh設備
åhœŀŕsĢ期á合ąÑÕľČsŔIJäčŜįœġĐ
ä安定稼動ú異常対応îä運転ķďĸďĈ継承ÝÃā仕組
Ŝ ı 化 î ä 取 組 õ úhMES}Manufacturing Execution
õÞÍÜh運転支援ĠĢįʼnä高度化î要求Â高ôÙܺ
System~
hERP}Enterprise Resource Planning~
hSCM
āg
}Supply Chain Management~àßä基幹業務ĠĢįʼnÞ
環境問題îä対応á加¾h最近ä原油高騰á代表ËĂ
ä融合áþāĠsʼnŕĢà生産情報管理ĠĢįʼnä構築h
ā原料価格ä上昇åh省đĶŔėsá対Ïā要請Ĉ促Íh
Ëÿáå無線 LAN 導入áþā IT ĶĬıŘsĘä構築à
個々äŀŒŜı運転ä最適化úh工場j地域ÝäđĶŔ
ßh多様àċŀŖsĪÂàËĂāþ¼áàÙÜÃÕg
ės共有áþā最適化ä試õÂ加速ÍܺāgôÕh多変
製造業áÀÇā製品品質åh製品Óäøää品質åø×
数形ŋİŔ予測制御á代表ËĂāþ¼áh制御技術áþā
ăĉäÉÞhÉĂĈ実現Ïā組織能力h技術力àßh企
ŀŖĤĢ改善ä適用Â進öàßh制御現場Ýå着実á改革
業áÀÇāĺľĒsŇŜĢä総体}経営ä質~Ĉ意味ÍÜ
Â進行Íܺāg
ºāg
{品質|åºôú目指ÏïÃ{企業ä姿勢|ݸĀh
本稿ÝåhÉĂÿ近年変貌}îĉò¼~Ĉ遂ÈÜÃÕ計
経営îä直接的à影響Ĉ持ÙÕ重要課題ÞàÙܺāg
測制御ĠĢįʼná対Ïā要求Ĉ踏ô¾h
{垂直j水平統合
ÉĂá伴ºh近年äøäÚÅĀ品質îä取組õøh
{製
ĦœŎsĠŐŜ|Ĉ提供Ïā富士電機ä取組õáÚºÜ紹
品検査中心|Áÿ{製造ŀŖĤĢŕłŔÝä品質保証|î
介Ïāg
ÞhÓä品質管理ä質Ĉ高÷ā方向á移行Íh
{見¾ā化|
á代表ËĂāh現場j管理ĢĨĬľÀþé経営áąÕā製
計測制御システムの市場動向と課題
造情報ä共有化}垂直統合~úıŕsĞļœįČs環境ä
.
整備Â進展Íܺāg
DCS の市場動向と課題
一方Ýh重大事故ú災害á対ÏāœĢĘĈ低減Íh人
1990 年 代 á DCS}Distributed Control System~ åh
命j環境j設備á対ÍÜ高º安全性Ĉ確保ÏāÕ÷hŀŒ
DCS Ŋ s Ĕ s 専 用 ä Ġ Ģ į ʼn Á ÿhUNIX ú Windows
Ŝıä安全性á関ÍÜø注目Â集ôÙÜÀĀhŀŖĤĢĸ
àß汎用的à OS ĈłsĢÞÏāēsŀŜ化ĠĢįʼnîÞ
ğsIJ解析á基ÛÅċŒsʼnŇĶġŊŜıĠĢįʼnä導入
変遷ÍÜÃÕgôÕhWindows äİľĊĘıĢĨŜĩs
Â進展ÍܺāgôÕh安全á関Ïā国際規格 IEC 61508h
IJ化ä進展á伴ºhWindows 上Ý動作Ïā監視制御ĺĬ
注 2
注 3
IEC 61511 ä JIS 規格化Ĉ契機áh国際規格îä対応Â要
Ě s ġ Þ Í Ü SCADA}Supervisory Control and Data
求ËĂāþ¼áàÙÕgÉä要求Ĉ受ÇhÉĂôÝ海外向
Acquisition~Â出現ÍhSCADA ĈňIJŔďĐċá適用
Ç石油化学ŀŒŜıàß特定分野á限ÿĂܺÕ安全計装
ÍÕĺĦĜŜ DCS Â導入ËĂÕgËÿáhčŜĨsĶĬ
ĠĢįʼnä適用範囲Â今後拡大ÍܺÅøäÞ予測ËĂāg
Ëÿáh運転ĜĢıä低減ä要求Þh自動化技術ä進歩
注 1BM 指数kBM 件数/計器台数
áþĀ大規模àŀŒŜıÂ少人数Ý運転ËĂÜÀĀhôÕh
注 2UNIXkX/Open Co., Ltd. ÂŒčĤŜĢÍܺā米国àÿéá
ŀŒŜı建設当時Áÿ運転á携ąÙÜÃÕ熟練運転員ä
大量退職Â始ôÙܺāg一方h機器ä高信頼性化ú安定
他ä国áÀÇā登録商標
注 3Windowsk米国 Microsoft Corp. ä登録商標
垣堺 健
若杉 繁実
木佐 一之
計測機器ä開発j設計á従事g現
đĶŔės分野ĈåÎ÷ÞÍÕ計
計測機器ä開発j設計á従事g現
在h富士電機ĠĢįʼnģ株式会社
測制御ĠĢįʼnäđŜġĴċœŜ
在h富士電機ĠĢįʼnģ株式会社
制御ĠĢįʼn本部 PIA 統括部長g
ę業務á従事g現在h富士電機Ġ
制御ĠĢįʼn本部 PIA 統括部計
Ģįʼnģ株式会社制御ĠĢįʼn本
測機器技術第二部部長g
部 PIA 統括部計測ĠĢįʼn技術
第一部長g計測自動制御学会会員g
（ 2 ）
富士時報 6OL.O
計測制御システムの現状と展望
ı技術ä進展ÞÞøáhWindows äİľĊĘıàčŜĨ
注 4
.
ľĐsĢݸā OPC  DCS ä世界áø浸透Íh国際標
工業用計測機器の市場動向と課題
ŀŜ化ĈËÿá加速ËÑÜÃÕg
中国Ĉ中心ÞÏāċġċ市場àßÝä設備投資増h特á計
2000 年代á入Ā PLC 計装ĠĢįʼnÂ発売ËĂhDCS
測機器ä主要顧客ݸā素材産業分野Ýä設備投資増áþ
ŊsĔshPLC ŊsĔsÞ SCADA ŊsĔsä計測制御
Ā回復ÍܺāgôÕh温暖化防止àß地球環境保護îä
領域äÏõ分ÇåhËÿá複雑áàÙÜÃܺāg
関心ä高ôĀä中h排出規制強化á伴¼需要Â中国Ĉ中心
一方Ý DCS åhŏsğsáÞÙÜhDCS ä導入Áÿ
á伸張Íܺāg
更新á至āôÝäısĨŔŒčľĞčĘŔáąÕÙÜh
工業用計測機器åh発信器ú流量計äľČsŔIJ機器h
TCO}Total Cost of Ownership~ Ĉ 効 果 的 á 下 È ā 手
記録計ú調節計ä受信計器h分析計á大別ËĂāg最近
段ÞÍÜ見直ËĂāþ¼áàÙÜÃÕgËÿá最近Ýåh
ä計測機器ä製品動向ÞÍÜ挙ÈÿĂāäåhľČsŔIJ
IT 関連技術ä発達áþÙÜhDCS ä位置ÛÇå生産設備
ĶĬıŘsĘhŘčōŕĢ伝送ú安全計装îä対応ݸāg
ä自動化ú省力化àß監視制御ä実現Áÿh生産ĠĢįʼn
2007 年 11 月á開催ËĂÕ国内最大ä計測j制御技術ä専
Ýä運転操業ä現場Þ経営Ĉ直結Íh経営効率ú企業価値
門展ݸā計測展}社団法人日本電気計測器工業会主催~
ĈºÁáÍÜ最大化ÏāÁá注目点Â移行ÍÜÃܺāg
áÀºÜøhÉĂÿä機器ä展示Â多ÁÙÕgôÕh海外
Éäþ¼à観点ÝåhDCS å単独Ýå存在Í得Ðh基
ŊsĔsä出展社数ú展示規模Â拡張Íhċġċ地区ä計
幹業務ĠĢįʼnݸā ERP ú SCMhMES Þ連携Íh効
測機器市場îä期待Ĉ¼ÁÂąÑāg
果的á運用ËĂā必要¸ĀhĠsʼnŕĢà統合Þ MES
工業用計測機器ä多Åå計測制御ĠĢįʼná組õ込ôĂ
ĈåÎ÷ÞÏāĦœŎsĠŐŜ商品ä充実ÂłŜĩsä課
āÂhÓä需要構造åİľĊĘıĢĨŜĩsIJ化Â進ĉÖ
題ÞàÙܺāg
結果h計測機器群ÞÍÜ取Ā扱ąĂhęŖsĹŔà競争Â
ĞsļĢä面Ýøh設備ä延命化áþĀh長期áąÕ
繰Ā広ÈÿĂܺāgÉĂÿá対応Ïāáåh市場ä要求
ā DCS ä保守保全Â要求ËĂÜÀĀhēsŀŜ化áþā
Ĉ着実á把握ÍhĨčʼnœsà商品ä市場投入ú 1 台Ý広
汎用品化Þ延命化ä相反Ïā命題ĈºÁá解決ÍܺÅ
範囲ä測定ĈĔĹsÍ機種数ä削減ÂÝÃāàßä付加価
ÁÂ大Ãà課題ÞàÙܺāgôÕhDCS ä日本国内市
値ä盛込õÂôÏôÏ重要áàāg
場åh新規ŀŒŜıä需要å少àÅhŀŒŜıĈ維持Ïā
（ 1）
Õ÷ä設備更新需要Â大半ݸāgÉäÕ÷hŏsğs資
富士電機の計測制御システムへの取組み
産Ĉ継承ÍÚÚ革新的àĠĢįʼná移行ÏāÕ÷äŇčę
.
ŕsĠŐŜ技術ä供給Â DCS ŊsĔsÞÍÜä重要課題
DCS の取組み
計測制御ĠĢįʼnå 1970 年代á DCS Â出現ÍÕÉÞ
ÞàÙܺāg
Ýh高度化j高性能化Â進展Íh現在á至Ùܺāg富士
電機Ýåh 図 1 á示Ïþ¼áh第 2 世代Ý PA}Process
注 4OPCk米国 Microsoft Corp. ä標準čŜĨľĐsĢ仕様
図１ 富士電機の計測制御システムの発展
1975
1980
第1世代
1985
第2世代
MICREX-PⅠ
MICREX-PⅡ
1990
1995
第3世代
MICREX-PⅢ
2000
2005
第4世代
MICREX-IX
第5世代
MICREX-AX
MICREX-NX
V6.1
分散型制御システム
EIC統合化制御システム
アナログからデジタルへ
EIC統合
アドバンスト
情報制御システム
MMI
専用
計算機
DPCS-E
（専用）
E用
コント
ローラ
（専用）
（専用）
DPCS-F
I用
コント
ローラ
（専用）
垂直水平統合
ライフサイクル
トータルソリューション
進化と継承
MMI
専用
EI統合コント
ローラ
（専用）
Tリンク
計算機
パソコン
V7.0
新情報制御システム
オープン化
トータルオートメーション
2010
計算機
サーバ/
クライアント シングル
Ethernet*
EI統合コント
ローラ
（専用）
Tリンク
Industrial Ethernet
PROFIBUS DP
* Ethernet：米国 Xerox Corp. の登録商標
（ 3 ）
特 集
工業用計測機器åęŖsĹŔ商品Ýh市場åÉÉ数年h
準規格á対応ÍÕľČsŔIJĹĢÂ適用ËĂhDCS äēs
富士時報 6OL.O
計測制御システムの現状と展望
徴Ĉ示Ïg
āısĨŔēsıŊsĠŐŜĈh第 3 世代Ýå電気}E~
h
ĢĚsŒĿŔÝēsŀŜà基本ĠĢįʼn
（a）
計装}I~
hĜŜĽŎsĨ}C~機能ä EIC 統合化Ĉ実現Í
（b）
基本ĠĢįʼnÞ一体化ÍÕ安全計装j安全 PLC à
ß拡張性Þ先進性Ĉ備¾ÕĠĢįʼn構成
Õg第 4 世代ÝåēsŀŜ化Àþé進化Þ継承ĈĜŜĤŀ
ıÞÍÕMICREX-AXĈ発表ÍÕg
統合đŜġĴċœŜę環境Ýä品質向上Þ高効率ä
（c）
2004 年á発売ÍÕ新情報制御ĠĢįʼnMICREX-NX
å 第 5 世 代 ä DCS
á ¸ Õ āgMICREX-NX
実現
åh 富 士 電
ĠňŎŕsĨ活用áþā効率的à工場試験j現地試
（d）
機ÂIJčĭjĠsŊŜĢ社ÞŀŖĤĢēsıŊsĠŐŜ
験ä実現
事業Ýä協業ä一環ÞÍÜhĠsŊŜĢ社ä DCS ݸ
階層化設計Þ透明性ä高ºēŃŕsĠŐŜ機能
（e）
āPCS7ĈłsĢá共同開発ÍÕh垂直j水平統合Ħ
多重故障á強º冗長化Þh容易à保守Ý稼動率向上
（ f）
œŎsĠŐŜÞh統合化đŜġĴċœŜęĈ特徴ÞÏā次
設備管理ĺĬĚsġáþā先見性ä高ºŀŒŜıŊ
（g）
世代情報制御ĠĢįʼnݸāgÉä MICREX-NX å 2008
年6
ŜįijŜĢä実現
月áMICREX-NX/V7.0á機能拡充ËĂhËÿá
既存資産Ĉ最大限活用ÏāŇčęŕsĠŐŜ対応
（h）
本号ÝåhÉĂÿ MICREX-NX ä特徴Ĉ生ÁÍÕh各
進化Ïāg
分野áÀÇāĦœŎsĠŐŜä事例áÚºÜ紹介Ïāg
中小ĠĢįʼn向ÇáåhSCADA ĠĢįʼnÞ汎用 PLC
垂直j水平統合ĠĢįʼn
（ 2）
Ý構築ÝÃāFOCUSúSIRIUS¸ĀhĴsģá
幅広Å対応ÝÃāg図 2 á富士電機ä計測制御ĠĢįʼnä
垂直j統合ĠĢįʼn
（a）
ĠĢįʼn構成Þ階層化Ĉ示Ïg
MES å 生 産 ä 現 場 Ý 計 測 制 御 Ġ Ģ į ʼn Þ ERP ú
ŒčľĞčĘŔısĨŔĦœŎsĠŐŜ
（ 1）
SCM äþ¼à基幹業務ĠĢįʼnä中間á¸Āh生産現
富士電機åhÉĂÁÿä制御ĠĢįʼnäĜŜĤŀıÞÍ
場ä人h業務høäh設備àßä生産資源Ĉ最適化Ïā
Ü{ŒčľĞčĘŔısĨŔĦœŎsĠŐŜ|Ĉ提案ÍÜ
役割Ĉ果ÕÏg機能ÞÍÜåh工程管理h仕掛管理h進
ºāgMICREX-NX åŀŒŜıäĠĢįʼn構築Áÿ運用
捗}Íĉ×ýÅ~管理h実績管理h生産設備管理h品
}運転j保守~
h更新á至āŒčľĞčĘŔä各ľĐsģá
質管理àßÝ構成ËĂh富士電機Ýåh製造業向Çä
ÀºÜhTCO ä低減úŀŒŜıä最適経営Ĉ実現ÏāÕ
MES ÞÍÜŀŒŜı系製造管理ĠĢįʼnMainGATE-
÷hËôÌôàĦœŎsĠŐŜĈ提供Ïāg次áhÓä特
ProcessĈ提供Íܺāgŏsğsä要求áþĀh最適
図
MICREX-NX のシステム構成
中小規模システム
大中規模システム
OS Web
クライアント
インターネット / イントラネット
インターネット / イントラネット
既存システム
MICREX-PⅢ
MICREX-IX
FOCUS
OCS-1500
DBS-1500
OS サーバ
IOS-1500
（マイグレーション）
IDS-1500
基幹業務
システム
（ERP/SCM）
プラント情報
MES
生産管理
システム
（MES）
MICREX-NX
MICREX-AX
Web
サーバ
バッチ
OS
クライアント クライアント
OPC
サーバ
エンジニアリング
ステーション
（PDM 搭載）サービス
OS サーバ
（マイグレーション）
AOS-2000
ADS-2000
ターミナルバス
OS シングル
ステーション
FL-net
SIRIUS
DPCS-F
ACS-2000
アーカイブ
サーバ
AS
P/PE リンク
IPU
バッチサーバ
メンテ
ナンス
サーバ
プロセス
オート
メーション
（DCS）
プラントバス（Industrial Ethernet）
ACS-2000
ICS-2000
PCS-500
HDC-500
MICREX-SX
T リンク
IPU2
MICREX-SX
SX かんたん
計装システム
ルート
コントロール
サーバ
IPU2
ET200M
シリアル
Asi
ＭＯＤＢＵＳ
ET200M failsafe
ET200M
PROFIBUS-PA
Optical FFI
AS
AS
DP/PA
リンク
PROFIBUS-DP
MICREX
-SX
ACS-2000
OS
サーバ
（冗長化）
PROFIBUS-DP
特 集
Automation~ Þ FA}Factory Automation~ ä 融 合 á þ
ET200M
Y リンク
COx,
NOx,
etc
インバータ
MICREX-SX
OS：オペレータステーション
ES：エンジニアリングステーション
AS：オートメーションシステム
ET200X ET200S
フィールド
レベル
水平統合
（ 4 ）
垂
直
統
合
富士時報 6OL.O
計測制御システムの現状と展望
à MES äĦœŎsĠŐŜĈ提供ÍÜÀĀhMICREX-
Ĉ含ĉݺāg
① 安全計装ĠĢįʼnÂ動作ÍÕ際áhHMI}Human
Áÿ生産管理ôÝä垂直統合ĠĢįʼnĈ実現ÏāÉÞÂ
Machine Interface~上áęŒľČĔŔà表現Ý動
ÝÃāg
作条件Ĉ表示ÝÃāg
（b）
水平統合ĠĢįʼn
② 確認作業h保守作業hÀþéĠĢįʼn改良äÕ÷
MICREX-NX åhŀŖĤĢ制御ÁÿİČĢĘœsı
ä自動ŕņsı機能Ĉ持Ùܺāg
制御ôÝĈĔĹsÝÃāĠĢįʼnݸāg工場ä生産
Safety Matrix Ĉ使用ÏāÉÞÝh安全計装ĠĢįʼn
設備Áÿ物流hŏsįČœįČ設備ôÝä広º範囲Ýh
Ĉ比較的簡単á設計可能ݸĀh同時áhHMI îä必
要à条件表示h解析İsĨä提供Â行¾āþ¼áàāg
ľČsŔIJŕłŔäĠĢįʼnĈ統合化ÏāÉÞÝh意思
決定á必要Þàā情報Ĉ一元管理ÝÃāgËÿáhºă
MICREX-NX/V7.0 Ýä機能拡張
（ 4）
ºăà業種á適ÍÕĠĢįʼnݸĀh工場ä一括統合Ĉ
MICREX-NX åh2008 年 6 月á V6.1 Áÿ V7.0 áĹs
実現Ïāg
ġŐŜċĬŀÏāg表１á示Ïþ¼áhV7.0 Ýä機能ċĬ
安全計装ĠĢįʼn
（ 3）
ŀåhĜŜıŖsŒ本体ä性能ċĬŀĈ始÷hċŒsʼn
MICREX-NX ä安全計装ĠĢįʼnåhĸsIJďĐċh
ľČŔĨœŜę機能àßċŒsʼn管理ä強化hŇŔĪŏs
ĦľıďĐċÞøáhIJčĭ技術安全機関 TÜV áþā適
ğsđŜġĴċœŜęä強化h並éáŋİŔ予測制御àß
合認定ÂàËĂÕøäݸāg安全規格 IEC 61508hIEC
ĺĬĚsġŒčĿŒœ追加àß多岐áąÕÙܺāg本号
61511 á準拠Íh安全性ä定量的œĢĘ評価á必要ÞËĂ
ä関連記事áÓä詳細Ĉ記載Íܺāg
ā安全度水準}SILkSafety Integrity Level~ä SIL 3 á
ĦœŎsĠŐŜĺĬĚsġ
（ 5）
適合Íܺāg
MICREX-NX å各製造業á対応Ïā分野別ĺĬĚsġ
制御ĠĢįʼnÞ安全計装ĠĢįʼnä統合
（a）
äñÁh情報管理ĺĬĚsġĈ多数用意Íܺāg
安全計装ĠĢįʼnä高度Ý特殊à要求á対応ÏāÕ÷h
設備管理ĺĬĚsġ
（a）
安全計装ĠĢįʼnĈh制御ĠĢįʼnÞ別á製品化Ïā例
（b）
ĹĬĪĠĢįʼnĺĬĚsġ
Â多ºgÉĂá対ÍhMICREX-NX ä安全計装ĠĢį
ŔsıĜŜıŖsŔĺĬĚsġ
（c）
ʼnåhĜŜıŖsŒhēŃŕsĠŐŜ環境hđŜġĴċ
œŜę環境àß制御ĠĢįʼnÞä共通化Â進ĉÝÀĀh
運転支援ĺĬĚsġ
（d）
中小制御ĠĢįʼn用計測ĠĢįʼnĺĬĚsġ
（ 6）
安全計装ĠĢįʼnÞh制御ĠĢįʼnä混在ø可能ݸāg
富士電機Ýåh中小制御ĠĢįʼnÞÍÜ従来Áÿ販売
図 3 á MICREX-NX áÀÇā安全計装ĠĢįʼnä特徴
ÍܺāFOCUSúh小規模制御ĠĢįʼná対応可能
Ĉ示Ïg
àSIRIUSá加¾h
SX ÁĉÕĉ計装ĠĢįʼn用ä
（b）
Safety Matrix
SX 計装ĺĬĚsġĈ 2007 年á発売ÍÕgºÐĂäĠĢį
Safety MatrixÞåh安全計装ĠĢįʼnäđŜġĴ
ʼnø SCADA Þ汎用ä PLC ݸā MICREX-SX Ý構成Ë
ċœŜęĈ容易áÏāĭsŔݸāgCFC}Continuous
ĂÕĠĢįʼnݸāÂh富士電機ä計測制御äķďĸďĈ
Function Chart~á加¾Ü Safety Matrix Ĉ利用ÏāÉ
SCADA ä上á載ÑāÉÞÝh従来ä DCS Þ変ąÿàºđ
ÞÝh安全計装ĠĢįʼnĦľıďĐċĈ簡単á作成Ý
ŜġĴċœŜę環境ÞēŃŕsĠŐŜ環境Ĉ提供Íܺāg
ÃāgSafety Matrix Ý安全条件Ĉ入力ÏāÞh必要à
ĤsľįČ関数ĿŖĬĘÂ展開ËĂÕ CFC Â自動生成
ËĂāgôÕhđŜġĴċœŜę以外áø幾ÚÁä機能
.
工業用計測機器の取組み
工業用計測機器åŀŖĤĢ計装ä源ݸĀh生産性ä向
上h品質向上h予防保全àßä面Ý重要à役目Ĉ担Ùܺ
MICREX-NX の安全計装システム
āgļġĶĢÞÍÜå工業用計測機器ÞÍÜ計測制御ĠĢ
įʼnÁÿå分離ËĂā場合Â多Åh特徴j差別化Â拡販á
特徴 2
å重要àņčŜıáàāg各計測機器ä取組õĈ以下á述
特徴１
ïāÞÞøáh表 2 á示Ïg
●制御システムと安全計装システムの統合
ľČsŔIJ機器
（ 1）
安全計装システムと，制御システムの
混在も可能
ľČsŔIJ機器å圧力j差圧発信器h流量計h温度計Ý
●Safety Matrix
OS
安全機能監視制御
ES
安全制御ソフトウェア
安全計装プログラム
安全ネットワーク
安全 IO
安全ロジックをオンラインで監視操
作エンジニアリング（CFC）から
自動生成
特徴 3
PROFIsafe
図
代表ËĂāg
発信器å仕様j性能àßÂİľĊĘıĢĨŜĩsIJ化Ë
PROFINet
ĂhęŖsĹŔà市場Ý過酷à競争Â行ąĂܺāgËÿ
安全
コントローラ
áh長期安定性ä向上hľČsŔIJĶĬıŘsĘ対応機能h
ŘčōŕĢ伝送ú SIL á対Ïā要求¸Āh対応Ĉ進÷
標準 / 安全
混在 I/O
安全 I/O
●エンジニアリングの統合
標準制御と安全制御（F-engineering）が共通のエンジニアリング
（CFC) で実現
ܺāg本号Ýå長期安定性ä改良ú小型化Ĉ図ÙÕ新型
圧力j差圧発信器FCX-AⅢĠœsģĈ紹介Íܺāg
流量計áå差圧式h電磁式h超音波式à߸Āh超音
（ 5 ）
特 集
NX ÞĠsʼnŕĢá結合ÏāÉÞÝhľČsŔIJŕłŔ
富士時報 6OL.O
表
計測制御システムの現状と展望
MICREX-NX/V7.0機能アップ主要項目
分 類
機能UP項目
特 集
工業用PC 547B （デュアルコアプロセッサー，ギガビット Ethernet）
ハードウェア
コントローラ用CPU (メモリ30 Mバイト，命令実行速度18 ns)
プロセス状態別のアラームフィルタリング
アラーム管理
オペレーション
オペレーターによるメッセージ抑制
トレンド機能拡張（オンライン/アーカイブトレンド混在表示，トレンドデータ保存）
バージョン管理
エンジニアリング
マルチユーザーエンジニアリング（ネットワーク経由）
バッチ制御とルート制御システムの連携
モデル予測制御（MPC）
アドバンスト制御
制御パフォーマンスモニタ（CPM）
パッケージ/ライブラリ
運転支援システム
アセットマネジメント（ストロークカウンタ，運転時間）
トレンド・アラーム長期保存データのWeb表示
Safety Matrix
安全計装
安全度水準SIL計算・評価ツールとの連携
セキュリティ通信モジュールSCALANCE S（VPN対応）
セキュリティ
Windowsユーザー管理との統合ログオンサービス
FL-netゲートウェイ
マイグレーション
IPU-Ⅱ接続
外部システム接続ステーションSPOSA（Single Point Of System Access，OPC/OLE DB IF）
その他
（外部インターフェースなど）
PROFIBUS DP/FFリンク
PROFIBUS PA 二重化
表
注力計測機器の取組み
主な適用分野
機 種
キーとなる技術
取組み
石油・石化 電機・電子
鉄 鋼
食品・医薬
○
○
○
○
○
○
圧力・差圧発信器
マイクロシリコンセンサ，
低消費電力，ネットワーク
汎用（世界標準）発信器対応
安全，無線
○
超 音 波 流 量 計
耐気泡対応，
パルスドップラー・
伝搬時間差複合方式
高精度，口径範囲拡大
○
調 節 計
高速制御，高分解能，
非干渉制御
高機能，高精度化，
モジュール化
○
○
記 録 計
高速サンプリング，
ネットワーク
データ蓄積機能拡充，
多チャネル化
○
○
ガ ス 分 析 計
赤外線センサ，直接挿入・
レーザ・固体電解質
煙道直接挿入測定，
多成分同時測定
波式Â非接触測定ú工事ä利便性ä利点áþĀ需要拡大Â
○
○
○
環 境
水処理
○
受信計器å記録計Þ調節計á大別ËĂāg記録計Ýå
期待ËĂāg富士電機Ýå液体測定用á超音波式流量計Ĉ
Ńsĺs記録計ÁÿŃsĺsŕĢ記録計îä切換Â進õh
重要à機種ÞÍÜ注力ÍÜÀĀh取引証明用îä展開Ĉ視
多様à通信hŖėŜęjİsĨ蓄積機能h多ĪŌĶŔj高
野á入ĂÕ高精度ĸčĿœĬIJ超音波流量計}伝搬時間差
速切換àßä性能j機能Â要求ËĂÜÃÜÀĀh対応Ĉ進
ÞIJĬŀŒs効果ä複合方式~úh半導体分野}純水製造
÷ܺāg本号Ýåh
ŃsĺsŕĢ記録計PHR
PHW
装置~
hPA 分野ú工場j事業所ä給排水管理Ĉ対象á 0.2
ä詳細Ĉ紹介Íܺāg
秒ä高速応答h小型化Ĉ図ÙÕ設置型àßĈ市場投入ÍÜ
調節計Ýå初期äŀŖĤĢ計装á活躍ÍÕĠŜęŔŔs
Ãܺāg本号ÝåhĹĬįœsÝ連続 12 時間動作可能
ŀ調節計åœŀŕsĢ需要Â主áàÙܺāg大中規模
à可搬型超音波流量計ņsĨsľŖs CĈ紹介Íܺ
ĠĢįʼnÝå DCS ú PLC á置Ã換ąĀh小規模ĠĢį
āg
ʼnÝå機能ċĬŀÍÕ温度調節計àßä汎用調節計á置
受信計器
（ 2）
（ 6 ）
Ã換ąÙܺāgôÕh機械装置組込õ用ä調節計å箱
富士時報 6OL.O
物}ĺĶŔ埋込õ型~Áÿ表示操作部äàºŅsIJ型hŋ
計測制御システムの現状と展望
位置ÛÇhÓä向上Ĉ図āÕ÷h次äþ¼àĖsŘsIJĈ
基áÓä基盤整備á取Ā組ĉݺāg
調節計áå制御精度ä向上h通信機能ä拡充h多ĪŌĶŔ
安全計装技術
（a）
制御hPLC 機能ä取込õàßäĴsģ¸Āh対応Ĉ進
（b）
制御技術
÷ܺāg本号ÝåhŇŔĪŔsŀjŋġŎsŔ型調節計
ĠĢįʼn化技術
（c）
PUMĈ紹介Íܺāg
組込ĦľıďĐċ技術
（d）
分析計
（ 3）
ĶĬıŘsĘj無線技術
（e）
特 集
ġŎsŔ型Â主流áàĀÚÚ¸āg機械装置組込õ用ä
ĕĢ分析計ä用途å大気汚染àßä環境監視用Þ工業炉
ĤŜĠŜę技術
（ f）
àßä雰囲気Ĉ計測ÏāŀŖĤĢ用á分ÇÿĂāg赤外
ÉĂÿä技術áþĀhŀŖĤĢēsıŊsĠŐŜÖÇÝ
線式hġŔĜĴċ式h磁気式àß従来Áÿ¸ā測定原理Ĉ
àÅÏïÜä産業j社会á対ÏāĦœŎsĠŐŜĈ提供Ý
łsĢá多成分測定h自動校正àßä演算機能ä拡張àß
Ãāþ¼áàāg
Â図ÿĂÜÃÕg最近ÝåhŕsğĈ応用ÍÕ直接挿入形
}煙道ú煙突á直接ĤŜĞĈ取Ā付ÇāĨčŀ~Â導入Ë
あとがき
Ăܺāg
環境監視用市場å世界的à地球環境保護ä高ôĀÞ中
生産ĠĢįʼnä安全j安心ä向上h運転効率h品質向上
国àßÝä法規制ä強化Ý急成長ÍÜÀĀh富士電機Ý
îä要求h今後訪Ăā少子高齢化h世代交代á対応ÏāÕ
å固定発生源ä排出ĕĢ監視用áĠŜŀŔà構造Ý 5 成分
÷h計測制御ĠĢįʼnä役割Â高ôÙÜÃܺāg
}NOxhSO2hCOhCO2hO2~Ĉ同時á測定ÝÃāĠŜ
本号Ýåh計測制御ĠĢįʼnä安全j安心îä取組õh
ęŔļsʼn赤外線分析計ZREĈ 2007 年 5 月á市場投
ĦœŎsĠŐŜ事例h基盤Þàā制御技術j計測機器àß
入ÍÕgôÕh本号Ý紹介Íܺā直接挿入ŕsğ方式ĕ
Ĉ紹介Íܺāg今後ø最新ä技術á着目ÍÜĠĢįʼn開
Ģ分析計ZSSĈ発売ÍÕg
発áÚàÈh差別化ÍÕĠĢįʼnäĨčʼnœsà市場投入
á注力ÍܺÅ所存ݸāg
.
計測制御技術の基盤整備に向けた取組み
計測制御技術å¸ÿüā産業ä基盤技術ݸĀh鉄鋼h
石油化学h水処理àßä異àā分野ä技術Ĉ統合Ïāh横
断型基幹技術ݸāg
参考文献
戸髙雄二ñÁi計測制御ĠĢįʼnä現状Þ富士電機ä取組
（ 1）
õi富士時報ivol.79, no.3, 2006, p.243-247.
富士電機Ýåh計測制御技術ĈĜċĜŜĽĨŜĢÞÍÜ
（ 7 ）
富士時報 6OL.O
機械安全と機能安全への取組み ── Total Safety ──
特 集
小塙 明比古}Éåàąe¸ÃèÉ~
長谷川 正美}åÑÂąeôËõ~
まえがき
安全規格の内外動向
最近h機械装置úŀŒŜıÝ重大à事故Â相次ºÝÀĀ
.
安全規格の整備状況
安全j安心ä向上î社会的関心Â高ôÙܺāg安全j安
欧 州 Ý åh 安 全 性 能 á 関 Ï ā 基 本 概 念 ú 設 計 原 則 Ĉ
心ä構築áåh危険}œĢĘ~発生ä予測h設備ä予防保
規定Ïā安全規格Â広Å活用ËĂÜÃÕgÉĂĈ背景á
全hŀŒŜıäĤĖŎœįČhĠĢįʼn上äİsĨä電子
ISO/IEC ĕčIJ 51 Â発布ËĂh国際規格 ISO 12100}機
記録àß広範囲à応用技術Â必要ݸāg一方h設備設計
械類ä安全性−基本概念h設計äÕ÷ä一般原則~Â発行
úĠĢįʼn設計ä段階Ý安全Ĉ確保Ïā新ͺ手法Âh機
ËĂhÁÚÉä規格Ĉ頂点ÞÍÜh図 1 á示Ï体系的à安
（ 1）
械安全ú機能安全ÞÍÜ体系的á規格化ËĂÜÃܺāg
全規格Â構築ËĂܺāg今後h個別ä機械úĠĢįʼnä
本稿Ýåh現在生産現場ä設備úĠĢįʼná取Ā入Ăÿ
安全規格ÂËÿá充実ËĂāÞ予測ËĂāg
ĂÜÃܺā新ͺ安全構築ä手法Ĉ概説ÏāÞÞøáh
ąÂ国ÝåhWTO/TBT 協定áäÙÞĀ 図 1 ä国際規
格体系Ĉ受Ç入Ăhñò同Î体系Ý JIS Ĉ制定ÍÜ安全規
富士電機ä安全îä取組õĈ紹介Ïāg
格Ĉ整備ÍÜÃÕgÉä動ÃÞ並行ÍÜ国内法Ýåh2006
図１ 安全規格の体系
ISO/IEC ガイド 51
ISO：機械系
IEC：電気系
A
基本安全規格……共通に利用できる基本概念，設計原則を扱う規格
機械類の安全性：設計のための基本概念，一般原則（ISO 12100/JIS B 9700）
リスクアセスメントの原則（ISO 14121/JIS B 9702）
B
グループ安全規格……広範囲の機械類に適用する安全を扱う規格
制御システムの安全関連部（ISO 13849/JIS B 9705）
非常停止（ISO 13850-1/JIS B 9703）
両手操作制御装置（ISO 13851/JIS B 9712）
安全距離（ISO 13852/JIS B 9702）
マットセンサ（ISO 13856）
突然の起動の防止（ISO 14118/JIS B 9714）
インタロック装置
（ISO 14119/JIS B 9710）
ガード（ISO 14120/JIS B 9716）
C
機械の電気装置（IEC 60204/JIS B 9960）
爆発性雰囲気で使用する電気機械器具（IEC 60079/JIS C 60079）
低圧開閉装置および制御装置（IEC 60947/JIS C 8201）
EMC（IEC 61000-4/JIS C 61000-4）
センサ一般（IEC 61496/JIS B 9704）
電気・電子・プログラマブル電子安全関連系の機能安全
（IEC 61508/JIS C 0508）
機能安全：プロセス産業分野の安全計装システム
（IEC 61511/JIS C 0511）
個別機械安全規格…… 特定の機械に対する詳細な安全規格
工作機械，産業用ロボット，鍛圧機械，無人搬送車，化学プラント，輸送機械など
（ 8 ）
小塙 明比古
長谷川 正美
低圧遮断器ä開発設計h低圧機
安全計装ĠĢįʼnä開発j設計業
器jĠĢįʼn全般ä商品企画á従
務á従事g現在h富士電機ĠĢį
事g現在h富士電機機器制御株式
ʼnģ株式会社制御ĠĢįʼn本部情
会社生産本部技師長g電気学会会
報j制御ĤŜĨs制御ĠĢįʼn部
員h電気設備学会会員g
課長g計測自動制御学会会員g
富士時報 6OL.O
図
機械安全と機能安全への取組み ── Total Safety ──
改正労働安全衛生法
図
ISO 12100 基本概念
リスクアセスメント
長時間労働者への医師による面接指導の実施
2
特殊健康診断結果の労働者への通知
3
危険性・有害性などの調査および必要な措置の実施
4
認定事業者に対する計画届けの免除
5
安全管理者の資格要件の見通し
6
安全衛生管理体制の強化
7
製造業の元請事業者による作業間の連絡調整の実施
8
化学設備の清掃などの作業の注文者による文章などの交付
9
化学物質などの表示・文書交付制度の改善
リスク
機械の定義された制限および
“意図する使用”に基づく
設計者によって講じられる保護方策
ステップ１ 本質的安全設計方策
ステップ２ 安全防護および付加保護方策
使
用
者
入
力
ステップ３ 使用上の情報
■ 機械に……警告標識
信号警報装置
■ 取扱説明書に
10 有害物ばく露作業報告の創設
使用者によって講じられる保護方策
11 免許・技能講習制度の見直し
■ 組織 ……安全作業手順
……監督
……作業許可システム
■ 追加安全防護物の準備と使用
■ 保護具の使用
■ 訓練 など
リスクアセスメントと安全対策
機能・目的・
意図する使用
リ
ス
ク
ア
セ
ス
メ
ン
ト
範
囲
すべての保護方策を
講じた後の残留リスク
注）
対策情報のループ
開始
リ
ス
ク
解
析
範
囲
設
計
者
入
力
設計者によって提供された
使用上の情報に基づくものを含む
対象：安全管理者の設置が義務付けられた全事業所
図
設計者が保護方策
を講じた後の残留
リスク
手順Ĉ用ºÜh危険源Â事故á発展ÏāŀŖĤĢĈ精査Íh
危険源Þ事故ä関係Ĉ遮断Ïā手段ÞÍÜ確立ËĂÕgÏ
予見可能な
誤使用の明確化
àą×{安全å危険源ä管理áþā|ÉÞÂ新ͺ国際的
安全防護
の設置
危険源の同定
安
全
対
策
リスク見積り
設計による
危険除去
設計による
リスク低減
à安全規格ä動向ÞàÙܺāg
.
設計者の観点によるリスク低減プロセス
ISO 12100/JIS B9700 Ýåh安全設備jĠĢįʼnä一般
設計原則ÞÍÜ{設計者áþÙÜ講ÎÿĂā保護方策|Þ
{使用者áþÙÜ講ÎÿĂā保護方策|Â相互áľČsIJ
リスク評価
ĹĬĘÏāĞčĘŔĈ規定Íܺāg図 4 á示Ïþ¼áœ
ĢĘċĤĢŊŜıá対応ÍÕ本質安全設計Ĉ中心á残留œ
機械は
安全か
ĢĘĈ低減Ïā方法å{設備á安全Ĉ造Ā込ö|ÉÞÞ理
NO
YES
残留リスクを
使用者に警告
解ËĂāgÏàą×h
{機械å故障Ïāøäh人å間違º
Ĉ犯Ïøä|Â前提ÞàÙܺāgÉäŀŖĤĢÝåh危
険源ä同定h適切à対応策ä適用àß高º技術力Â必要Ý
¸Āh富士電機ÝåhÉä技術Ĉ持ÚċĤĬĞsĈ養成中
使用の許可
終了
ݸāg
Total Safety の考え方
現在ä生産現場åh機械装置hÓĂÿä駆動装置h全体
äĜŜıŖsŒh反応ŀŖĤĢĈ含ö計装àßÂ複雑á
年 4 月á労働安全衛生法Â改正ËĂh
危険性j有害性等
配置ËĂܺāgÍÁøh安全系å標準系ä一部ÞÍÜ形
調査Àþé必要à措置ä実施Â法制化ËĂÕgÉĂáþ
成ËĂāgÍÕÂÙÜh生産現場全体ä安全系Ĉ構築Ïā
Āh機械設備ä新規導入ú変更時hôÕå作業方法ú手順
場合h性格ä異àā安全基準Ĉ理解ÍÜ適用ÍàÇĂæà
ä変更時áåhœĢĘċĤĢŊŜıä実施Â義務ÛÇÿĂ
ÿÐ容易ÝàºgÍÁøh従来Éäþ¼à生産現場ä安全
g
Õ}図 2~
系åh労働安全衛生部門Â統括Íܺā場合Â多Å新ͺ
従来hąÂ国å{安全å現場管理áþā|Þä考¾á象
安全基準ä適用ä推進åh今後ä課題ÞàÙܺāg富
徴ËĂāþ¼á管理責任ä意味合ºÂ強ÁÙÕg新ͺ
士電機Ýå図 5 á示Ïþ¼áh機械安全j制御安全j機能
œĢĘċĤĢŊŜıä概念}ISO 14121~åh図 3 á示Ï
安全äÏïÜĈ統一Íh顧客îäĜŜĞŔįČŜęáþā
（ 9 ）
特 集
改正労働安全衛生法 11 のポイント
1
富士時報 6OL.O
機械安全と機能安全への取組み ── Total Safety ──
安全ĦœŎsĠŐŜä提供Ĉ目指ÍܺāgÉĂ Total
機械装置ä危険源îä侵入Ĉ直接ĕsIJÏā方法á加¾Üh
Safety ä考¾方ݸāg
特 集
図
機械の電気装置の安全規格の対象項目
機械安全への取組み
物理的環境
警告標識および略号
技術文書
システム /
セル制御装置
FA 分野áÀºÜh安全系Ĉ構築Ïā場合h機械装置ä
電源断路機器
感電保護
装置の保護
接地（PE）端子
保護ボンディング回路
制御回路および制御機能
非常停止機能
制御装置
付属品および照明
運転á伴ÙÜ危険à状況Â生ÐāĠĢįʼnÝåh基本的
電源
áå{止÷ā安全|Ĉ原則ÞÏāÞ言ąĂāg具体的áåh
接地端子
図
Total Safety コンセプト
電線およびケーブル
配線
試験
非常停止機器
コンサルティングによる安全ソリューション
機械安全
電動機の
制御装置
機能安全
プログラマブル
コントローラ
操作盤
入出力
インタフェース
安全防護物
および警報機器
機械アクチュエータ
およびセンサ
白ヌキ部分
（制御安全）
機械コンポーネント
電子コンポーネント
電源断路器
保護装置
電磁接触器
非常停止 SW
Safety 専用機器
Safety
インバータ
サーボ
発信器
温調計
PLC
PA システム
安全計装
MICREX-NX
電動機
および
トランスデューサ
図
安全規格の対象
機械装置
Total Safety
制御盤の安全システム
電源引込用配線用遮断器
AS-i Safety システム
断路（アイソレーション）機能付遮断器
ロック機能付き操作ハンドル
非常停止スイッチやセーフティライトカーテン，
安全ドアスイッチその他のセーフティセンサからの
安全入力をセーフティリレーに代わり論理処理し
安全な停止を行う E/E/PE 機器
配線用遮断器，
マニュアルモータスタータ，
電磁接触器，サーマルリレー
過電流保護
電動機の過負荷保護
欠相保護
＊1
Safety PDS
可変速電気駆動システムについては，個別
製品規格制定にあわせた情報の追加予定
電源断停止回路用電磁接触器
安全カテゴリ 3 以上達成には冗長化
安全カテゴリ 2 以上達成には
安全開離機能接点（ミラーコンタクト）
FS
＊2
PLC
機能安全 PLC については，個別製品規格
制定にあわせた情報の追加予定
非常停止用押しボタンスイッチ
*1：PDS（Power Drive System）
*2：FS（Functional Safety）
（ 10 ）
直接開路動作機能接点
トリガーアクション機構
富士時報 6OL.O
表
機械安全と機能安全への取組み ── Total Safety ──
機械の電気装置の安全要求事項と対応
IEC 60204-1・JIS B 9960-1要求事項
備 考
4.2項 装置の選択
−
5.3項 電源断路機器
G-TWINブレーカ・ELB
外部操作ハンドル
6.2項 直接断路機器
特 集
安全規格対応製品
富士グローバル規格認証製品
配線用遮断器，電磁接触器，押しボタンスイッチなど
アイソレーション適合
IEC 60947-2適合
フィンガープロテクション構造
（各種機器に搭載）
保護等級
IP20
7.2項 過電流保護
G-TWINブレーカ・ELB
マニュアルモータスタータ
過電流保護機器間の協調
7.3項 電動機の過負荷保護
マニュアルモータスタータ
電磁接触器，サーマルリレー
過負荷/保護機器との協調
9.2項 制御機能
非常停止機能にカテゴリ0の停止を使用する場合は，
ハードワイヤによる電気機械部品だけで構成しなけ
ればならない。
IEC改訂（2005年10月。JIS改訂中）に
よりハードワイヤ条項は削除され，電気・
電子・プログラマブル電子機器の使用が可能
になった。
9.4項 故障時の制御機能
電磁接触器
安全開離機能接点（ミラーコンタクト）
IEC 60947-4-1付属書F
非常停止用コマンドスイッチ
直接開路動作機能
IEC 60947-5-1付属書K適合
IEC 60947-5-5適合
セーフティトリガーアクション機能
ISO 13850適合
10.7項 非常停止用機器
12.3項 エンクロージャの保護等級
コマンドスイッチ：IP65
外部操作ハンドル：IP54
（配線用遮断器用）
一般産業用エンクロージャの保護等級の要求
IP32，IP43，IP54
注）カテゴリ0 ： 機械アクチュエータを直接遮断する停止
機械ä電気装置}IEC 60204/JIS B9960-1~ä安全規格ä
関係Ïā電気品åh従来要求ËĂàº規定Â要求事項ÞÍ
適用Â中心Þàāg図 6 á機械ä電気装置ä安全規格ä対
ܸāÉÞá注意Â必要ݸāg
象項目Ĉ示Ïg
富士電機ÝåhÉä要求事項á対応ÏāÕ÷á原則ÞÍ
Ü標準品á安全機能Ĉ取Ā入ĂÕ商品ĈŒčŜċĬŀÍÜ
.
機械装置システムの安全に関する規格
ºāg
機 械 装 置 Ġ Ģ į ʼn ä 安 全 á 関 Ï ā 上 位 規 格 á å ISO
13849-1hIEC 60204-1hIEC 61508 ä三Ú¸āg
機能安全への取組み
ISO 13849-1
（ 1）
機械制御ĠĢįʼnä安全関連部ä一般設計原則Ý危険度
PA áÀºÜh安全計装ŔsŀĈ構築Ïā場合h多Åä
Þ安全Ĕįĝœsä分類Ĉ示Íܺāg2006 年度版Ýåh
計測機器}圧力j差圧発信器~ú安全ĜŜıŖsŒh安全
定性的ݸÙÕĔįĝœsá危険側故障平均時間àßä
I/O Ĉ使¼必要Â出ÜÅāgÉĂÿä機器åh機能安全規
確率論äľĊĘĨsÂ追加ËĂ PL}Performance Level~
格}IEC 61508~á従ÙÕ開発ÂàËĂh第三者認証機関
Þ改訂ËĂÕgPL äŕłŔåha}低~v e}高~ä 5 段
áþĀ安全á関ÍÜ認証ËĂÕøäÝàÇĂæàÿàºg
階ÞàÙܺāg
富士電機Ýåh①圧力j差圧発信器ÞÍÜFCX-AⅡ/CⅡ
IEC
（ 2）
60204-1
機械制御盤ä規格Ýh個々ä部品îä要求事項ú図 6 Ý
Ġœsģ
h②安全ĜŜıŖsŒhÀþé安全 I/O ÞÍÜ
{機能安全|ä取組õ
MICREX-NXĈ発売ÍÜÀĀh
示Ïþ¼à部品ä相互関係Ĉ示Íܺāg機械系ä安全åh
Ĉ図Ùܺāg
固有機械ä規格Ĉ除ÃÉä規格á準拠Ïā必要¸āg 本章ÝåhÓä例ÞÍÜ MICREX-NX Ý実現Ïā安全
IEC 61508
（ 3）
計装ĠĢįʼnáÚºÜ紹介Ïāg
機械装置Ĉ安全à状態á維持ÏāÕ÷ä{機能|Ĉ実装
ÍÕ E/E/PE}電気/電子/ŀŖęŒŇĿŔ電子~機器ä製
.
安全計装システムに関する規格
品安全Ĉ規定ÍÜÀĀhčŜĹsĨh電子制御機器hPLC
安全計装ĠĢįʼná関係Ïā規格áåhIEC 61508 Þ
Â該当Ïāg本規格Ĉ基á上記ä機器ä個別規格Â制定Ë
IEC 61511 ä二Ú¸āgÉä二Úä規格ä違ºåhIEC
ĂÚÚ¸āg
61508 Â İ Ĺ č Ģ ä 製 造 者j 供 給 者 Ĉ 対 象 á ÍhIEC
61511 ÂĠĢįʼnä設計者jčŜįęŕsĨjŏsğsĈ
.
機械の電気装置の安全構築
図 7 áh機械装置制御盤ä安全ĠĢįʼn例Ĉ示ÏgÉä
対象áÍܺāÉÞݸāg安全計装ĠĢįʼnĈ設置Ïā
際áå IEC 61511 á準拠Ïā必要¸āg
図Ý示Ï制御盤Ĉ構成Ïā部品åh表１ä安全要求事項Ĉ
Ëÿáh図 8 Ý示ÏĠĢįʼn全体ä安全ŒčľĞčĘŔ
満足Ïā必要¸āg特á主回路系ä電気品ú非常停止á
}計画j設計j設置j運転j改修j廃棄~ø詳細á規定Ë
（ 11 ）
富士時報 6OL.O
機械安全と機能安全への取組み ── Total Safety ──
Ăܺāg国内ÝåhIEC 61508 ä対応規格ÂÏÝá JIS
（ 2）
.
Ý制定ËĂÜÀĀhIEC 61511 ä対応規格ø 2008 年 2 月
安全計装システム
åhŀŒŜı異常時äœĢĘĈ許容範囲以下á抑¾h人
命j環境j設備á対ÍÜ高º安全性Ĉ確保Ïā手段ÞÍÜ
図
必要àĠĢįʼnݸāg従来hąÂ国Ýåœŕs回路áþ
Total Safety（IEC 61508：E/E/EP 安全系）
ā SIS Â一般的ݸÙÕÂh欧米Ýå新ͺ安全規格á準
拠ÍÕĜŜıŖsŒĈ使ÙÕ SIS Â普及Íܺāg
1
概念
2
すべての対象
範囲の定着
3
潜在危険
および，
リスク解析
4
すべての安全
要求事項
5
安全要求事項の
割り当て
（ 3）
6
すべての
運用
および，
保全計画
すべての計画の作成
すべての
安全
8
7
妥当性
確認計画
すべての
設置および，
引き渡し
計画
ĸsIJďĐċÞĦľıďĐċ
（ 1）
安全ĜŜıŖsŒ
（a）
MICREX-NX Ý 実 現 Ï ā SIS á Ú º Ü 説 明 Ï āg
MICREX-NX åhIEC 61508 á準拠Íh第三者認証機
関ݸā TÜV}Technischer Überwachungs-Vereink
技術検査協会~Áÿ安全度水準 SIL}Safety Integrity
Level~3 ä認証} 図 9~Ĉ取得ÍÕĜŜıŖsŒÝ¸
安全関連系
：E/E/PE
9 実現（E/E/PE
安全ライフ
サイクル）
ā}134 Ńsġä解説参照~
gMICREX-NX Ý使用
Ïā CPU å処理能力ä異àā 3 種類}AS412hAS414h
すべての設置
10 および，
引き渡し
AS417~Ĉ用意ÍhÁÚhĠŜęŔ構成Áÿ完全冗長化
11 すべての安全
妥当性 確認
適切な安全ライフ
サイクルフェーズ
に戻る
すべての運用・
12 保全および，
修理
すべての部分
13 改修および，
改造
14
ôÝ豊富àĹœđsĠŐŜÝ柔軟àĠĢįʼn構成Ĉ可能
ÞÍܺāgÓä結果h顧客ĠĢįʼnä規模ú用途á
þÙÜĠĢįʼn方式Ĉ選択ÝÃā拡張性Ĉ持Ùܺā
使用終了
または，廃却
g大Ãà特徴ÞÍÜh一Úä CPU}ĠŜęŔ構
} 表 2~
成~Ý SIL3 Ĉ実現ÍܺāÉÞݸāgÉĂåh一Ú
ä CPU 内Ý二ÚäŀŖęŒʼnŖġĬĘÂ実行ËĂh演
図
算結果Áÿ CPU ä健全性ĈĪĐĬĘÏāÉÞÂ可能à
TÜV 認証証書
図
CPU の健全性チェック
設計者
作成
プログ
ラム
A, B（ブール）
オペランド
C
演算
自動生成
プログ
ラム
結果
AND
エンコード
比較
停止
D≠ /C のとき
OR
多様性
多様性
オペランド
/A, /B（ワード長データ） 演算
D = /C
多様性
結果
CPU 内の処理
表
柔軟なシステム構成
シングル構成
CPU，バス冗長化構成
CPU，バス，I/O冗長化構成
AS412F
AS412FH
AS412FH
AS414F
AS414FH
AS414FH
AS417F
AS417FH
AS417FH
ET200M
ET200M
ET200M
シングル構成でSIL3の
安全水準を実現
（ 12 ）
安全 I/O
CPU，バスの故障時もシステムを
停止させることなく交換が可能
PROFIBUS-DP
安全 I/O
PROFIBUS-DP
安全 I/O
PROFIBUS-DP
特 集
安全計装ĠĢįʼn}SISkSafety Instrumented System~
á JIS Ý制定ËĂÕg
ET200M
冗長化
安全 I/O
CPU，バスに加えI/Oの故障時もシステムを
停止させることなく交換が可能
富士時報 6OL.O
表
機械安全と機能安全への取組み ── Total Safety ──
安全I/O
モジュール種別
電圧/電流仕様
24点 : SIL2 AK4
12点 : SIL3 AK6
（6点/コモン×4）
DC24 V
Digital input
（DI 8 NAMUR)
8点 : SIL2 AK4
4点 : SIL3 AK6
DC24 V
Digital output
（DO 10)
10点 : SIL2 AK5 or SIL3 AK6
DC24 V
2A
6点 : SIL2 AK4
6点 : SIL3 AK6
4∼20 mA
0∼20 mA＊
0∼10 V＊
Digital input
（DI 24）
Analog input
（AI 6)
設置環境
特 集
入出力点数と安全レベル
温度
水平取付 : 0∼40 ℃
垂直取付 : 0∼60 ℃
汚染環境
硫化水素H2S : 0.5 ppm以下
二酸化硫黄SO2 : 0.1 ppm以下
＊：Safetyモード使用時は，4∼20 mAのみ
図
PROFIsafe 通信テレグラム
制御
データ
安全通信データ
MAX：12/122 バイト
図
カウンタ
データ
1 バイト
Safety Matrix の機能（エンジニアリング）
CRC
ソース
ベース
カウント
安全データ
パラメータ
1 バイト
2/4 バイト
イ分
ン析
ポデ
ーー
トタ
の
ＭＡＸ：244 バイト
ċsĖįĘĪŌÞàÙܺāÕ÷ݸā}図
~
g一Ú
監
視
モ
画
ニ
面
タ
リ で
ン
グ
安全回路の
自動生成
exSILentia で
作成したデータ
目äŀŖęŒʼnå設計者Â作成ÍÕøäݸāÂh二Ú
目äŀŖęŒʼnåh一Ú目äŀŖęŒʼnÂĜŜĺčŔË
Ă実行形式á変換ËĂā際áhĠĢįʼnÂ自動生成ÍÕ
ĤsľįČ関数ľĊŜĘĠŐŜĿŖĬĘ}FB~
}50 種
逆ŖġĬĘäŀŖęŒʼnݸāgCPU 内áå自己診断
類~Ĉ使用ÍÜ行¼gÉäĤsľįČ関数 FB å第三者
機能Â搭載ËĂÜÀĀh電源投入時hĠĢįʼn動作時á
認証機関 TÜV ä認証Ĉ受Çܺāg
異常Â検出ËĂÕ段階ÝĠĢįʼnÂ安全方向á働Å指示
đŜġĴċœŜę画面上á必要à FB Ĉ置ÃhÓĂÿ
ĈÏāgôÕh接続ËĂܺā I/O ä異常ú配線ä断
ĈŇďĢÝ結線ÍhĜŜĺčŔÏāÉÞÝ安全制御İs
線àßĈ検出ÏāÉÞÂ可能ݸāg
Ĩ形式á変換ËĂāgđŜġĴċœŜę時áåh画面Ĉ
（b）
安全 I/O
開Å際úŖsİČŜęÏā際áĺĢŘsIJĈ要求ËĂh
安全 I/O ä種類Ĉ 表 3 á示Ïg各 I/O øôÕhSIL3
決÷ÿĂÕ設計者ÖÇÂĦľıďĐċä設計ú変更ĈÏ
ä認証Ĉ取得ÍܺāgI/O 内部ä二Úä CPU Ý二重
āÉÞÂÝÃāgÉäþ¼áh不用意á安全ŀŖęŒʼn
化入力信号h出力信号ä妥当性ĪĐĬĘĈ行ºhôÕ自
Â改変ËĂàºþ¼ĤĖŎœįČÂ考慮ËĂܺāg
己診断回路áþāĘŖĢĪĐĬĘáþĀ安全度Ĉ高÷Ü
Safety Matrix
（ 2）
Safety MatrixÞº¼ĦľıďĐ
MICREX-NX áåh
ºāg
安全通信
（c）
ċÂ用意ËĂܺāgÉä Safety Matrix åh大ÃÅ三Ú
安全ĜŜıŖsŒÞ安全 I/O
ä間åhPROFIBUS-
DP ĈłsĢÞÍÕ PROFIsafe ŀŖľĊčŔĈ使¼É
ä機能Ĉ持Ùܺā}図
~
g一Ú目åh安全回路ä自動
生成機能ݸāgSafety Matrix 上Ýh横軸á異常状態Ý
（ 4）
ÞÝ安全通信Ĉ実現ÍܺāgPROFIsafe å IEC 61508
¸ā信号Ĉ定義Íh縦軸á安全動作ĈËÑÕº機器îä出
á準拠ÍÕ最初ä通信ĠĢįʼnݸāg安全ŕłŔå
力信号Ĉ定義Ïāg交差Ïā点á対ÍÜ関連ÛÇĈ行¼É
SIL3 á適合Í FAhPA ä広範囲à分野á適用可能Ý
¸āgPROFIsafe ä通信įŕęŒʼnå 図
äÞÀĀÝh
ÞÝ容易á安全ŀŖęŒʼnĈ作成ÝÃāg二Ú目åhđ
ŜġĴċœŜęÝ作成ÍÕ Safety Matrix ä情報ĈÓäô
PROFIsafe ŀŖľĊčŔÝåh安全 I/O ä信号İsĨ
ô監視用画面áŋĴĨœŜęËÑā機能ݸāgÉĂáþ
ä後ăáh制御İsĨhĔďŜĨİsĨhCRC}Cyclic
Āh異常事象}ßäþ¼à異常Â起ÃÜh何Â止ôÙÕä
Redundancy Check~İsĨĈ付加Íh安全通信İsĨ
Á~îä的確à対応ĈĨčʼnœsáÞāÉÞÂ可能Þàāg
ä欠落Ĉ防ºÝºāg
三Ú目åhexida 社äexSILentiaÞäİsĨ連携Ĉ可
đŜġĴċœŜę
（d）
能ÞÏā機能ݸā gexSILentia å SIS ä作動要求¸Õ
安全制御ŀŖęŒʼnäđŜġĴċœŜęåh専用ä
Āä機能失敗平均確率}PFDkProbability of Failure on
（ 5）
（ 13 ）
富士時報 6OL.O
図
機械安全と機能安全への取組み ── Total Safety ──
Safety Matrix の機能（ライフサイクル管理）
特 集
潜在危険とリスク分析
箇条８
分
析
SIS と DCS の統合
オペレータ
ステーションクライアント
OS Client
Safety Matrix
防護層への安全機能の割当て
箇条９
オペレータ
ステーションサーバ
OS Server
安全計装システムへの
安全要求事項
箇条１０および箇条１２
実
図
安全計装システムの
設計と
エンジニアリング
箇条１１と箇条１２
ターミナルバス
リスク低減の
他の手段の
設計と開発
箇条９
オペレーションの統合
標準制御と安全制御を
シームレスに監視・操作
エンジニアリング
ステーション
ES
エンジニアリングの統合
標準も安全も一つのツールで
どちらの回路も設計
通信の統合
プラントバス
一つのバスで安全通信も対応
DCS
SIS
現
設置・引渡し・妥当性確認
箇条１４および箇条１５
運転および保全
箇条１６
運
改修
箇条１７
用
廃棄
箇条１８
œŜęĈ使º分Çā必要ÂàºäÝ効率äþºđŜġĴ
ċœŜęÂ可能ÞàāgôÕhDCS 側Þ信号ä受渡Í
Demand~ä計算hSIL 解析àßċĤĢŊŜıá利用ËĂ
Ĉ行¼場合Ýøh専用äčŜĨľĐsĢ関数 FB Ĉ使用
āĦľıďĐċݸāgÉä exSILentia Ý作成ÍÕİs
ÏāÉÞÝhĠĢįʼnä違ºĈ意識ÏāÉÞàÅ SIS Ĉ
ĨĈ Safety Matrix áčŜņsıÏāÉÞÝhËÿáđŜ
構築ÝÃāg
ġĴċœŜę効率Ĉ向上ÝÃāgôÕhSafety Matrix åh
IEC 61511 Â規定Íܺā安全ŒčľĞčĘŔ管理ä一部
あとがき
á適応ËÑāÉÞÂÝÃhđŜġĴċœŜęÁÿ管理ôÝh
幅広Å適用ÏāÉÞÂÝÃā}図
~
g
SIS Þ DCS ä統合
（ 3）
Total Safety Ĉ目指ÍÕ富士電機ä機械安全Þ機能安全
îä取組õáÚºÜ紹介ÍÕg安全åh機械安全ÖÇh機
SIS Â 計 測 Í Ü º ā 状 態 監 視 úh Ħ ľ ı ď Đ ċ đ Ŝ
能安全ÖÇÝå成Ā立ÕàÅhÓä両方Ĉ取Ā入Ă総合的
á 示 Ï þ ¼ á DCS}Distributed
áŀŒŜıú設備ä安全Ĉ考慮Ïā必要¸āÞ考¾Üº
ġ Ĵ ċ œ Ŝ ę åh 図
Control System~Þ同Î装置Ĉ使用ÍÜ行¼g
āg今後øh国際規格á準拠ÍÜ安心ÝÃā安全Ĉ{Total
状態監視
（a）
Safety|ĦœŎsĠŐŜÞÍÜ提供ÍܺÅ所存ݸāg
SIS Â計測Íܺā状況ä監視åhDCS ä標準監視
端末Ý行¼gDCS Þ同Î監視端末Þº¼ÉÞåh以下
äþ¼à利点¸āg
g
緊急時Ýø慌ÜÐá確実á監視j操作Â行¾āg
gSIS 動作状態Þ制御ĠĢįʼnä状況Ĉ同一画面Ý確
認ÝÃhŀŒŜıä状態Ĉ的確á把握ÝÃāg
（b）
đŜġĴċœŜę
SIS đŜġĴċœŜęåhDCS Þ同Î標準đŜġĴ
ċœŜęĢįsĠŐŜ}ESkEngineering Station~Ĉ
使ÙÜ行¼gđŜġĴċœŜęåh通常ä DCS Ý使用
Ïā CFC}Continuous Function Chart~Ĉ使用ÍÜh
同一ä環境Þ手順Ý行¾āgÚôĀh二ÚäđŜġĴċ
（ 14 ）
参考文献
IEC.
（ 1）
http://www.iec.ch/}参照 2007-12-21~
長谷川正美i制御ĠĢįʼnÞä統合Ĉ目指ÍÕ安全計装Ġ
（ 2）
Ģįʼni計装ivol.49, no.11, 2006, p.48-54.
池 田 卓 史 ñ Ái 生 産 Ĉ 最 適 化 Ï ā 新 情 報 制 御 Ġ Ģ į ʼn
（ 3）
<MICREX-NX>i計測技術i466, vol.35, no.9, 2007, p.16-17.
日本ŀŖľČĹĢ協会i
（ 4）
http://www.profibus.jp/index.htm}参照 2007-12-21~
exida 社i
（ 5）
http://www.exida.com/}参照 2007-12-21~
富士時報 6OL.O
新情報制御システム「MICREX-NX」の機能拡充
特 集
山野 景章}úôäeǺÍý¼~
五十嵐 真}ºÂÿÍeôÉÞ~
小林 祐介}ÉæúÍeü¼ÏÇ~
Üh幅広º種類ä I/O ŒčŜċĬŀĈ提供Ïāg
まえがき
IPU-ⅡåhPROFIBUS-DP 回線ä二重化hI/O ŋġŎs
2004 年 9
Ŕä二重化h電源ŋġŎsŔä二重化àßÏïÜä構成要
月ä発売以来h80 ĠĢįʼnĈ超¾ā納入実績Ĉ積õ重ã
gÉĂ
素Ĉ二重化対応Íh高º信頼性Ĉ実現ÍÕ} 図 1~
MICREX-NXå新情報制御ĠĢįʼnÞÍÜ
ÜÃܺāg適用分野å水処理h鉄鋼hĤŊŜıhÊõ処
ÿáþĀhIPU ä構成Ĉ次äþ¼áÍÕg
łsĢŏĴĬı
（ 1）
理h薬品h石油化学àß多岐áąÕāg
ôÕhÉäĠĢįʼnåhMES}Manufacturing Execu-
128 Mbit/s ä二重化ËĂÕĹĢĈ搭載ÍÕ取付ÇŅs
tion Systemk 生 産 実 行 Ġ Ģ į ʼn ~ Þ DCS}Distributed
IJݸāg
Control Systemk分散型制御ĠĢįʼn~ä連携Þº¼垂直
電源ŋġŎsŔ
（ 2）
統合hŀŖĤĢ制御Þ電気制御hËÿáåIJŒčĿ装置Á
AC 電源Þ DC 電源Â選択ÝÃh電源ä二重化ø可能Ý
ÿ計測機器ôÝĈø統合Ïā水平統合Þº¼特徴ø持ÙÜ
¸āg
（ 1）
ÀĀh高º評価Ĉ得ܺāg
ĹĢčŜĨľĐsĢŋġŎsŔ
（ 3）
常 á 変 化 Ï ā 市 場 ä Ĵ s ģ ú 技 術 á 対 応 Í 最 適 à Ħ
œŎsĠŐŜĈ提供ÏāÕ÷áhMICREX-NX
ä開発Ĉ
継続Íܺāg本稿Ýåh2008 年 6 月á市場投入予定Ý
¸āMICREX-NX/V7.0ä主à特徴áÚºÜ紹介Ïāg
PROFIBUS-DP Ĉ Ğ ņ s ı Í Õ 二 重 化 対 応 伝 送 ŋ
ġŎsŔݸāg
入出力ŋġŎsŔ
（ 4）
各種äŀŖĤĢ入出力信号äċijŖę入出力hİġĨŔ
入出力àßä取合ºĈ行ºh二重化構成ú活線着脱ÂÝÃ
オープン PIO「IPU-Ⅱ」の接続
āg
既設ä IPU-ⅡøĹĢčŜĨľĐsĢŋġŎsŔĈ交換
MICREX-NX
ĠĢįʼná国際標準規格ä
PROFIBUS-
ÏāÖÇÝ MICREX-NX á接続ÝÃāg
DP Ý接続ÝÃāēsŀŜ PIOIPU-ⅡĈ開発ÍÕgÉ
Ëÿáh過酷àľČsŔIJ環境î設置ÝÃā耐腐食性ĕ
ĂáþĀhMICREX-NX ä I/O ݸā ET200M Þ合ąÑ
Ģ性能Ĉ実現ÍÕg
図
FL-net 用ゲートウェイ
IPUⅡの二重化構成
ＰＲＯＦ
Ｉ
ＢＵＳ，電源，BIM，IOM
完全二重化を実現
AS
（コントローラ）
AS
（コントローラ）
注 1
世ä中Ý広Å使ąĂܺāēsŀŜà Ethernet łs
Ģ制御 LAN ݸā FL-net Ĉ MICREX-NX á接続Ïā
ěsıďĐčĈ開発ÍÕ} 図 2~
g富士電機製äõÝåà
Å他社製äŀŖęŒŇĿŔĜŜıŖsŒ}PLC~ĠĢį
PROFIBUS-DP
電源
モジュール
BIM
（バス
インタフェース
モジュール）
バック
プレーンバス
（SB バス）
（二重化）
入出力
モジュール
入出力
モジュール
ʼn Ĉ MICREX-NX á 直 接 接 続 ÍhMICREX-NX ä OS
}Operator Station~ĘŒčċŜıÁÿ PLC ĠĢįʼnĈ監
視j制御ÏāÉÞÂÝÃāŇŔĪłŜĩ環境Ĉ提供Ïāg
主à特徴å次äÞÀĀݸāg
他社製ä PLC ĠĢįʼnĈ MICREX-NX á容易á
（a）
IPU-Ⅱ
注 1Ethernetk米国 Xerox Corp. ä登録商標 山野 景章
五十嵐 真
小林 祐介
新情報制御ĠĢįʼnMICREX-
新情報制御ĠĢįʼnMICREX-
新情報制御ĠĢįʼnMICREX-
NXä企画j開発業務á従事g現
NXä企画j開発業務á従事g現
NXä企画j開発業務á従事g現
在h富士電機ĠĢįʼnģ株式会社
在h富士電機ĠĢįʼnģ株式会社
在h富士電機ĠĢįʼnģ株式会社
制御ĠĢįʼn本部情報j制御ĤŜ
制御ĠĢįʼn本部 PIA 統括部統
制御ĠĢįʼn本部 PIA 統括部統
Ĩs情報制御開発部g
合ĠĢįʼn部g
合ĠĢįʼn部g
（ 15 ）
新情報制御システム「MICREX-NX」の機能拡充
富士時報 6OL.O
図
FL-net 用ゲートウェイ
図
運転支援パッケージ
特 集
MICREX-NX
OS クライアント
ES
OS サーバ
FL-net 接続 PLC の
監視・制御
ゲートウェイ
FL-net システム
FL-net
AS
AS
富士 PLC
他社 PLC 他社 PLC
ES：Engineering Station
AS：Automation System
表
IL43とRackPC547Bスペック比較
RackPC 547B（新機種）
IL 43（従来機種）
CPU性能
メモリ性能容量
HDD性能容量
Core 2 Duo E6600：2×2.4 GHz,
1066 FSB （デュアルコア）
Pentium4：3.4 GHz，HT
800 FSB（シングルコア）
DDR2-533 SDRAM（PC2-4200）
DDR2-667 SDRAM（PC2-5300）
OSサーバなど
合計1 Gバイト
合計2 Gバイト
OSクライアント
合計512 Mバイト
合計1 Gバイト
S-ATA 150
S-ATA 300
OSサーバなど
120 Gバイト ミラーリング
250 Gバイト ミラーリング
OSクライアント
120 Gバイト
250 Gバイト
接続ÝÃāg
（b）
PLC ĞčĘœĬĘİsĨàßîäĨę割付ÇĈĞ
ņsıÍhÉäĨęîäċĘĤĢÂÝÃāg
複数ĨęĈ組õ合ąÑÕ擬似内部計器ŋġŎsŔĈ
（c）
定義ÍhÉäŋġŎsŔĈ用ºÕċŒsʼn監視h計器
操作Ĉ実現Íܺāg
ěsıďĐč装置自身ä二重化構成Ĉ実現Íܺāg
（d）
PLC ĞčĘœĬĘİsĨÞĜŜıŖsŒ間äİs
（e）
Ĩ交換Ĉ実現Íܺāg
ß業務á対応ÍÕ多彩à部品ĈIJŒĬęċŜIJIJŖĬŀÏ
āÖÇÝh運転ľŖsä作成ÂÝÃāg
ËÿáhđŜġĴċœŜęĢįsĠŐŜ上ÝēŃŕs
Ĩs自身Â行ÙÕ操作履歴Ĉ運転ľŖsî自動展開ÏāÉ
ÞÂÝÃāg
運転ľŖsäēľŒčŜĪĐĬĘ
（ 2）
試運転ŋsIJáþĀh作成ÍÕ運転ľŖsĈŀŒŜıî
ä実出力àÍÝ実行確認ÝÃāg
ıŕsĞļœįČ
（ 3）
本ěsıďĐčÝä PLC Ğņsı機能ä追加áþĀh
運転ľŖsä実行結果åh操作履歴ÞÍÜēŃŕsĨs
従来ä DPCS-F ěsıďĐčáþāŇčęŕsĠŐŜ接
ä行ÙÕ手動操作Þ一括Ý管理ÝÃāg
続Þ合ąÑhMICREX-NX ä適用範囲Â拡大ËĂÕg
新ハードウェア
運転支援パッケージ
MICREX-NX åh 基 幹 ĸ s IJ ď Đ ċ ø 種 々 ä 改 良 Ĉ
図 3 á示Ï運転支援ĺĬĚsġåhOS ĘŒčċŜı上
行ÙÜÀĀh主要à 2 製品áÚºÜ紹介Ïāg
Ý動作ÏāĦœŎsĠŐŜĺĬĚsġݸāgēŃŕs
Ĩs自身ÂŀŒŜı運用時ä操作履歴Ĉ利用ÍàÂÿhľ
.
産業用ワークステーション「RackPC 547B」
ŖsĪŌsı形式ä運転ľŖsĈ記述ÍhÓäôô実行Ý
OS ĞsĹ /OS ĘŒčċŜı向ÇĸsIJďĐċݸā
ÃāgÉĂáþĀh従来熟練ēŃŕsĨsä経験ú勘á
RackPC 547Båh従来機種ݸā IL43 ä外形寸法Ĉ
頼ÙܺÕ非定常運転ä定型化j半自動化Ĉ促進ÝÃāg
維持ÍÚÚhCPU 性能úŊŋœjHDD 容量àß表１á示
ÉäĺĬĚsġä特徴Ĉ以下á述ïāg
Ï性能向上Ĉ実現Íܺāg
直感的Ý容易à運転ľŖsä作成
（ 1）
機器操作úĺŒŊsĨ設定h手動介入通知ŊĬĤsġà
（ 16 ）
Ëÿá他ä MICREX-NX 製品Þ同様h最大 10 年間保
守áø対応ÍÜÀĀhþĀ快適ÁÚ長期間äŀŒŜı運用
新情報制御システム「MICREX-NX」の機能拡充
富士時報 6OL.O
図
モデル予測制御システム構成
小規模システム構成例
MPC フェースプレート
→監視操作
OPC クライアント PC
特 集
MPC ツール（ModPreCon）
→モデリング・テスト
図
Ethernet
OS クライアント
＋SPOSA
OS クライアント
MPC ファンクションブロック
→パラメータ計算
エンジニアリング
ステーション
ターミナルバス
ターミナルバス
OS サーバ
コントローラ AS
OS サーバ
プラントバス
プラントバス
AS1
á耐¾āĠĢįʼnĈ構築ÝÃāg
.
図
AS2
AS3
中大規模システム構成例
OPC クライアント PC
新コントローラ「AS417-4-1H/2H」
AS417-4-1H/2Håh従来機種Þ比ïh処理性能Â
インターネット
66 % 向上ÍhŀŖęŒʼnúİsĨĈ格納Ïā内蔵Ŋŋœ
容量å 1.5 倍ä 30 M Ĺčıá拡張ËĂÕg
SPODA
ÉĂáþĀh一層高度àŀŒŜı制御á対応ÏāÞÞø
OS クライアント
áh保守容易性Þ故障時ä復旧時間短縮Ĉ実現ÍÕg
アドバンストプロセス制御
ファイアウォール
ターミナルバス
ċIJĹŜĢıŀŖĤĢ制御}APC~åhŋİŔ予測制
御}MPC~
h制御ĺľĒsŇŜĢŋĴĨœŜę}CPM~
h
冗長化
OS サーバ
ěčŜĢĚġŎsœŜęàßĈ含ö制御機能ŒčĿŒœ
冗長化
CAS
ݸāgMICREX-NX ä APC åh手入力不要ÁÚ強力
àđŜġĴċœŜęĭsŔáþĀ熟練đŜġĴċĈ不要Þ
AS1
AS2
AS3
Íh加¾Ü省đĶŔėsh省資源h制御安定化áþāŀ
ŒŜıŏĴĬıä高寿命化}ŊŜįijŜĢ省力化~
hŋİ
Ŕ予測áþāŀŖĤĢä状態把握ÂÝÃāgôÕh既存
ä
MICREX-NX
ä汎用的制御äįŜŀŕsıĈ利用ÝÃāg
äċŀœĚsĠŐŜá簡単á追加ÝÃāg
一方h特別àĸsIJďĐċä追加å不要ݸāg
OPC サーバ「SPOSA」
ŋİŔ予測制御ä導入手順例Ĉ以下á示Ïg
ĜŜıŖsŒá MPC 用ľĊŜĘĠŐŜĿŖĬĘĈ
（a）
IJŒĬęċŜIJIJŖĬŀÝ挿入Ïāg
（b）
ŀŒŜıÞ組õ合ąÑÜ測定用動作įĢıĈ実施Ï
āg
SPOSA
}Single Point Of System AccesskđĢņs
ğ~åhOPC čŜĨľĐsĢÝ MICREX-NX îċĘĤĢ
Ï ā OPC Ğ s Ĺ Ý ¸ āgSPOSA á þ ĀhMES ú ERP
àßä上位ĠĢįʼnîä統合ċĘĤĢņčŜıĈ提供Ïāg
ĭsŔ上Ý MPC ĈİğčŜÏā}ĘœĬĘ 4 回~
g
（c）
従来åhċĘĤĢÏāİsĨáþÙÜċĘĤĢ方法Àþé
ŋİŔĈĜŜıŖsŒäľĊŜĘĠŐŜĿŖĬĘá
（d）
ċĘĤĢ先Ĉ使º分Çā必要¸ÙÕÂhĨęä値Þ OS
挿入Ïāg
ĞsĹ内äİsĨłsĢ値îäċĘĤĢĈ統合ÍÕÉÞá
Éä 4 段階ä操作Ý完了Íh図 4 á示Ïþ¼á各操作å
þĀh図 5 ú図 6 á示Ïþ¼áËôÌôàŀŒŜı規模Þ
ęŒľČĔŔàčŜĨľĐsĢÝ分ÁĀúÏÅ構成ËĂÜ
要件á適合ËÑāÉÞÂÝÃāg
ÀĀh統一ËĂÕ MICREX-NX ä手法ÝđŜġĴċœŜ
上位ĠĢįʼnÁÿ標準 OPC čŜĨľĐsĢáÜ以下ä
ęÝÃāg
OPC ĞsĹáċĘĤĢÂ可能ݸāg
ÉäñÁáø適応制御hPID ĪŎsĴŜęhľĊġČ制
g
OPC-DA ĞsĹ}Ver 3.0~
御àßä豊富àŊĴŎsĈŒčŜċĬŀÍh加¾ÜöÖ時
g
OPC-HDA ĞsĹ}Ver 1.2~
間}ĢňĢ法~
hēsĹŒčIJhľČsIJľĒŘsIJàß
g
OPC-AE ĞsĹ}Ver 1.1~
（ 17 ）
新情報制御システム「MICREX-NX」の機能拡充
富士時報 6OL.O
OLE DB ÞäċĘĤĢäÕ÷áåhOLE/DB Provider
蔵Íܺāg
Â用意ËĂܺāg上位ĠĢįʼnċŀœĚsĠŐŜÁÿå
注 2
特 集
Visual BasichAccesshExcel àßĈ使用ÍÜĜňŎĴĚs
エンジニアリング機能
ĠŐŜÏāÉÞÂ可能ݸāg
SPOSA åhOS ĘŒčċŜıÞ同ÎĺĦĜŜáøh別
MICREX-NX äđŜġĴċœŜę機能Ýå旧ĹsġŐ
äĺĦĜŜáøčŜĢısŔÏāÉÞÂÝÃhôÕľĊč
ŜÞä互換性Ĉ保×ÚÚh多Åä新機能Ĉ追加ÍÕgÓä
ċďĒsŔä外側á配置ÏāÉÞøÝÃāg
代表的à新機能Ĉ以下á述ïāg
.
プラントセキュリティ
アラームフィルタ
ċŒsʼn抑制時間ä設定áþĀ発生ċŒsʼnäľČŔĨ
近年hŀŒŜı制御ĶĬıŘsĘäēsŀŜ化Â進õh
œŜęÂÝÃāg
上位ĠĢįʼnÞäĨčʼnœsÁÚĠsʼnŕĢà情報交換Â
図 8 á示Ïþ¼áhŀŖĤĢēĿġĐĘıļŎsäċ
可能áàÙÕ一方Ýh通信経路ä拡大áþā機密漏¾ºœ
ŒsʼnęŔsŀÁÿ設定Ĉ行ºhŀŒŜıä稼動状態}立
ĢĘø増大傾向á¸āg
上Èj立下È~áþāċŒsʼnľČŔĨ設定機能Ĉ提供Ï
MICREX-NX
āg
åhēsŀŜ性Ĉ維持ÍÚÚh複数ä独
自j汎用技術Ĉ組õ合ąÑÕ{階層防御|áþĀŀŒŜı
ÉĂáþĀh異常発生時á同時á多発ÏāċŒsʼnä内
ĤĖŎœįČĈ低ĜĢıÝ最適化Ïā環境Ĉ提供Ïāg
容á応ÎÕ表示最適化Â可能ݸāg
SIMATIC ĤĖŎœįČĜŜıŖsŔ
（ 1）
注 3
注 3
Windows ľĊčċďĒsŔhDCOM àßä最適à自動
.
アプリケーションソフトウェアのバージョン管理
設定ÂÝÃāgÉä機能áþĀhWindows ä最新機能Ĉ
ēŀĠŐŜĦľıďĐċݸāĹsġŐŜ管理Ħľı
利用ÍÚÚ設定ä煩雑ËĈ解消ÝÃāg
ďĐċVXMáþĀ詳細àĜŜŃċ機能Ĉ提供Ïāg
ďČŔĢ対策ĦľıďĐċ
（ 2）
本機能áþĀh変更前äŀŖġĐĘıÞ変更後äŀŖġĐ
注 4
ďČŔĢ対策ÞÍÜ OfficeScan àßä汎用製品Â検証
Ęıä変更内容Ĉ容易á確認ÝÃāgôÕhŖęēŜĞs
済õݸāg
ļĢĈ利用ÍÜhċŀœĚsĠŐŜä変更úĩďŜŖsIJ
汎用技術ä利用áþĀh常á最新ä対抗手段Â利用ÝÃ
āg
図
アラームフィルタ設定
SCALANCE S Ġœsģ
（ 3）
SCALANCEĠœsģåhėĕļĬı Ethernet á対
応ÍÕĠœsģú無線 LAN á対応ÍÕĠœsģàßÁÿ
àā MICREX-NX ä制御用ĶĬıŘsĘ製品群ä総称Ý
¸āgÓä中Ý S ĠœsģåhĤĖŎœįČ機能Ĉ強化Íh
図 7 á示Ïþ¼á汎用回線利用áþā遠隔拠点間ä安全à
フィルタ設定
İsĨ連携}VPN~Â行¾hľĊčċďĒsŔ機能ø内
注 2Visual Basic, Access, Excelk米国 Microsoft Corp. ä登録商標
注 3WindowshDCOMk米国 Microsoft Corp. ä登録商標
注 4OfficeScankTrend Micro Incorporated ä登録商標
図
SCALANCE S によるプラントセキュリティ
遠隔地
プラント
OS クライアント
リモート
ネットワーク
図
マルチユーザーエンジニアリングシステム構成
OS クライアント 1
OS クライアント 2
SCALANCE
S612
SCALANCE
S612
ターミナルバス
ES1
ES
OS
サーバ
ES4
CFC/SFC
エンジニアリング
OS サーバ
IPsecトンネル
プラントバス
安全でないネットワーク
経由の転送を保護
（ 18 ）
OS クライアント 3
OS クライアント
AS1
AS2
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富士時報 6OL.O
図
ブロックアイコン強調表示
図
エクスポートしたトレンドデータ（CSV 形式）
特 集
アラーム集約表示
àŀŒŜı制御îäijļěsĠŐŜ機能á加¾hċŒsʼn
ブロックアイコン
発生á対Ïā的確àŏsğsĕčĩŜĢĈ提供Ïāg
.
トレンドデータエクスポート
ēŃŕsĠŐŜ中äıŕŜIJ画面ÁÿİsĨĈ直接đĘ
ĢņsıÏāÉÞÂÝÃāg 図
á示Ïþ¼áhđĘĢ
時áŏsğsŖęčŜĺĢŘsIJÞ変更理由Ĉ入力ÏāÉ
ņsıÍÕİsĨ}CSV 形式~Ĉ EXCEL àßäċŀœ
ÞáþĀhŀŖġĐĘıäıŕsĞļœįČ向上Ĉ実現Ï
ĚsĠŐŜÝ利用ÏāÉÞáþĀhēŃŕsĨsÂ操業中
āg
á見ܺāıŕŜIJęŒľİsĨĈŀŖĤĢ分析ú報告書
ä作成á活用ÝÃāg
.
マルチユーザーエンジニアリング
ĜŜıŖsŒäċŀœĚsĠŐŜĦľıďĐċĈ複数ä
.
トレンドグラフのオートスケール
đŜġĴċÂĶĬıŘsĘĈ介ÍÜ共有Íh制作úİĹĬ
ıŕŜIJęŒľä主à拡張機能Ĉ以下á示Ïg
ęÂÝÃāg
表示ĢĚsœŜę}ēsıĢĚsŔ~機能ä拡張
（a）
（b）
ŇďĢ選択áþāıŕŜIJ表示順序変更
.
ランタイムグループの最適化
ēŜŒčŜ/ċsĔčĿİsĨä混在表示
（c）
ĜŜıŖsŒäčĴĠŌŔ処理áÀÇā実行ĠsĚŜĢ
表示ĢĚsœŜę}ēsıĢĚsŔ~機能ä拡張áÚ
äęŔsŀ}ŒŜĨčʼnęŔsŀ~Ĉh自動的á最適à構
ºÜåh従来Áÿä固定ŕŜġ/ēsıŕŜġ機能á加¾h
成áęŔsĽŜęÝÃāgÉĂáþĀh従来äđŜġĴċ
ĜŜıŖsŒŀŖęŒʼnÁÿ表示ĢĚsŔ値ä参照Àþé
áþā手作業äęŔsĽŜęÞ比較ÍÜhđŜġĴċœŜ
ĨęİsĨä引用ÂÝÃāgÉĂáþĀËôÌôà表示方
ę効率Â向上Ïāg
法îä対応ÀþéđŜġĴċœŜę効率化Ĉ提供Ïāg
オペレーション機能
あとがき
MICREX-NX ä持Ú機能的á統一ËĂÕēŃŕsĠŐ
MICREX-NXåhÉĂÿä新機能追加h性能改善á
Ŝ機能á加¾h新ÕàŏsğsĴsģá立脚ÍÕ多Åä新
þĀhËÿáŏsğsĴsģá立脚ÍÕĦœŎsĠŐŜĈ
機能Ĉ追加ÍÕgÓä代表的à新機能Ĉ以下á述ïāg
提供ÝÃāøäÞ考¾āg
今後øh顧客満足Ĉ実現ÝÃāĠĢįʼnĈh継続的á開
.
図
ブロックアイコン強調表示
発Íh提供ÍܺÅ所存ݸāg
á示Ïþ¼áhċŒsʼn集約表示Áÿä画面œŜ
Ę機能áþĀċŒsʼná対応ÍÕĿŖĬĘċčĜŜĈ強調
表示ÍhċŒsʼn発生箇所Ĉ瞬時á特定ÝÃāgÉĂáþ
Ā従来Áÿä階層化構造áþā充実ÍÕ表示機能Þ効率的
参考文献
酒井敏i新情報制御ĠĢįʼnMICREX-NX
i富士時報i
（ 1）
vol.77, no.6, 2004, p.404-408.
（ 19 ）
富士時報 6OL.O
PID 最適調整技術
特 集
松本 宏治}ôÚøÞeɼÎ~
大井 章弘}ÀÀºe¸Ãèă~
中沢 親志}àÁÌąe×ÁÍ~
図
まえがき
FePIDtune の構成
ŀŒŜı制御áÀÇā制御Ŕsŀä 90 % 以上 PID 調
FePIDtune
節器ÞºąĂÜÀĀhÉä調節器ä制御性能Âh設備ä
）
MV ，
PV
データ（ 入力
性能á大ÃÅ影響ÏāgôÕh工場全体ä運用ä最適化
同定機能
úh安定化ÞºÙÕ視点Áÿ全体最適化úŋİŔ予測制御
パソコン
àßĈ上位á置ÃhÓä下位ŔsŀÞÍÜ PID 調節器Â
①一次遅れ＋むだ時間系
②二次遅れ＋むだ時間系
③積分系＋むだ時間系
その他，カスタマイズ可能
用ºÿĂāÉÞø少àÅàºÂhÓä場合áø制御Ŕsŀ
同定結果の出力
（ 1（
）2）
一Ú一ÚÂ確実á制御ËĂܺāÉÞÂ重要ݸāgPID
調節器Â望õßÀĀä制御性能Ĉ得āÕ÷áåhĺŒŊs
PID
パラメータ
制御対象のパラメータ
データ
（ MV，
PV ）
入力
（ 2（
）3）
Ĩ調整Â不可欠ݸāgÉĂôÝ提案ËĂܺā調整法ä
PID
調節器
ñÞĉßÂ制御対象äěčŜhöÖ時間h時定数Ĉ基á設
定Ïā方法ݸāgÉĂÿäĺŒŊsĨĈ求÷āÉÞ}以
操作量
（MV ）
下h同定Þº¼~å非常á重要ݸāÂh一方Ý精度þ
制御量
（PV ）
Å求÷āÉÞÂ難ͺ作業ÞøàÙܺāgËÿáh現在h
制御対象
現場Ý使ąĂܺā PID 調節器ä構造åh従来ä調整法
調整機能
①PID 構造
−基本形
−微分先行形（PI-D）
−比例・微分先行形（I-PD）
−その他，カスタマイズ可能
②PID 調整機能（従来手法）
−CHR 法
−Ziegler-Nichols のステップ応答法
−その他，新方式の追加可能
③PID 最適調整機能
調整結果の出力
Â適用ËĂÕ PID 調節器ä構造Þå異àÙܺāgÓä
PID パラメータ
Õ÷h従来ä調整法ĈÓäôô使¼ÉÞåÝÃàºgÍÕ
ÂÙÜ従来ä調節器ú調整法Ý培ÙÜÃÕ運転員ú調整員
ä経験hķďĸďáþÙÜ現場Ýä調整Â行ąĂܺāÕ
÷h省đĶŔėsh品質h効率ä観点Áÿ改善ä余地¸
機能á入力Íh¸ÿÁÎ÷決÷ÜÀºÕ制御対象ä構造á
āgÉäþ¼à背景ä下h最新ä最適化技術ݸā PSO
対Í同定Ĉ行ºhěčŜhöÖ時間h時定数àßä制御対
}Particle Swarm Optimization~Ĉ応用Íh運転員ú調整
象äĺŒŊsĨĈ出力Ïāg
員äĢĖŔá依存ÑÐá調整Ïā PID 調整ĦľıďĐċ
次á調整機能áÜh得ÿĂÕ制御対象äĺŒŊsĨÞ選
FePIDtuneĈ開発ÍÕgFePIDtune åhŏsğsÂ指
択ÍÕ PID 構造áþĀĠňŎŕsĠŐŜĈ行ºhPID 調
定ÍÕ行過Ä量h立上Ā時間àßä波形仕様}望õä波
整Ĉ行¼g以下áhFePIDtune ä特徴Ĉ述ïāg
形~Áÿ PID 調整Ĉ行¼ PID 最適調整機能á加¾h従来
運転員ú調整員äĢĖŔá依存ÍܺÕ調整Ĉ自動
（a）
ä調整法áþā PID 調整機能h同定機能àßĈ有Íܺāg
本稿Ýåh開発ÍÕ FePIDtune ä概要Þ機能áÚºÜ
化
（b）
起動時İsĨh操業İsĨ}可同定性ä条件Ĉ満Õ
Ï必要¸āøä~Áÿ同定Â可能
紹介Ïāg
最適化技術ݸā PSO áþĀh望õä波形Ĉ実現
（c）
Ïā最適調整Ĉ実現
PID 調整ソフトウェア「FePIDtune」の概要
図 1 á FePIDtune ä構成Ĉ示ÏgPID 調節器ä入出力
同定機能
ݸā制御量}06~
h操作量}-6~ĈİsĨÞÍÜĺĦ
ĜŜá取Ā込ög取Ā込ĉÖİsĨ}-6h06~Ĉ同定
松本 宏治
大井 章弘
産業ŀŒŜı制御ĠĢįʼnä企
数理ċŔĝœģʼnĈ利用ÍÕ顧客
数理ċŔĝœģʼnĈ利用ÍÕ顧客
画j設計業務á従事g現在h富士
ĦœŎsĠŐŜ研究開発業務á従
ĦœŎsĠŐŜ研究開発業務á従
電機ĠĢįʼnģ株式会社電機ŀŒ
事g現在h富士電機ċIJĹŜĢı
事g現在h富士電機ċIJĹŜĢı
Ŝı本部ĠĢįʼn製作所技術ĤŜ
įĘķŖġs株式会社情報通信制
įĘķŖġs株式会社情報通信制
御開発ĤŜĨsg人工知能学会会
御開発ĤŜĨsg電気学会会員g
Ĩs課長補佐g
員g
（ 20 ）
制御対象ä同定åh操作量}-6~Þ制御量}06~İs
中沢 親志
富士時報 6OL.O
表
PID 最適調整技術
制御対象の構造の例
伝達特性
図
同定機能の画面例
図
PID 調節器の構造
ラプラス変換形 P（s）
1＋ Ts
e
特 集
G
一次遅れ系＋むだ時間
−Ls
G
−Ls
e
（1＋T1s ）
（1＋T2s ）
二次遅れ系＋むだ時間
1
−Ls
e
Tis
積分系＋むだ時間
制御対象のゲイン ，時定数
G
T ，T1 ，T2 ，積分時間 T i ，むだ時間 L
ĨÁÿh¸ÿÁÎ÷ŏsğsÂ決÷ÜÀºÕ制御対象ä構
造á対ÍÜ行¼gÉÉÝ制御対象ä構造åh一般的á使用
ËĂāøäĈ用意ÍÜÀĀhôÕh必要á応ÎÜĔĢĨŇ
čģø可能ݸāg
表１á制御対象ä構造ä例Ĉ示Ïg
同定機能ä評価関数 * å予測誤差ä 2 乗ä積分ÞÍÜ次
SV
＋
äþ¼á表ËĂāg
7
^
2
-＝ （39
（ρ）
−39）GW
1＋
−
1
T Is
＋
T Ds
KP
1＋
（ s
T D / ）
………………………………（ 1）
MV
P
PV
（a）基本形
ρk同定Ïā制御対象äĺŒŊsĨ
SV
4 k評価区間
＋
1＋
−
^ k推定値
1
＋
T Is
KP
MV
P
PV
−
T Ds
Â最小Þàā制御対象äĺŒŊsĨρ
同定機能åh式
（ 1）
1＋
（ s
T D / ）
（ 4）
Ĉ求÷h波形ä一致ä程度Ĉ数値化ÍÕ適合率Ĉ表示Ïāg
（b）微分先行形（PI-D）
（ 5）
最小値ä解法áåĴŎsıŜjŒľĦŜ法Ĉ適用Íܺāg
L＋1 ） ^
^
^
^
（ L ） −1
（L ）
（ （L ）
ρ
（ρ
）
（ρ
） xxxxxxx（ 2）
＝ρ
−μ
［ -··
］ -·
SV
＋
1
I kčĨŕsĠŐŜ番号
＋
T Is
−
KP
MV
P
PV
−
T Ds
1＋
1＋
（ s
T D / ）
μkĢįĬŀ長
*z
k*}ρ~äρá関Ïā 1 階微分}ɼ配~
（c）比例・微分先行形（I-PD）
*|
kŁĬĤ行列
T ：積分時間
I
K P：比例ゲイン
実際ä同定á際ÍÜåh操作端ä動作遅Ăàßh制御対
：微分ゲイン
TD：微分時間
P：制御対象の伝達関数
SV：設定値
象ä一部äĺŒŊsĨÂ既知ݸāÉÞø多ºgÓ¼ÍÕ
場合áåh当該ĺŒŊsĨ値Ĉ¸ÿÁÎ÷指定ÍhÓĂ以
外äĺŒŊsĨäõĈ同定ÏāÉÞø可能ݸāg
ä比例j微分先行
分先行形}PI-D~PID 調節器h 図 3（c）
図 2 á同定機能ä画面例Ĉ示Ïg
形}I-PD~PID 調節器ä構造á対ÍÜø調整ÝÃāþ¼
áÍÕg
調整機能
ôÕh実際äĜŜıŖsŒá組õ込ôĂā調節器Ý考慮
ËĂā各種ä制限}操作量上下限h操作量変化率上下限à
PID 調整å従来手法Ĉ選択ÝÃā PID 調整機能Þŏs
ß~ø与¾āÉÞÂÝÃāg
ğsÂ指定Ïā波形Ĉ実現Ïā PID 最適調整機能ÞÁÿ
àāg
.
PID 調整機能（従来手法）
PID 調整åh制御対象äĺŒŊsĨä関数ÞÍÜ与¾ÿ
（ 6）
.
PID 構造
Ziegler-Nichols
Ăā公式Â多数提案ËĂܺāgFePIDtune åh次ä調
äĢįĬŀ応答法hCHR 法àßä従来
整法Ĉ持Ùܺāg
，
（ 2）
（ 3）
（ 6）
ä基本形ä PID 調節器á対Ïā調整方
ä調整法åh図 3（a）
g
Ziegler-Nichols äĢįĬŀ応答法áþā調整
法ݸāgÍÁÍh現在現場Ý使ąĂܺā PID 調節器
g
CHR 法
ä構造åhÓä多ÅÂ基本形Þå異àÙܺāÕ÷h従来
g
Cohen-Coon ä調整則
ä調整法ĈÓäôô使¼ÉÞåÝÃàºgÓÉÝh現場Ý
g
łıŒsĘ法
þÅ使ąĂā PID 構造á対応ÝÃāþ¼áh 図 3（b）
ä微
g
ġŜŊıœĬĠĐ法
（ 6）
（ 7）
（ 21 ）
富士時報 6OL.O
PID 最適調整技術
N
.
N
N
）
（ ＋1 ）
[ LM（ ＋1 ）＝[ （
xxxxxxxxxxxxxx（ 7）
LM + Y LM
PID 最適調整機能
特 集
CHR 法àßä従来手法åh制御対象äĺŒŊsĨá基
XkPID ĺŒŊsĨä探索空間
ÛºÕ公式áþĀhPID 調整ËĂāg従来法Ĉ用ºÜh望
XIJ}K~kčĨŕsĠŐŜ K 番目áÀÇā I 番目ĺsįČ
ĘŔä J 次元成分
õä波形Ĉ得þ¼ÞÍÕ場合h図 4 á示Ïþ¼áhŋİŔ
}K~
IJ
k移動łĘıŔ
ôÕå実機Ĉ用ºÜhPID ĺŒŊsĨĈºÙÕĉ決÷hĠ
V
ňŎŕsĠŐŜôÕå試験Ĉ実施ÏāÉÞÝ波形評価Ĉ行
PBESTIJkI 番目ĺsįČĘŔä最良解
¼Þº¼試行錯誤Ĉ繰Ā返Ï必要¸Āh調整工数ä削減h
GBESTJkĺsįČĘŔÂÉĂôÝä探索Ý発見ÍÕ最
良解
調整ĢĖŔáþā制御性能äæÿÚÃä観点Áÿ問題¸
āg
WhC1hC2kÓĂÔĂä項á対Ïā重õĺŒŊsĨ
ÓÉÝh最適化技術Ĉ用ºÜh望õä波形Áÿ PID 調
RANDk0 Áÿ 1 ä間á分布Ïā一様乱数
整Ĉ行¼ PID 最適調整機能Ĉ開発ÍÕgPID 最適調整機
àÀh最小値ä計算á際ÍÜåh .
項Ý述ïÕþ¼à
能ä評価関数Àþé制約条件å設定値}36~äĢįĬŀ
調節器ä各種ä制限}操作量上下限h操作量変化率上下限
h式
äþ¼á与¾āg
応答波形á対ÍÜ式
（ 3）
（ 4）
àß~áÚºÜøh制約条件ÞÍÜ与¾āÉÞÂÝÃāg
（ 6）
評価関数
図 5 á最適調整機能ä画面例Ĉ示Ïg
2
F ＝ H（W）GW xxxxxxxxxxxxxxxxx（ 3）
E}T~＝ 06 − 36
シミュレーション例
xxxxxxxxxxxxxxx（ 4）
（ 8）
制約条件
7 /U
3 0/
7 /V
最後á FePIDtune Ĉ用ºÜ調整ÍÕ適用例Ĉ紹介Ïāg
7U
/
78
U ，7 G
7G
78
G
30
3 80 ，7 /S
7S
78
S
7V
/
78
V ，( V
(V
(8
V
制御対象åh図 6 á示Ïþ¼áh一次遅Ă＋öÖ時間ä構
xxxxxxxxx（ 5）
造Ĉ持ÙÕøäݸāg
Éä制御対象á対ÍÜhFePIDtune Ĉ用ºÜĺŒŊs
E}T~
k偏差
Ĩä同定hÀþé調整Ĉ行ÙÕgÉä調整áþāĢįĬ
4r k立上Ā時間
ŀ応答Ĉ図 7 á示ÏgÉÉÝh本図ä左側äĪŌsıåh
4dk遅延時間
CHR 法}設定値変更時ä行過Ä量 20 %~áþā結果ݸ
P0k行過Ä量
Āh右側äĪŌsıåh最適調整機能áþā結果ݸāg
4pk行過Ä時間
ÉÉÝ最適調整á際ÍÜåhŏsğsä望õä波形仕様Þ
4sk整定時間
ÍÜh以下á示Ï指針Ĉ与¾Õøäݸāg
%sk定常偏差
整定時間å CHR 法Þ同程度ÞÏāg
（ 1）
Uk上限
行過Ä量ĈàÅÏ}0 % áÏā~
g
（ 2）
L k下限
ä制約条件ä下Ý式
Â最小Þ
PID 最適調整機能åh
（ 5）
（ 3）
図
最適調整機能の画面例
図
制御対象
àā PID ĺŒŊsĨ +Ph4Ih4D Ĉ求÷āg最小値ä解法
（ 9）
áåh次ä PSO Ĉ用ºÜºāg
N
N
）
Y LM（ ＋1 ）＝Z・Y （
LM
（N）
+ F1・UDQG・
（SEHVW
LM −[
LM ）
xxxxxxxxx（ 6）
N）
（
+ F2・UDQG・
（JEHVWM−[
LM ）
図
最適調整機能の考え方
従来手法の調整
流量
流量
現状
試行錯誤の結果
ｔ
シミュレー
ション /
試験
PID
パラメータを
決める
モデル
or
実機
最適調整機能
流量
波形評価
ｔ
PID パラメータ
流量
望みの波形
結果
ｔ
プラント
ｔ
最適調整機能
MV
望みの波形
（ 22 ）
PID パラメータ
P（ ）
s ＝
G
1＋ Ts
e −L s
PV
富士時報 6OL.O
図
PID 最適調整技術
PID 調整機能úh調整結果ä周波数領域Ýä評価手法Þä
FePIDtune による最適調整
100
温度調節計àßä支援ĭsŔîä組込õĈ行ÙܺÅ所存
100
SV
80
60
PV
40
MV
20
0
−20
PV ，MV ，SV（％）
120
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20
SV
80
60
MV
20
0
−20
参考文献
0
2
時間（s）
（CHR 法による調整）
ݸāg
PV
40
4
6
8
10 12 14 16 18 20
時間（s）
（FePIDtune による最適調整）
Carl Knospe. PID Control. IEEE Control Magazine.
（ 1）
2006-2. p.30-31.
荒木光彦iPID 調節計äĺŒŊsĨ調整則ä発展iĠĢį
（ 2）
「整定時間は同程度で，
行過ぎ量を 0％にしたい！」
ʼn/制御/情報ivol.50, no.12, 2006, p.441-446.
荒木光彦àßiöÖ時間ĠĢįʼná対Ïā PID/I-PD 制
（ 3）
御Àþé離散型最適制御iĠĢįʼnÞ制御ivol.28, no.5, 1984,
ÓĂ以外ä指針}立上Ā時間h定常偏差àß~åh許
（ 3）
容ËĂā制約内ÞÏāg
Éä指針ä下á得ÿĂÕ最適調整結果åh図 7 Ý示Ïþ
¼áh先ä調整指針ĈÀÀöã満ÕÏ結果}ŏsğsá
ÞÙÜ最適à波形~ÞàÙܺāgàÀhÉÉÝå CHR
法áþā調整結果ĈłsĢá最適調整ä指針Ĉ与¾ÕÂh
ø×ăĉh始÷Áÿŏsğsä調整指針Ĉ与¾Üh最適調
整値Ĉ求÷āÉÞø可能ݸāg
p.278-289.
足立修一i制御äÕ÷ä上級ĠĢįʼn同定i東京電機大学
（ 4）
出版局i2004.
足立修一i制御äÕ÷äĠĢįʼn同定i東京電機大学出版
（ 5）
局i2005.
山本重彦h加藤尚武iPID 制御ä基礎Þ応用i朝倉書店i
（ 6）
2005.
須田信英iPID 制御iĠĢįʼn制御情報ŒčĿŒœs 6i
（ 7）
朝倉書店i1992.
あとがき
明石一h今井弘之i詳解 制御工学演習i共立出版株式会社i
（ 8）
1983i
開発ÍÕ PID 調整ĦľıFePIDtuneä概要Þ各機能h
àÿéá適用例áÚºÜ紹介ÍÕg
相吉英太郎h安田恵一郎 編著iŊĨĻŎsœĢįČĘĢ
（ 9）
Þ応用i電気学会i2007, p.69.
今後åh制御対象ä同定Ĉ必要ÞÍàº}同定ŕĢ~
（ 23 ）
特 集
PV ，MV ，SV（％）
連携àßä機能拡張Ĉ行ºhËÿá各種äĜŜıŖsŒú
120
富士時報 6OL.O
エネルギープラントの最適運用システム
特 集
小出 哲也}ɺÝeÜÚú~
松本 宏治}ôÚøÞeɼÎ~
北川 慎治}ÃÕÂąeÍĉÎ~
まえがき
図
エネルギープラント最適運用を実現する機能
鉄鋼業åh好調à内外需要Ĉ背景á製造業向Ç生産Â増
需給
予測
機能
加基調Ĉ続Çܺāg一方h鉄鋼業åąÂ国ä最終đĶŔ
ės消費ä約 11 % Ĉ占÷ā産業ݸāÕ÷hđĶŔės
予測
結果
最適運用決定機能
運用解
候補
運用結果
コスト
CO2 排出量など
最適
運用解
プラントシミュレータ
使用効率ä向上áåÁãÜÁÿ積極的à取組õĈ行ÙÜÃ
ܺāg第一次石油危機以降約 20 % ä省đĶŔėsĈ実
現ÍÕÂhËÿá近年ä地球規模Ýä温暖化防止対策ä重
要性Ĉ強Å認識Íh省đĶŔės対策ä一層ä取組õá努
特á製鉄所内äđĶŔėsŀŒŜıÝåh生産設備Áÿ
÷ܺāgÓä取組õä一Úá生産工程áÀÇā省đĶŔ
発生Ïā副生ĕĢj熱ĈÓĂÿäđĶŔėsä用途á合Ù
ės¸Āh2010 年度äđĶŔės消費量Ĉ 1990 年度á
Õ形態á変換ÏāÉÞÝ有効活用Íh省đĶŔėsĈ実現
（ 1）
対Íh10 % ä削減Ĉ目標ÞÍܺāg
ÍܺāgđĶŔės変換åh需要Þ供給äĹŒŜĢĈ見
富士電機åhº×早Å製鉄所đĶŔės管理ä有用性á
極÷àÂÿ実施Ïā必要¸Āh適正à組合ÑÞ配分hÚ
着目ÍhđĶŔės管理ĠĢįʼnä代名詞ÞøàÙÕ{đ
ôĀ最適運用Ĉ行¼ÉÞáþĀh外部Áÿä購入ĜĢıä
ĶŔėsĤŜĨs|Ĉ納入Í続Çܺāg製鉄所äđĶŔ
削減ú環境負荷ä低減Ĉ図āÉÞÂ可能ݸāgÍÁÍà
ės需給構造å多種多様ݸĀhÁÚ相互á複雑à関係Ĉ
ÂÿhŅčŒàßä機器Ýå外部Áÿä購入燃料á加¾数
持ÙܺāgđĶŔėsĤŜĨsÂhđĶŔėsĈ安定的
種ä副生ĕĢø燃料ÞÍÜ同時á使用ÍhÓä配分áåË
á供給ÏāÞÞøáh時々刻々Þ変化ÏāđĶŔės需給
ôÌôà制約条件¸āàßh他ä業種äđĶŔėsŀŒ
ĹŒŜĢá迅速á対応ÏāÕ÷áåhŀŖĤĢĜŜĽŎs
Ŝıá比ïÜ製鉄所内đĶŔėsŀŒŜıÝåhþĀ複雑
ĨáþāœċŔĨčʼnàđĶŔės需給予測機能Þ最適配
Ý多数ä制約条件Ĉ考慮ÍàÂÿ運用Ïā必要¸āg
分機能Â必要不可欠ݸāg
ôÕhđĶŔėsä需要j供給å常á変動Íh副生ĕĢ
本稿ÝåhÉäþ¼à背景Ĉ踏ô¾hÉäÕéhJFE
Ĉ貯¾āńŔĩ設備à߸āÉÞÁÿh¸ā一定期間ä
ĢĪsŔ株式会社ä協力Ĉ得ÜhđĶŔės最適運用ĠĢ
需給変動á対ÍÜßäþ¼à運用Â最適àäÁĈ決定Ïā
（ 2）
įʼnĺĬĚsġFeTOPä製鉄所内đĶŔėsŀŒŜ
必要¸āgÍÕÂÙÜh図 1 á示Ïþ¼áhđĶŔės
ıîä適用Ĉ図ĀhĠňŎŕsĠŐŜáþā最適運用ä効
ŀŒŜıä最適運用åh需給予測機能h最適運用決定機
果検証Ĉ実施ÍÕäÝ紹介Ïāg
能hŀŒŜıĠňŎŕsĨĈ活用ÍÜ実現ÍܺāgÚô
（ 3）
ĀhôÐ需給予測機能áÀºÜ副生ĕĢ発生量àßËôÌ
ôàđĶŔėsä需要Þ供給ä変動予測Ĉ行¼g次á最適
エネルギープラントの最適運用
運用決定機能áÀºÜŀŒŜıĠňŎŕsĨĈ利用ÍàÂ
đĶŔėsŀŒŜıåh工場h事務所h病院h大型ļŔ
ÿh多種多様à制約条件Ĉ考慮Íh予測ËĂÕđĶŔės
àßä設備áÀºÜh電気h熱h蒸気àßäËôÌôà
需給Ĉ満ÕÏ最適à運用Ĉ決定Ïāg
đĶŔėsĈ供給ÍܺāgđĶŔėsĈ供給Ïā機器åh
発電機hŅčŒh熱源機器àßËôÌôݸāg各設備Ý
必要ÞËĂāđĶŔės需要á対ÍÜh電力hĕĢàßä
エ ネ ル ギ ー 最 適 運 用 シ ス テ ム パ ッ ケ ー ジ
「FeTOP」
外部Áÿä購入đĶŔėsø含÷Ü各機器á適切á配分Íh
供給ÏāÉÞÂ要求ËĂāg
FeTOP áÀÇā主要機能ä概要Þ要素技術áÚºÜ述
小出 哲也
松本 宏治
北川 慎治
鉄鋼分野ä計測制御ĠĢįʼnäđ
産業ŀŒŜı制御ĠĢįʼnä企
数理応用ĦœŎsĠŐŜ研究開発
ŜġĴċœŜę業務á従事g現在h
画j設計業務á従事g現在h富士
業務á従事g現在h富士電機ċIJ
富士電機ĠĢįʼnģ株式会社電機
電機ĠĢįʼnģ株式会社電機ŀŒ
ĹŜĢıįĘķŖġs株式会社情
ŀŒŜı本部第一統括部計測j制
Ŝı本部ĠĢįʼn製作所技術ĤŜ
報通信制御開発ĤŜĨs情報j制
御技術部担当課長g
Ĩs課長補佐g
御ĠĢįʼn部主任g電気学会会員h
計測自動制御学会会員g
（ 24 ）
富士時報 6OL.O
エネルギープラントの最適運用システム
ïāg
.
予測機能
プラントシミュレータ
ŀŒŜıĠňŎŕsĨåh各機器Ĉ物理ŋİŔá基ÛÅ
電気ú熱àßäđĶŔės需要hÀþé副生ĕĢàßä
線形ôÕå非線形ä特性式ÝŋİŔ化Ïā場合úh応答
発生量åh工場ä操業状態ú気象条件àßä多様à条件á
局面法úĴŎsŒŔĶĬıŘsĘàßä方法ÝŋİŔ化Ï
影響ËĂā場合úh周期的á同Îþ¼à傾向Ĉ示Ï場合à
ā場合àßh複数ä方法ÝŀŒŜıä特性äŋİŔ化á対
ßhËôÌôà特性Ĉ有ÍܺāgÉĂÿä特性Ĉ模擬Ï
応ÍܺāgôÕh台数制御àßäŖsĔŔ制御úŀŒŜ
āÕ÷áåh主á次äŋİŔĈ用ºā方法¸āg
ı固有ä運用ŔsŔàßä論理式àßËôÌôà表現方法
đĶŔės消費設備ä物理的特性式àßĈ用ºÕ物
（a）
ÝŀŒŜıä特性ĈŋİŔ化ÏāÉÞÂ可能ÞàÙܺāg
理ŋİŔ
Ëÿáh最適運用Ĉ探索Ïā際á必要Þàā各種制約条件
（b）
過去á蓄積ÍÕ実績İsĨàßĈ用ºÕ統計ŋİŔ
ú目的関数äŋİŔ化á対応Íܺāg
物理ŋİŔÞ統計ŋİŔĈ組õ合ąÑÕĸčĿœĬ
（c）
ŀŒŜıŋİŔä作成åh画面上ÝęŒľČĔŔá行¼
IJŋİŔ
ÉÞÂÝÃāgŅčŒúĨsļŜàßh多Åä機器áÚº
ÉĂÿäŋİŔåh線形式Ý記述ÝÃā場合ø¸Ăæh
Üå標準的àŋİŔÂ開発済õݸĀhįŜŀŕsıÞÍ
非線形式áþā記述Â必要à場合ø¸Āh精度þÅ予測Ï
Ü用意ËĂܺāgÓĂÿäįŜŀŕsıĈ画面上á配置
āÕ÷áåËôÌôà予測方法Ĉ考慮Ïā必要¸āg
ÍÜ接続ÏāÉÞáþĀhŀŒŜı全体äŋİŔĈ作成Ï
FeTOP ÝåhËôÌôà対象á対Ïā予測機能Ĉ実現
āgŋİŔä特性ú制約条件àßäĺŒŊsĨø画面上Ý
ÏāÕ÷hĺĨsŜ予測方式h重回帰方式hĴŎsŒŔ
設定可能ݸāgËÿáh画面上ÝŋİŔ内ä変数端子à
ĶĬıŘsĘ方式àß複数ä予測方法Â利用可能ݸāg
ßĈ接続ÏāÉÞáþĀ目的関数ĈŋİŔ化ÍÜ最適化Ï
ĺĨsŜ予測方式åh過去ä実績İsĨÁÿ現在ä
（a）
状況áøÙÞø類似ÍܺāøäĈ検索ÍÜ予測値Þ
Ïā方法ݸāg
（b）
重回帰方式åh気温j湿度àßä説明変数Þh予測
āÉÞÂ可能ÞàÙܺāg図 3 áŀŒŜıŋİŔ作成例
äčŊsġĈ示Ïg
ôÕh本ĠňŎŕsĨåēŜŒčŜä最適運用ĠĢįʼn
Ý利用ËĂā場合á加¾h最適運用ĠĢįʼnäđŜġĴċ
対象ݸā電力需要àßä目的変数Þä関係Ĉ線形式
Ý近似Í利用Ïā方法ݸāg
図
構造化ニューラルネットワークの概要
ĴŎsŒŔĶĬıŘsĘ方式åh過去ä実績Ĉ学習
（c）
ÍÜ非線形予測ŋİŔĈ構築Íh現在ä状況á最ø合
¼結果Ĉ出力Ïā方式ݸāg
疎結合部分
（独立した部分）
全結合部分
（相互作用成分）
出力層
Éä中Ýøh富士電機Â独自á開発ÍÕ構造化ĴŎsŒ
（ 4）
ŔĶĬıŘsĘåh従来äĴŎsŒŔĶĬıŘsĘÝå内
中間層
部ÂĿŒĬĘŅĬĘĢݸāÕ÷困難ݸÙÕ出力理由ä
説明Ĉ可能ÞÍܺāg図 2 á示Ïþ¼áhĶĬıŘsĘ
内部Ĉ入力因子ÊÞá構造化ÏāÉÞÝ出力理由ä説明Ĉ
可能ÞÍÜÀĀhËÿá学習過程Ý不要à素子ú結合Ĉ削
x1
x2
入力層
除ÏāÕ÷構造Ĉ最適化ÏāÉÞÂÝÃāg
図
プラントシミュレータでのプラントモデル作成例
CO2 排出量演算 1
ボイラ 1 燃料 1 消費量
CO2 排出量演算 2
ボイラ 1 燃料 2 消費量
制約付き合流
CO2 排出量演算 3
目的関数
ボイラ 2 燃料 1 消費量
CO2 排出量演算 4
ボイラ 2 燃料 2 消費量
CO2 排出量演算 5
蒸気放散量
CO2 排出量演算 6
分岐
電力料金演算
受電電力量
（ 25 ）
特 集
.
富士時報 6OL.O
エネルギープラントの最適運用システム
（ 5）
特 集
œŜęúh設備選定àßäŀŒŜı設計検討àßäÕ÷ä
定式化Í解ÁĂܺÕgÍÁÍh実ŀŒŜıîä適用時á
ēľŒčŜĠňŎŕsĠŐŜáø利用可能ÞÍܺāgÉ
åh機器ä非線形特性á加¾h台数制御àßä制御ŖġĬ
äÕ÷áhŀŒŜı上äßä変数Ĉ独立変数ÞÍÜ入力Í
Ęú設備運用条件àßä論理式Ĉ考慮Ïā必要¸āgÉ
Ühßä変数Ĉ従属変数}ŋİŔ式ä計算áþĀ求÷ÿĂ
ĂÿĈÓäôôä形Ý取Ā扱¼Õ÷áåh非線形à混合整
ā変数~ÞÏāäÁhôÕ最適化áþÙÜ決定Ïā状態変
数計画問題ÞÍÜ定式化Í解Å必要¸āg従来å非線
数Ĉßä変数ÞÏāäÁhŏsğsÂ任意á設定可能ݸ
形混合整数計画問題á対Ïā有効à手法Â存在ÍàÁÙÕ
Āh一度設定ÍÕ後ø画面上Ý容易á変更可能ÞÍܺāg
Âh近年ÝåŊĨĻŎsœĢįČĘĢÞ呼æĂā手法Ĉ用
ÉĂåhÉĂÿ変数種別ä設定情報Þ機器ŋİŔä接続情
ºÜ解ÅÉÞÂÝÃāgFeTOP åhÓä一Úݸā PSO
報ĈøÞáhĠňŎŕsĨ内部ÝŋİŔ計算ċŔĝœģʼn
}Particle Swarm Optimization~Ĉ適用ÍÕ最適化機能Ĉ
（ 6）
Ĉ自動的á構築ÏāÉÞáþĀ実現Íܺāg
実装Íܺāg
PSO åh動物àßä群Ăä動ÃĈ模倣ÍÕ多点探索ä
.
オフラインシミュレーション機能
最適化手法ݸāg図 4 á示Ïþ¼áh探索領域á複数ä
FeTOP ä最適運用決定機能åh上述äŀŒŜıĠňŎ
探索点Ĉ配置Íh評価äþº点ä情報Ĉ共有ÍhÓä情
ŕsĨĈ利用ÍÜ実現ÍܺāgÍÕÂÙÜh制約条件ú
報á基ÛºÜ探索点ä移動Ĉ繰Ā返ÏÉÞáþÙÜ最適
目的関数ä構成åhŀŒŜıĠňŎŕsĨä画面上Ý簡単
解Ĉ求÷āg近年hËôÌôà改良手法Â提案ËĂÜÀĀh
á作成ÏāÉÞÂÝÃhŀŒŜı上äßä変数Ĉ状態変
FeTOP áÀºÜø複数ä改良手法Â利用可能ݸāg
数áÏāÁä指定ø簡単á実施ÏāÉÞÂÝÃāgÉĂá
富士電機Ýåh機械部品生産工場äđĶŔėsŀŒŜı
þĀhēŜŒčŜ最適化äõàÿÐhēľŒčŜä最適化
á対ÍÜ PSO Ĉ適用ÍÕ最適運用ĠĢįʼnĈ納入Íh省
ĠňŎŕsĨÞÍÜËôÌôàĠijœēá対Ïā最適化計
đĶŔėshÀþé CO2 排出量ä削減á貢献ÍÕ実績 Â
算úh最適化Ĉ行ąÐŏsğsÂ設定ÍÕ運用状態ÝäĠ
¸āgÍÁÍàÂÿh一般的á製鉄所内äđĶŔėsŀŒ
ňŎŕsĠŐŜĈ実施ÏāÉÞø可能ݸāg
ŜıáÀºÜåh各副生ĕĢä使用量àßĈ状態変数ÞÏ
例¾æhĜĢı最小化Ĉ目的ÞÍÕ場合Þ CO2 排出量
āÕ÷h状態変数間ä相互干渉Â強ÅhÓä配分関係áø
最小化Ĉ目的ÞÍÕ場合ä最適運用解ä比較úh¸ā運用
多数ä制約条件¸āàßh最適化問題ÞÍÜ解ÅÉÞÂ
状態Ĉ仮定ÍÕ場合ä副生ĕĢ必要発生量ä推定àßhË
þĀ難ÍÅàÙܺāgÉĂá対ÍÜ FeTOP ÝåhPSO
ôÌôà検討äÕ÷äĠňŎŕsĠŐŜĈ実施ÏāÉÞÂ
ä探索ċŔĝœģʼnÂ簡易ݸĀh探索中á独自ä改良Ĉ
ÝÃāg
追加ÏāÉÞÂ容易ݸāÞº¼特徴Ĉ利用ÍÜh対象ŀ
Ëÿáh複数ĚsĢä入力条件Þ計算結果ĈôÞ÷Ü保
ŒŜı固有ä改良Ĉ加¾āÉÞÂ可能à構成ÞÍܺāg
存Í再利用ÏāÉÞÂÝÃāÕ÷h運転計画ä事前評価ú
例¾æh製鉄所内äđĶŔėsŀŒŜıä最適運用Ýå
過去ä運転実績ä検証áþā改善策ä検討hđĶŔėsŀ
上述ÍÕþ¼á膨大à数ä制約条件式Ĉ考慮Ïā必要¸
ŒŜı最適運転計画ä立案ÞÓä効果ä検証hËÿáå設
Āh通常åÉĂÿä制約ĈŃijŔįČ関数法áþÙÜ考慮
備選定àßäŀŒŜı設計検討àßĈ行¼ÉÞÂÝÃāg
ÏāÉÞáàāgÚôĀh各制約á対Ïā逸脱量ä加重和
h
（ 7）
（ 8）
（ 3）
ĈŃijŔįČ項ÞÍÜ目的関数á加¾āÉÞáþĀ制約Ĉ
.
最適運用決定機能
満ÕÏ解Ĉ得þ¼ÞÏāøäݸāgÍÁÍhŃijŔįČ
đĶŔėsŀŒŜı最適運用Ĉ実現ÏāÕ÷áåh発電
項ä追加åh探索ä効率Ĉ著ÍÅ低下ËÑā現象Ĉ発生Ë
機àßä機器ä起動j停止}離散量~ú発電出力}連続
Ñā場合¸āgÓÉÝh探索中á追加Ïā独自処理ä中
量~àßĈ同時á決定Ïā必要¸āg従来h機器特性ú
Ýh特定ä制約逸脱Ĉ解消Ïāþ¼à解ä改良処理Ĉ追加
運用条件Ĉ線形関数Ý近似ÍÕ混合整数計画問題ÞÍÜ
可能à構成ÞÍܺāg例¾æhńŔĩ容量Â上限áàÙ
図
図
PSO の探索の概念
じゃあ，
その辺を
みんなで探そう
モデルとした製鉄所内エネルギープラント
高炉
Bガス
重油
ホルダ
ガス混合
Cガス
あの辺の値が
よかったよ
探索点 情報
電力
会社
混合
ガス
発電機
ホルダ
コークス
CDQ */発電機
熱
探索範囲
電力
発電機
ホルダ
製鋼
蒸気
LDガス
ガス混合
混合
ガス
蒸気
工場
焼結
* CDQ : コークス乾式消火設備
（ 26 ）
富士時報 6OL.O
最適運用によるエネルギー消費量削減効果の一例
発電用設備２
発電用設備３
発電用設備１
図
発電用設備２
発電用設備３
重油消費量（L/h）
重油消費量（L/h）
発電用設備１
最適運用
特 集
これまでの運用
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
時刻
時刻
最適運用による CO2 排出量削減効果の一例
電力
排出量積算（現状）
副生ガス
CO2排出量（kg- CO2/h）
重油
最適運用
CO2排出量積算（kg- CO2）
CO2排出量（kg- CO2/h）
これまでの運用
重油
CO2排出量積算（kg- CO2）
図
エネルギープラントの最適運用システム
電力
排出量積算（現状）
副生ガス
排出量積算（最適運用）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
時刻
時刻
ÜĕĢĈ放散ÏāáøÁÁąÿÐhĕĢĈ購入ÏāÞº¼
Õ場合ä評価値Þh実運用状態ĈøÞá算出ÍÕ評価値Ĉ
矛盾ÍÕ運用解Ĉ修正Ïāþ¼à改良処理Ĉ実装ÏāÉÞ
比較ÏāÉÞáþĀ実施ÍÕg幾ÚÁä非定常操業状態Ĉ
áþĀh解ä探索効率Ĉ向上ËÑāÉÞÂ可能ÞàÙܺ
模擬ÍÕ数ĚsĢäĠňŎŕsĠŐŜ結果Áÿh最適化á
āgËÿáhŃijŔįČ項Ĉ追加Ïā場合áåh通常Óä
þĀ運用ĜĢıáÚºÜå平均Ý約 1 v 3 % ä削減効果Ĉh
重õ係数ä調整Â必要ݸāÂhÓä値Ĉ探索中ä目的関
CO2 排出量áÚºÜå年間Ý約 7.2 万 t-CO2 ä削減効果Â
数値àßá応ÎÜ自動的á変更ÏāÉÞÂÝÃā機能ø追
得ÿĂāÉÞĈ確認ÍÕg図 6 á運用ĜĢı最小化áþā
加ÍܺāgÉĂÿä改良áþĀh探索ä効率化Ĉ実現Í
効果ä一例ÞÍÜ重油消費量ä削減効果ĈhôÕh図 7 á
ܺāg
CO2 排出量最小化áþā CO2 排出量ä削減効果Ĉ示Ïg
適用事例
あとがき
製鉄所内đĶŔėsŀŒŜıĈŋİŔÞÍÕēľŒčŜ
鉄鋼業á代表ËĂāđĶŔėsŀŒŜıä最適運用ĠĢ
ĠňŎŕsĠŐŜĈ実施ÍÕ事例Ĉ紹介Ïāg
įʼnáÚºÜhÓä検証成果Ĉ述ïÕg
製鉄j製鋼ŀŒŜıÁÿäĕĢú熱Þº¼đĶŔės源
Éä成果Ĉ生ÁÍhŏsğsĴsģá応¾āïÅËÿá
àßä供給Þh製造過程ú下流工程á必要àđĶŔės
発展ËÑāÉÞÝh効率的ÁÚ最適àđĶŔės運用Ĉ実
}電力jĕĢj蒸気~需要á対ÏāđĶŔės配分Ĉh重
現ÏāÞÞøáh世界規模Ýä温暖化抑制対策ä一助Þà
油購入ĜĢıàßä運用ĜĢıä最小化hàÿéá CO2
āïÅh努÷ܺÅ所存ݸāg
排出量ä最小化Ĉ目的ÞÍÕ最適化ä評価Ĉ実施ÍÕg評
最後áh製鉄所内đĶŔėsŀŒŜıîä最適運用ä効
価åh図 5 á示ÏŋİŔŀŒŜıáÀºÜh非定常操業時
果検証ä実施á¸ÕĀh多大àÊ協力jÊ助言ĈºÕÖº
áÀÇāđĶŔėsä需要Þ供給ä実績İsĨĈ用ºÜh
Õ JFE ĢĪsŔ株式会社殿á深Å感謝Ïā次第ݸāg
ŀŒŜı運用Ĉ最適化ĠňŎŕsĠŐŜáþÙÜ最適化Í
（ 27 ）
富士時報 6OL.O
エネルギープラントの最適運用システム
vol.124, no.3, 2004, p.347-354.
参考文献
伊藤弘一h横山良平iĜsġĐĶŕsĠŐŜä最適計画i
（ 5）
特 集
社団法人日本鉄鋼連盟i
（ 1）
http://www.jisf.or.jp/business/ondanka/sinchoku/index.html
}参照 2007-11-30~
菊 池 健 ñ Ái 最 適 化 đ Ķ Ŕ ė s Ň Ķ ġ Ŋ Ŝ ı Ġ Ģ į ʼn
（ 2）
FeTOP ä開発i計測自動制御学会ĠĢįʼnčŜįęŕs
ĠŐŜ部門講演会i2003, 2A4-7.
項東輝ñÁi原動力設備ŀŒŜıä最適運用Þ適用事例i
（ 3）
富士時報ivol.77, no.2, 2004, p.166-170.
飯 坂 達 也 ñ Ái 構 造 化 Ĵ Ŏ s Œ Ŕ Ķ Ĭ ı Ř s Ę ä 新 Í
（ 4）
産業図書i1990.
Kennedy, J. et al. Particle Swarm Optimization.
（ 6）
Proceedings of IEEE International Conference on Neural
Networks. vol.Ⅳ, 1995, p.1942-1948.
福 山 良 和i Ŋ Ĩ Ļ Ŏ s œ Ģ į Č Ę 手 法 ä 電 力j đ Ķ Ŕ
（ 7）
ės分野îä適用例i電気学会論文誌 Bivol.124, no.5, 2004,
p.679-682.
相吉英太郎i安田恵一郎 編iŊĨĻŎsœĢįČĘĢÞ
（ 8）
Óä応用iēsʼn社i2007.
º学習法Þ最大電力需要予測îä適用i電気学会論文誌 Bi
解 説
SIL と PFD
IEC 61508}JIS C 0508~Ýåh機能安全Ĉ構成Ï
下¸āÉÞݸāg逆áh機器úĠĢįʼnä PFD Â
ā機器úĠĢįʼnä安全度Ĉ示Ï尺度ÞÍÜhSIL
10 − 3 >PFD ≧ 10 − 4}危険側故障ä頻度Âh1,000 年á
}Safety Integrity Level~
Â定義ËĂܺāgSIL å
{安
1 回以下~ݸāÉÞÂ示ÑĂæhÓä安全度水準å
全度水準|Þ呼æĂh
4 段階SIL1}低~v SIL4}高~
SIL3 ÞàāgÕÖÍh機器áÚºÜåh第三者認証
äŕłŔ¸āÂhSIL4 Â適用ËĂāÉÞåñÞĉ
機関Áÿ SIL ä認定Ĉ受ÇÜÀÅ必要¸āg
ßàºgÉäŕłŔåhPFD}Probability of Failure
on Demandk低頻度作動要求¸ÕĀä機能失敗平均
確率~áþÙÜ表ËĂāgPFD åh複数äĺŒŊs
Ĩ}機器ä検出ÝÃàº危険側故障ä割合hįĢı間
表 SILとPFDの関係
安全度水準（SIL）
作動要求時あたりの
機能失敗平均確率（PFD）
á SIL Þ PFD ä関係Ĉ例ÞÍÜ示Ïg例¾æhSIL2
4
10−5以上10−4未満
Ĉ満ÕÏ機器úĠĢįʼnĈ実現ÏāÕ÷áåh10 − 2
3
10−4以上10−3未満
>PFD ≧ 10 − 3 Ĉ満足Ïā必要¸āÉÞÂ分Áāg
2
10−3以上10−2未満
É ä 意 味 åh 危 険 側 故 障 ä 頻 度 Âh100 年 á 1 回 以
1
10−2以上10−1未満
隔h共通要因故障àß~Áÿ計算式Ý求÷ÿĂāg表
（ 28 ）
富士時報 6OL.O
吉川 肇}þÍÁąeåÎ÷~
まえがき
図
従来型フレームワーク構成
鉄鋼分野ä計算機ĠĢįʼn}ŀŖĤĢĜŜĽŎsĨ~å
アプリケーションソフトウェア
数十年ä歴史¸Āh当初å最重要ä設備ÖÇá導入ËĂ
ミドルウェア
ܺÕÂh技術ä進歩á従º現在ÝåñÞĉßä設備á導
タスク制御 ファイル管理
共通関数
画面帳票
（DF-ROSE） （PFILE） （Tool-box） （CRT-X）
入ËĂāþ¼áàĀh安定操業j品質向上á貢献Íܺāg
Éä鉄鋼分野á導入ËĂܺā計算機ĠĢįʼnø近年ä
OS（UNIX 系，C 言語）
ĶĬıŘsĘä急速à普及ÞēsŀŜ化ä流Ăá伴ºh計
ネットワーク
算機Ĉ構成ÏāľŕsʼnŘsĘå大ÃÅ変化ÍÜÃܺāg
端末
プリンタ
計算機ĠĢįʼnåĸsIJďĐċjēŃŕsįČŜęĠĢį
ʼn}OS~
jňIJŔďĐċjċŀœĚsĠŐŜÝ構成ËĂÜ
ÀĀhĸsIJďĐċÞ OS åŊsĔs独自Áÿ汎用îÞ変
化ÍÜÃܺāg
最近åh各ŊsĔsä特色ÞàÙܺÕňIJŔďĐċá
ÚºÜø汎用ňIJŔďĐċĈ組õ込ĉÖh新ͺľŕsʼn
規á再作成Ïā必要¸Ā作業工数ÂÁÁāgËÿáĠ
ŘsĘĈ構成ÍÜÃܺāg
Ģįʼnä基本部分Â異àāÞhċŀœĚsĠŐŜä互換
Ëÿáh従来h食品j化学h組立加工àßä分野á適用
性Â低ÅàĀh作業工数Â増加Ïāg
ËĂÜÃÕ MES}Manufacturing Execution System~関
改造作業áÀºÜåhċŀœĚsĠŐŜ間ä依存性Â
（ 2）
連äĺĬĚsġáÚºÜøh品質jıŕsĞļœįČä観
強ºÕ÷h改造Ïā部分以外ø影響ÂàºÁ確認Ïā必
要¸āg
点Áÿ鉄鋼分野áø適用Â進õÚÚ¸āg
本稿Ýåh新ͺľŕsʼnŘsĘÀþéĺĬĚsġä鉄
ÉĂÿä課題Ĉ解決ÍܺÅÕ÷áh以下äþ¼à新Í
鋼分野計算機ĠĢįʼnîä適用áÚºÜ紹介Ïāg
ºľŕsʼnŘsĘúĺĬĚsġhčŜĨľĐsĢĈ導入Í
ÜÀĀhĠĢįʼnä特性á応ÎÜ最適à組合ÑĈ提案Í構
鉄鋼分野の計算機システムの課題
築Ĉ行Ùܺāg
Web ĠĢįʼn用ľŕsʼnŘsĘä適用
（a）
鉄鋼分野ä計算機ĠĢįʼnÝå従来ÁÿċŀœĚsĠŐ
（b）
装置ľŕsʼnŘsĘä適用
Ŝ開発ä言語ÞÍÜ C 言語Â採用ËĂÜÀĀh各ċŀœ
MES 用ĺĬĚsġä適用
（c）
ĚsĠŐŜå設備Ĉ最適á管理j制御ÝÃāþ¼á構築Ë
標準čŜĨľĐsĢä適用
（d）
ĂÜÃÕg
（ 1）
ÓÍÜhÉĂÿäċŀœĚsĠŐŜĈ効率þÅh品質Ĉ
Web システム用フレームワーク
保×àÂÿ構築ÏāÕ÷á図 1 á示Ïþ¼àňIJŔďĐċ
ĈľŕsʼnŘsĘÞÍÜ採用ÍܺāgÉäľŕsʼnŘs
.
概 要
ĘĈ用ºÕĠĢįʼnåŊsĔsÊÞá異àāĠĢįʼnݸ
情報処理ä分野ÝåĶĬıŘsĘä急速à普及áþĀh
ĀhēsŀŜ化ø十分ÝàºÕ÷h次äþ¼à課題¸Ù
ĠĢįʼnä形態å Web ĠĢįʼná移行ÍÜÃܺāgÉ
Õg
¼ÍÕ Web ĠĢįʼnĈ効率的á開発ÝÃāþ¼áhľ
ĠĢįʼn更新時áå機種Â変ąāÕ÷h画面àßå新
（ 1）
ŕsʼnŘsĘ製品Web@AttachĈ開発Í提供Íܺāg
吉川 肇
鉄鋼分野ä計算機制御ĠĢįʼnä
đŜġĴċœŜę業務á従事g現
在h富士電機ĠĢįʼnģ株式会社
電機ŀŒŜı本部第一統括部計
測j制御技術部担当課長g
（ 29 ）
特 集
鉄鋼分野向け計算機システムにおける新フレームワークの
適用
富士時報 6OL.O
鉄鋼分野向け計算機システムにおける新フレームワークの適用
ĈàÅÍÜÀĀhŀŖęŒʼnä保守性Â高º作ĀÞÍܺ
.
特 徴
āg
特 集
統合開発環境}IDE~ä活用
（ 1）
JSF}Java Server Faces~ĈłsĢÞÍÕ統合開発環
装置フレームワーク
境Ĉ活用ÍhĜŜņsĶŜıäIJŒĬęċŜIJIJŖĬŀá
鉄鋼ä設備Ĉ監視j制御ÏāĠĢįʼnÞÍÜhĠĢįʼn
þā画面開発Â可能ÞàÙܺāg
多機能画面ĜŜņsĶŜıä提供
（ 2）
ä再利用性向上ú改造作業Ĉ容易áÏāÕ÷hċŀœĚs
Web İğčŜáÀÇāĜŜņsĶŜıÂ豊富á提供Ë
ĠŐŜä設計方式ÞÍÜēĿġĐĘı指向Ĉ取Ā入ĂÕĠ
ĂÜÀĀhĦľıďĐċä開発効率Ĉ向上ÏāÉÞÂÝÃ
ĢįʼnĈ構築Íܺāg以下áhēĿġĐĘı指向設計ä
āg
適用課題Þh開発支援環境ä装置ľŕsʼnŘsĘáÚºÜ
軽量 DI}Dependency Injection~ĜŜįijä装備
（ 3）
紹介Ïāg
Web@Attach å DI ĜŜįij機能Ĉ提供ÍÜÀĀhċ
ŀœĚsĠŐŜä仕様Ĉ XML}Extensible Markup Language~ľĊčŔÝ定義ÏāÉÞÝhċŀœĚsĠŐŜ間
ä依存関係Ĉ排除ÍàÂÿ開発ÏāÉÞÂÝÃāþ¼á
.
オブジェクト指向設計
ēĿġĐĘı指向設計åh従来ä C 言語Ĉ用ºÕĠĢ
įʼnä設計方式Þ比ïÜ以下ä特徴Ĉ持Ùܺāg
業務内容ĈēĿġĐĘı化ÏāÉÞÝh業務ÞĦľı
（ 1）
àÙܺāg
O/R}Object/RDB~ŇĬĽŜęĭsŔä装備
（ 4）
ďĐċĈ一対一対応ÞÍh改善ú追加j改造Ĉ容易áÏ
İsĨłsĢċĘĤĢ部分ä製作Ĉ効率化ÏāÕ
āg
÷hO/R ŇĬĽŜęĭsŔĈ活用ÍhSQL}Structured
各機能ä独立性Ĉ高÷h見通ÍĈþÅÏāÕ÷h以下
（ 2）
Query Language~Ĉ使用ÍàºİsĨċĘĤĢĈ可能Þ
äþ¼á機能Ĉ役割別á階層化ÍÜ構造Ĉ統一ÏāÉÞ
Íܺāg
g
ÝĠĢįʼnä追加j改造Ĉ容易áÏā}図 2~
具体的áåİsĨłsĢ定義ÁÿİsĨċĘĤĢēĿ
Ġijœē層
（a）
ġĐĘı}DAO~ÞŇĬĽŜęĘŒĢĈ自動生成Ïā機
各処理単位ä流ĂĈ記述Íh機能全体ä見通ÍĈþÅ
Ïāg
能Ĉ提供Íܺāg
（b）
ļġĶĢŖġĬĘ層
ŇŔĪŀŒĬıľĒsʼnîä対応
（ 5）
注 1
注 2
ċŀœĚsĠŐŜĞsĹÞÍÜhWindows hSolaris h
処理単位ÊÞäŖġĬĘ部分Ĉ記述ÏāÉÞÝ処理ä
注 3
Linux àßä複数äŀŒĬıľĒsʼná対応Íܺāg
独立化Ĉ図āg
İsĨċĘĤĢ層
（c）
.
適用の効果
İsĨłsĢîäċĘĤĢ部分Ĉ記述ÍhİsĨłs
品質j開発効率ä向上
（ 1）
Ģä追加j改造時ä修正Ĉ容易ÞÏāg
ĠĢįʼn開発ä品質確保á向ÇÕ最善ä施策åh品質Â
業務内容Ĉ設備共通部分Þ固有部分á分ÇÜēĿġĐ
（ 3）
確認ËĂÕĦľıďĐċĈ可能à限Ā使用Íh製作Ïā
Ęı化ÏāÉÞÝh他設備îä再利用度Ĉ高÷āÉÞÂ
ċŀœĚsĠŐŜĦľıďĐċ量Ĉ最小化ÏāÉÞݸāg
ÝÃāÕ÷h信頼性向上jısĨŔĜĢıä低減Â可能
Web ĠĢįʼnä開発事例Ĉ見āÞh70 % åhŊĴŎsh
ݸāg
表h単純àİsĨłsĢ参照h入力àßä標準的à画面開
発Ý構成ËĂāĚsĢÂ多ºgWeb@Attach åÉä部分
.
オブジェクト指向設計でのシステム構築の課題
á着目ÍhĦsĢĜsIJ生成h自動化hĜŜņsĶŜı活
ēĿġĐĘı指向設計áþāĠĢįʼn開発åhĠĢįʼn
用áþÙÜ手組õĦsĢĜsIJĈ削減ÍÜhÉĂôÝþĀ
äŒčľĞčĘŔ全体Ĉ通ÍÜh前述ÍÕ長所Ĉ持Ùܺ
高º品質Þ開発効率Ĉ実現Íܺāg
保守性ä向上
（ 2）
図
オブジェクト指向による階層化例
運 用 á À Ç ā Ġ Ģ į ʼn 保 守h 特 á ċ ŀ œ Ě s Ġ Ő Ŝ
ä改造ú修正åĠĢįʼn保守担当者áÞÙÜ非常á重要
外部
シナリオ層
à 問 題 Ý ¸ āg 特 áh ċ ŀ œ Ě s Ġ Ő Ŝ 間 á 複 雑 à 相
ビジネス
ロジック層
データアクセス層
互関係Ĉ持ÙܺāÞ改造j修正Â非常á難ÍÅàāg
Web@Attach åhXML áþāčŜĨľĐsĢ定義Ĉ基á
ÍÕ DI ĜŜįijáþÙÜċŀœĚsĠŐŜ同士ä依存性
注 1Windowsk米国 Microsoft Corp. ä登録商標
注 2Solarisk米国 Sun Microsystems, Inc. ä登録商標
注 3LinuxkLinus Torvalds ä米国ÀþéÓä他ä国áÀÇā登
録商標ôÕå商標
（ 30 ）
①ビジネスシナリオ
の実行制御
②伝文ハンドリング
③エラーハンドリング
①設備共通の
業務をメソッド化
②設備ごとの差分を
サブクラス化
①DB 構造の
カプセル化
②DB の
整合性確保
富士時報 6OL.O
鉄鋼分野向け計算機システムにおける新フレームワークの適用
āgÍÁÍàÂÿh鉄鋼分野îä適用å始ôÙÕæÁĀÝ
¸Āh従来ĠĢįʼnÞ比較ÍÜh既存資産ø少àºÉÞÁ
ܺāg
œċŔĨčʼnľŕsʼnŘsĘ
（ 2）
ēĿġĐĘı指向設計ÝåċŀœĚsĠŐŜä機能Ĉ
（ 1）
ŘsĘ接続用ä TCP/IP ĦĚĬı通信IJŒčĹäèà型
役割別á階層化ÍÜ構造Ĉ統一化Ïā設計Ĉ行¼Âh実
Ĉ準備ÍܺāgôÕh送受信Ïā伝文äĜsIJ変換機能h
際áÉä構成Ý製作ÏāÕ÷ä管理機能ĈĠĢįʼnÊÞ
ċŀœĚsĠŐŜîä振分Ç機能øįsĿŔ定義Ý実施Ý
á作ĀÉĉݺÕÕ÷開発効率ú品質ä面Ý問題¸Ù
Ãh送受信İsĨä通信ıŕsĢ機能ú模擬伝文受信機能
Õg
áÚºÜø装備Íܺāg
鉄鋼分野ä計算機ĠĢįʼnÝåh上位ú他äŀŖĤĢ
（ 2）
ĜŜĽŎsĨÀþé下位ä電気計装ĠĢįʼnÞ通信Ĉ行
¼ÂhÉä機能áÚºÜøĠĢįʼnÊÞä対応ÞàĀh
Web ĠĢįʼn用ľŕsʼnŘsĘ
（ 3）
前述ÍÕ Web 画面Ĉ効率þÅ開発ÏāÕ÷äľŕsʼn
ŘsĘݸā Web@Attach Ĉ採用Íܺāg
開発支援ĭsŔ
（ 4）
開発効率ú品質ä面Ý問題¸ÙÕg
ċŀœĚsĠŐŜŀŖęŒʼnä開発Ĉ支援ÏāÕ÷ä
（ 3）
ĠĢįʼn開発Ĉ効率的á進÷āÕ÷á必要à以下á示Ï
ŊĬĤsġúŖęä管理h開発ĭsŔàßÂ十分ÓăÙ
各種ĭsŔĈ準備Íܺāg
ܺàÁÙÕg
伝文定義h変換įsĿŔ作成ĭsŔ
（a）
ÉĂÿä課題Ĉ解決ÏāÕ÷h前述ä画面Ĉ主á開発Ï
他ĠĢįʼnÞ送受信Ïā伝文ÞċŀœĚsĠŐŜÞä
āÕ÷äľŕsʼnŘsĘݸā Web@Attach á加¾h画
間Ĉ結éÚÇāĭsŔÝh各伝文ä定義ÞİsĨ変換ä
面以外ä内部処理Ĉ効率þÅ開発ÏāÕ÷äľŕsʼnŘs
形式Ĉ表形式Ý入力ÏāÉÞáþĀ必要à処理Ĉ自動生
Ęݸā装置ľŕsʼnŘsĘĈ開発Í提供Íܺāg
成ÏāÉÞÂÝÃāg
（b）
各種ŀŖĺįČĭsŔ
.
装置フレームワークの構成
ċŀœĚsĠŐŜĈ階層化ÍÕÞÃä各処理ä関係Ĉ
ēĿġĐĘı指向äĠĢįʼnĈh効率þÅ開発ÏāÉÞ
定義ÏāĭsŔÝhįsĿŔĈ定義ÏāÖÇÝ関係定義
ÂÝÃā装置ľŕsʼnŘsĘä全体構成Ĉ図 3 á示ÏgÉ
Â可能ݸāg
äľŕsʼnŘsĘåĠĢįʼnä構築Ĉ容易áÏāÕ÷ä支
開発支援ĭsŔä全体構成Ĉ図 4 á示Ïg
援機能ÞÍÜ以下ä機能Ĉ持Ùܺāg
.
ċŀœĚsĠŐŜ}AP~ľŕsʼnŘsĘ
（ 1）
適用効果
ċŀœĚsĠŐŜĈ図 2 äþ¼à階層構造ÞÏāÕ÷ä
装置ľŕsʼnŘsĘĈ用ºāÉÞáþĀh品質ä高ºċ
管理機能Ĉ備¾ÜºāgċŀœĚsĠŐŜ作成時áåh機
ŀœĚsĠŐŜ構築環境Ĉ¸ÿÁÎ÷準備ÏāÉÞÂÝÃ
能á必要àŖġĬĘä記述Þ機能間ä関連Ĉ記述ÍÕįs
āþ¼áàÙÕgÉĂáþĀhĠĢįʼnä設計者åċŀœ
ĿŔĈĤĬıċĬŀÏāÉÞÝĠĢįʼnä構築ÂÝÃā仕
ĚsĠŐŜäēĿġĐĘı指向設計á注力ÝÃāþ¼áà
組õÞÍܺāg
ĀhþĀ保守性ú再利用性ä高ºĠĢįʼnä構築Â可能á
ôÕhĠĢįʼnÝ発生ÏāđŒs情報úŊĬĤsġ情報
àÙܺāg
Ĉ一元管理ÍÜhēŃŕsĨsîä操業状態ä通知ú異常
ôÕhJAVA 言語ÝĠĢįʼnĈ構築ÍܺāÕ÷h次
発生時ä通知àßĈ行¼ŊĬĤsġ管理機能Ĉ持Úg
äĠĢįʼn更新ÝĸsIJú OS 環境Â変化ÍÜøċŀœ
ËÿáhċŀœĚsĠŐŜä動作ıŕsĢú異常発生時
ĚsĠŐŜå最小ä変更Ý対応ÝÃāþ¼áàĀh更新Ĝ
ä状態出力Ĉ行ºh開発時äċŀœĚsĠŐŜäİĹĬę
ĢıĈ最小限á抑¾āÉÞÂÝÃāg
ú問題点ä早期解決àßá使用ÏāŖę管理機能Ĉ装備Í
図
図
装置フレームワークの開発支援ツール
装置フレームワークの構成
プレゼンテーションレイヤ
連携
（データの受渡し）
Eclipse
JavaStudioCreator2
Web システム用フレームワーク
イベント
標準画面
メ
ッ
セ
ー
ジ
コンポーネント
Web@Attach リアルタイムフレームワーク
上位伝送
下位伝送
リモート
PIO
イ
ベ
ン
ト
イベント
マップ
メ
ッ
セ
ー
ジ
AP フレームワーク
ビジネスロジック層
DB 層
画面
ユースケース
シナリオ
テンプレート メ
ッ
セ
ー
ジ
イベント
データ
イベント
データ
機能仕様
雛型
業務
テンプレート
業務
テンプレート
メ
ッ
セ
ー
ジ
ER 図
（データモデル）
画面レイアウト
VisualBasic 的な開発
伝文定義，
伝文変換
テーブル作成
ビジネスロジック
アクセス
部品
永続化レイヤ
支援ツール
DDL
テーブル
ビュー
メッセージキャリア
Create Table
Create View
DB
画面処理
ＪＳＰ
アクセス
部品
Managed
Bean
データベース
エンジニアリングツール
スタイル
シート
アプリ部品（シナリオ部品，
ＤＢアクセス部品）
処理
ロジック
メッセージ
データ変換
ビジネスレイヤ
（アプリケーション）
メッセージ
キャリア
各種プロパティツール
Web@Attach
O/R マッピング
SfwDto
画面遷移
（ページナビゲーション）
システム基盤部品（ログ，メッセージ etc）
凡例
設計・実装・テスト・保守を一貫した開発標準に準えた構築基盤
業種標準ＷＢＳ
自動
作成
メッセージ
キャリア
＊. XML
シナリオ
メッセージ
定義
定義
画面と画面をドラッグ
アンドドロップで結ぶだけ
テーブル
ビュー
マッピングクラスを
自動作成
（ 31 ）
特 集
他ĠĢįʼnú電気計装ĠĢįʼnÞ通信ÏāÕ÷äĶĬı
ÿ以下ä課題¸ÙÕg
富士時報 6OL.O
鉄鋼分野向け計算機システムにおける新フレームワークの適用
ÉĂÿä効果áþĀhĠĢįʼn全体äŒčľĞčĘŔĜ
ĢıĈ低減ËÑāÉÞÂ可能áàÙÕg
OPC čŜĨľĐsĢáþĀ MICREX-NX ÞäİsĨ連
携Ĉ実現ÍhŀŒŜıä操業中ÝøĨęİsĨä追加j変
特 集
更Â容易á実施ÝÃāg
（ 2）
MES 用パッケージの適用と DCS との垂直統
実績分析ĺĬĚsġáþā操業İsĨ分析機能
（ 4）
MICREX-NX þĀ収集ÍÕŀŖĤĢİsĨĈ保存h蓄
合
積Íh実績分析ĺĬĚsġáþāıŕŜIJęŒľh帳票à
鉄鋼分野áÀºÜø高品質îäËÿàā要求Â出ÜÃÜ
ßÂ各個人Ý作成ÝÃāg
ÀĀh計算機ĠĢįʼnîä MES 機能ä実装Â要求ËĂā
今回 MES ĺĬĚsġä¼×h収集j分析系ä実績分
þ¼áàÙÜÃÕgÓÉÝhMES 用äĺĬĚsġݸā
析ĺĬĚsġMainGATE-PPAáÚºÜ鉄鋼分野î
実績分析ĺĬĚsġMainGATE-PPAĈ用ºÜİsĨ
ä適用例Ĉ紹介ÍÕÂh指示jčłŜı系äĺĬĚsġ
収集Ĉ行ºh収集ÍÕİsĨÞ制御用äċŀœĚsĠŐŜ
MainGATE-PO/EMáÚºÜø適用可能性ä評価Ĉ
ÞĈ組õ合ąÑāÉÞáþĀh監視制御業務á重点Ĉ置º
行Ùܺāg評価ä詳細å表１á記述ÍܺāÂh鉄鋼ä
ÕĠĢįʼnä構築Ĉ行Ùܺāg
上工程向Çáå十分使用ÝÃāÞ考¾ÜÀĀh今後適用Ĉ
Éä組õ合ąÑÕĠĢįʼnÝåhİsĨ収集ä定義Àþ
進÷ܺÅ計画ݸāg
é収集ÍÕİsĨä画面表示作成j帳票作成àßåÏïÜ
実績分析ĺĬĚsġäđŜġĴċœŜęĭsŔáþāįs
標準インタフェース
ĿŔ変更Ý実行ÝÃāÕ÷h大幅à作業工数ä削減Â可能
ÞàÙܺāg
計算機Þ電気計装設備ÞäčŜĨľĐsĢåĶĬı
ËÿáhDCS Þä垂直統合ÍÕĠĢįʼnĈ構築ÏāÉ
ŘsĘáþā通信Â一般的ÞàÙÜÀĀhTCP/IP áþā
ÞÂÝÃāg 図 5 á富士電機製 DCS ݸā新情報制御
ĦĚĬı通信Â多Å使ąĂÜÃܺāgÓäàÁÝh近
ĠĢįʼnMICREX-NXÞ組õ合ąÑÕĠĢįʼn全体
年ŇčĘŖĦľıÂ提唱Íܺā OPC čŜĨľĐsĢ
構成例Ĉ示ÏgÉäĠĢįʼnå DCS Þ計算機画面ä統
Â標準ä通信čŜĨľĐsĢÞÍÜ使ąĂ始÷ÜÀĀh
一}ĠŜęŔďČŜIJď~Þ通信čŜĨľĐsĢä標準化
MICREX-NX Ý øhOPC Ĉ Ę Œ č ċ Ŝ ı 端 末 ä 画 面 系
注 4
}OPC ä採用~Ĉ行¼ÉÞÂÝÃh次ä特徴Ĉ持Úg
İsĨä受渡Íá使用ÍܺāgÍÁÍàÂÿhOPC å
MICREX-NX Þ計算機ä画面共有化
（ 1）
Windows ä技術ݸā DCOM}Distributed Component
計算機画面Ĉ Web 表示ÏāÉÞÝh1 台ä OS ĘŒč
Object Model~Ĉ基礎ÞÍܺāÕ÷h現在鉄鋼分野向
ċŜıÝhDCSj計算機ä画面Ĉ統合ÍhĠsʼnŕĢà
ÇäŀŖĤĢĜŜĽŎsĨÝ多Å採用Íܺā UNIX 系
監視操作Ĉ可能ÞÍÕgôÕhWeb Ý構築ÍܺāÕ÷h
ä OS Ýå直接通信ÏāÉÞÂÝÃàºgÉäÕ÷h従来
所内ä業務用個人ĺĦĜŜÝøŀŒŜı画面ä表示Â可能
通信á OPC Ĉ採用Íþ¼ÞÏā場合áåhěsıďĐč
ݸāg
Ĉ間á入ĂÜŀŖıĜŔ変換Ĉ行¼必要¸ÙÕgÍÁ
MICREX-NX
（ 2）
Þ計算機äċŒsʼn管理共通化
ÍàÂÿhÉä分野áøēsŀŜ化ä流ĂÂ起ÃÜÀĀh
計算機Ý検出ÍÕ異常åċŒsʼnĨęÞÍÜ MICREX-
OPC-UA}Unified Architecture~Â最近áàĀ提唱ËĂ
NX á送信ÍhOS ĘŒčċŜıáċŒsʼnŊĬĤsġĈ
ÜÃܺāgÉä特徴åh
表示ÏāÉÞáþĀ共通管理Ĉ実現Íܺāg
İsĨ構造ä標準化
（a）
MICREX-NX
（ 3）
Þ計算機äİsĨ連携
表
MESパッケージの鉄鋼分野への適用評価
注 4OPCk米国 Microsoft Corp. ä標準čŜĨľĐsĢ仕様
計算機システムの要件
図
代表的な
鉄鋼設備
計算機全体機能構成図
OS
サーバ
AP サーバ
べて DB に格納
LCD LCD
実績分析パッケージ
データ
ベース
データ収集機能
タグ書込み機能
制御機能
操業データ監視機能
分析計収集機能
モデル連携機能
帳票
帳票自動印字機能
指示系，
イベント系
(MainGATEPO/EM)
データ
収集
速度
エネルギー
センター
大
低
小
◎
◎
コークス
小
低
小
◎
◎
高 炉
大
中
大
◎
◎
転 炉
大
中
中
◎
○
連続鋳造
大
中
中
◎
○
圧 延
大
高
中
◎
△
プロセス
ライン
大
高
小
◎
△
OPC 通信
実績分析 PKG に
より時系列データ
収集
O
P
C
OS
サーバ
OPC 通信
OPC 通信
コントローラ
DCS
(MICREX-NX)
Web 機能（画面・帳票）
（ 32 ）
OS クライアント
収集系，
ロジック 分析系
量
（MainGATEPPA)
データ
量
DCS と計算機画面
を Web で総合表示
DB サーバ 収納データはす
MESパッケージ
（MainGATE）の適用評価
Ethernet 通信
Ethernet 通信
Ethernet 通信
操業シーケンサ
分析計
モデル計算用
PC
◎：十分適用可能
○：プロジェクト仕様により検討必要
△：適用可能であるが制約あり
富士時報 6OL.O
（b）
čŜĨľĐsĢä標準化
鉄鋼分野向け計算機システムにおける新フレームワークの適用
ôÙÜ急速á進展Íܺāg計算機用äĺĬĚsġhľ
ŕsʼnŘsĘÞÍÜÉĂÿä最新ä技術Ĉ取Ā入ĂÕøä
使用Ïā OS á限定ËĂàºÝhC 言語ú JAVA Áÿß
ä適用ĈÏÏ÷hŒčľĞčĘŔĜĢıä削減h品質向上
äŊsĔsä電気計装ĠĢįʼnÝø自由áċĘĤĢÂÝÃ
ĈËÿá進÷ܺÅ所存ݸāg
āþ¼áàāg
ÉĂáþĀhUNIX ŇĠŜÁÿø Windows ŇĠŜÁÿ
ø同一äčŜĨľĐsĢÝċĘĤĢÝÃāÕ÷hĠĢįʼn
更新áÀºÜøčŜĨľĐsĢä変更àÍá移行ÝÃāÉ
ÞáàĀh品質向上j工数削減Â可能áàāg
参考文献
東谷直紀ñÁiŀŒŜı系製造ĦœŎsĠŐŜi富士時報i
（ 1）
vol.79, no.3, 2006, p.209-213.
大柴正清ñÁiWeb ĠĢįʼn用ľŕsʼnŘsĘWeb@
（ 2）
Attach}ďĐĿċĬıċĨĬĪ~
i富士時報ivol.79, no.3,
あとがき
2006, p.237-241.
ĠĢįʼnä開発技術åhēsŀŜĦsĢä普及Þ¸º
（ 33 ）
特 集
ݸāgÉä中ÝčŜĨľĐsĢä標準化Â実現ÝÃĂæh
富士時報 6OL.O
特 集
医薬品業界向け FDA 21 CFR Part 11 に対応した
新情報制御システム「MICREX-NX」
渡辺 大介}ąÕàïeÖºÏÇ~
小林 益之}ÉæúÍeôÏüÃ~
若杉 繁実}ąÁÐÄeÍÈõ~
.
まえがき
主な要求事項
電子記録j電子署名ä信頼性Ĉ確保ÏāÕ÷á Part 11
最近ä医薬品業界Ýåh少子高齢化社会î向ÇÕ行政
Ýåh主á以下ä要求事項Ĉ挙Èܺāg
ä医療制度ä大幅à見直Íh製薬会社同士ä大型合併ú
使用ÏāĠĢįʼnåĜŜĽŎsĨĹœİsĠŐŜË
（a）
ĂܺāÉÞ
新薬ä開発競争h外資系製薬会社ä積極的資本参入àß
激ͺ変動期Ĉ迎¾ÜºāgôÕhęŖsĹŔ市場Ýä
（b）
電子記録ÞÍÜ残ÏïÃ記録事項Ĉ定義ÍhÓä電
子記録ä完全àĜĽs作成Â可能àÉÞ
活 動 Ĉ 展 開 Ï ā á ¸ Õ Ù Ü åhFDA}Food and Drug
Administrationk 米 国 食 品 医 薬 品 局 ~21 CFR Part 11
電子記録Â保管期間内Ý完全à記録ä読出ÍÂ可能
（c）
àÉÞ
}Title 21 Code of Federal Regulations Part 11k 連 邦 規
則第 21 条第 11 章~ú日本国内áÀºÜ 2005 年á厚生労
記録ä変更履歴Â分Áāþ¼á操作履歴}監査証
（d）
跡~Â作成ËĂāÉÞ
働省Â施行ÍÕ日本版 Part 11àßÝ薬事規制下Ýä
ER/ES}Electronic Records and electronic Signaturesk
電子İsĨå改ÌĉÂ容易àÕ÷h電子İsĨá対
（e）
ÏāĤĖŎœįČ管理Ĉ確立ÏāÉÞ
電子記録j電子署名~á対応Ïā製造監視制御ĠĢįʼnÂ
電子署名å直筆ĞčŜä代ąĀáàĀ{個人Ĉ特定
（ f）
要求ËĂܺāg
Ïā機能|Ĉ有ÍÕ信頼性ä高ºøäݸāÉÞ
本稿ÝåhŕĕĠsĠĢįʼn}既存ĠĢįʼn~Ĉ更新対
象ÞÍÜ富士電機ä新情報制御ĠĢįʼnMICREX-NX
Ĉ適用ÍhER/ES á対応ÍÕ監視制御ĠĢįʼnä納入事
.
条文と構成
詳細内容áÚºÜä記述å割愛ÏāÂh従来ä紙łsĢ
例Ĉ紹介Ïāg
ä記録Ĉ電子媒体á置Ã換¾ā場合ä要求事項Ĉ規定Íh
電子記録j電子署名Â信頼á足āøäݸĀh紙áþā記
FDA 21 CFR Part 11
録j署名Þ同等ݸāÉÞĈ認÷āÕ÷ä基準Ĉ定÷Õø
.
発効の背景
äÝh
{一般条項|
{電子記録|
{電子署名|Þº¼ 3 章Á
医薬品業界Ýåh研究j開発Áÿ製造j販売á至āĠĢ
ÿ構成ËĂܺāg
įʼnä IT 化Â進öá伴ºhÓäŊœĬıĈ有効利用Ïï
A. General Provisions}一般条項~
Åh以下ä要望Â大ÃÅàÙÕg
11.1
Scope}適用範囲~
ŃsĺsŕĢ化j省ĢŃsĢ化}İsĨ保存場所ä
（a）
11.2
Implementation}実施要領~
11.3
Definitions}定義~
削減~
（b）
電子的管理áþā操作履歴àßä迅速à検索
B. Electronic Records}電子記録~
規制当局ä査察ä効率化j迅速化
（c）
11.10
ÉĂá対Í FDA åh紙á比ïÜ改ÌĉÂ容易Ý痕跡Â
残Āáź電子記録j電子署名Ĉ容認Ïāá¸ÕÙÜ信頼
Control for closed Systems}ĘŖsģIJĠĢį
ʼnä管理~
11.30
ÝÃāĠĢįʼnîä具体的à要求事項Ĉ提示ÍÕgÉĂÂ
Control for open Systems}ēsŀŜĠĢįʼn
ä管理~
21 CFR Part 11}以下hPart 11 Þº¼~ݸāgÉä規
11.50
Signature manifestations}署名内容~
則å 1997 年 8 月á発効ËĂhÓä後 2003 年 8 月á発表Ë
11.70
Signature/record linking}電子署名Þ電子記録
äœŜĘ~
ĂÕĕčĩŜĢáþĀ追加修正ËĂ現在á至Ùܺāg
C. Electronic Signatures}電子署名~
（ 34 ）
渡辺 大介
小林 益之
若杉 繁実
食品j医薬品j化学ŀŒŜıä計
食品j医薬品j化学ŀŒŜıä計
đĶŔės分野ĈåÎ÷ÞÍÕ計
測制御ĠĢįʼnäđŜġĴċœŜ
測制御ĠĢįʼnäđŜġĴċœŜ
測制御ĠĢįʼnäđŜġĴċœŜ
ę業務á従事g現在h富士電機Ġ
ę業務á従事g現在h富士電機Ġ
ę業務á従事g現在h富士電機Ġ
Ģįʼnģ株式会社制御ĠĢįʼn本
Ģįʼnģ株式会社制御ĠĢįʼn本
Ģįʼnģ株式会社制御ĠĢįʼn本
部 PIA 統括部計測ĠĢįʼn技術
部 PIA 統括部計測ĠĢįʼn技術
部 PIA 統括部計測ĠĢįʼn技術
第一部技術ęŔsŀ主任g
第一部技術ęŔsŀŇĶsġŌsg
第一部長g計測自動制御学会会員g
医薬品業界向け FDA 21 CFR Part 11 に対応した新情報制御システム「MICREX-NX」
富士時報 6OL.O
11.100 General Requirements}一般的要求事項~
Ý接続ËĂܺāgËÿá製造現場Ýåh防爆đœċä多
11.200 Electronic signature components and controls
ºŀŒŜıä性格上Óä安全性Ĉ重視ÍÜŀŒŜı建設時
á採用ËĂÕ光計装ĠĢįʼnFFIÂh100 台Ĉ超¾Ü
11.300 Controls for identification
稼動Íܺāg
codes/passwords}ID ĜsIJÞĺĢŘsIJä管
本事例áÀºÜhDCS ĠĢįʼnĈŇčęŕsĠŐŜÏ
理~
ā第一ä目的åhDCS ĠĢįʼnä老朽化対応Þ新機能Þ
ÍÜ Part 11 á対応ÏāÉÞݸāgŇčęŕsĠŐŜ計
.
適用対象となる企業
画ä立案á¸ÕÙÜåh既存ä資産Ĉ有効利用ÏāÉÞá
製薬会社Â下記ä対象ݸā場合hFDA á研究j開
þĀ更新ĜĢıĈ低減Íh操業停止期間Ĉ短縮ÏāÕ÷áh
発j製造á関Ïā記録Ĉ電子İsĨÞÍÜ提出Ïā必要Â
ĠĢįʼnä現地切替時間Ĉ極力短期間áÏāÉÞĈ基本方
¸āg
針ÞÍÕg
米国á拠点Ĉ持Ú企業
（a）
既設機器ä有効利用
（ 1）
（b）
FDA 管轄ä諸国á新薬j医療機器Ĉ申請}販売~
DCS åĠĢįʼn更新Ĉ実施ÏāÂh更新時期Ĉ迎¾Ü
ºàº PLC ú動力盤hľČsŔIJ機器åŇčęŕsĠŐ
Ïā企業
世界的à規模Ý治験Ĉ実施Ïā企業
（c）
Ŝ機器Ĉ使用ÏāÉÞÝ生ÁÍÚÚ図 1 á示ÏĠĢįʼn構
米国á本社¸Āh本社ä方針ÞÍÜ必要à企業
（d）
成á更新ÍÕg
上記äþ¼à状況下ä顧客Ĉ持Ú CRO}開発業務
（e）
既設ċŀœĚsĠŐŜĦľıďĐċä有効利用
（ 2）
委託機関~àß
ċŀœĚsĠŐŜĦľıďĐċä更新áÚºÜåŒčĿ
Œœ化ËĂÕ制御機能部品Ĉ適用ÏāÉÞÝĦľıďĐċ
制作作業ä効率化Þ高品質化Ĉ実現ÍÕg
納入システムの事例
操業停止期間ä短縮
（ 3）
第一三共ŀŖľĊsŇ株式会社秋田工場向Ç医薬品原薬
ĸsIJďĐċ構築áÀºÜåh更新工事á伴¼操業停
ŀŒŜıáÀÇāĠĢįʼnä納入事例áÚºÜ紹介Ïāg
止期間Ĉ極力短期間áÏāÉÞĈ目的ÞÍh新ĠĢįʼn
ä DCS ŖĬĔĈ既設構造á合ąÑÕ機器実装Ý製作ÍÕg
.
既設 DCS のマイグレーション
Ëÿáh既設外線ĚsĿŔå既設ĜĶĘĨ端子台ĈÓäô
既設 DCS åh富士電機製MICREX-PⅢݸāgĠ
ô流用ÝÃā構造áÏāÉÞÝ据付Ç配線工事Àþé切替
Ģįʼnä構成å DCS á加¾hĠĢįʼnä一部Ĉ構成Ïā
後ä I/O 試験ä効率化Ĉ図ÙÕg 図 2 å新ĠĢįʼnîä
PLCMICREX-FÂ専用ŀŖĤĬĞœŜĘP œŜĘ
ŖĬĔ更新方法áÚºÜ示ÍÕøäݸāg
（ 1）
図１ システム構成図
ユーティリティ設備
上位
システム
製造設備
ターミナルバス（光ケーブル）
CAS
タイムサーバ
監視盤 *
OS
クライアント
ES
OS サーバ
（二重化）
OS
クライアント
ゲートウェイ
パソコン
PLC*
プラントバス（光ケーブル）
P リンク
P リンク
PLC*
PLC*
PLC*
AS
AS
I/O
I/O
AS
I/O
I/O
動力盤 *
SC
電気発信器類 *
ＦＦ
Ｉ発信器類 *
SC
OS：オペレータステーション
ES：エンジニアリングステーション
AS：オートメーションシステム
電気発信器類 *
ＦＦ
Ｉ発信器類 *
* 既設設備
（ 35 ）
特 集
}電子署名ä構成要素Þ管理~
医薬品業界向け FDA 21 CFR Part 11 に対応した新情報制御システム「MICREX-NX」
富士時報 6OL.O
図
新システムへのロッカ更新方法例
特 集
既設ロッカ
新設ロッカ
図 3 á中央操作室ä概観Ĉ示Ïg
.
MICREX-NX における Part 11 対応
Part 11 機能ä構成
（ 1）
既設コント
ローラ
AS
注
MICREX-NX ä Part 11 機能åhWindows ĈłsĢÞ
既設 I/O
新 I/O
既設 I/O
新 I/O
応ä下記ĺĬĚsġÂ用意ËĂܺāg
新設インタ
フェース
ターミナル
SIMATIC Logon Service}ŖęēŜĞsļĢ~
（a）
既設インタ
フェース
ターミナル
ÍÜ MICREX-NX ä標準機能Ĉ補完Ïā形Ý Part 11 対
（b）
SIMATIC Logon Admin Tool}ŖęēŜ管理ĭs
Ŕ~
仮置き
外線信号ケーブル
SIMATIC Electronic Signature}電子署名~
（c）
（a）事前準備
ÉĂÿäĺĬĚsġĈ用ºāÉÞÝh各ĘŒčċŜıî
äŏsğsŖęēŜ機能ä追加úŏsğs権限ä管理Þ権
撤去
限ä割当h電子署名作成機能ä追加Â実現ÝÃāg図 4 á
新設ロッカ
既設ロッカ
既設コント
ローラ
AS
既設 I/O
既設 I/O
既設インタ
フェース
ターミナル
MICREX-NX ä Part 11 機能ä構成Ĉ示Ïg
電子記録á対ÏāĠĢįʼnĞņsı
（ 2）
新 I/O
Part 11 対応ä要求事項ä一Úݸā{電子記録|áåh
新 I/O
製造İsĨäñÁáēŃŕsĨsÂŀŒŜıĈ運転操作Ï
新設インタ
フェース
ターミナル
ā操作履歴Ĉ残ÏÉÞÂ要求ËĂܺāgMICREX-NX
Ýå{ºÚ|
{誰Â|
{ßÉÝ|
{何Ĉ|
{àÒ|
{ß¼ÍÕ|
ä 5W1H ä形式Ý監査証跡ÞÍÜ残ÏÉÞÂ可能ݸāg
ケーブル振替
外線信号ケーブル
（b）更新工事
本ĠĢįʼnÂĞņsıÍܺā電子記録機能å以下äÞ
ÀĀݸāg
ŏsğsá対ÏāĠĢįʼnîäċĘĤĢ制限
（a）
（b）
電子記録保存期間中áÀÇā正確Ý迅速à検索Ĉ可
新設ロッカ
AS
能ÞÏā電子İsĨä保護
人間Â読÷āh査察á適ÍÕ電子形式ݸĀh正確
（c）
Ý完全àĜĽsä作成Â可能
新 I/O
新 I/O
新設インタ
フェース
ターミナル
外線信号ケーブル
OS}ēŃŕsĨĢįsĠŐŜ~áå銘柄管理用ä
（d）
注Windowsk米国 Microsoft Corp. ä登録商標
図
MICREX-NX の Part 11 対応の機能構成
（c）工事完了時
オペレーター
エンジニア
Windows
ユーザー権限
グループの作成（例．管理者，オペレーター）
ユーザーとグループ割付の作成
セキュリティポリシー
図
中央操作室
パスワードプロパティ（例．長さ，期限など）
ログオン試行の監視
ユーザー権限管理
アクセス保護
自動ログオフ
ログオンデバイス
監査証跡
監査証跡（Audit Trail）
システムアクセス（例．新規ユーザーの入力）
サービス
担当者
SIMATIC Logon（オプションパッケージ）
権限
アプリケーションに Windows ユーザーグループの割付
PCS7 Add-ons
ログオンサービス
自動ログオフ機能
パスワードと変更ダイアログ
ログオンデバイス（例．キーボード , スマートカードリーダ）
へのサポート
サードパーティとカスタムプロジェクトのアプリケーション
とのインタフェース
OS
アクセス管理・
監査証跡
アーカイブ付き
システムメッセージ
電子署名
操作ログの入力
（ 36 ）
サードパーティ品
指紋認証マウス
Ｉ
Ｄカードリーダ など
銘柄管理
ES
（SIMATIC BATCH） アクセス管理・
アクセス管理・監査証跡
監査証跡
CPU へのダウンロード
ＥＳオンラインモード
バッチ制御
銘柄管理
電子署名
ン
ショ
オプ
生産情報
バッチログの入力
医薬品業界向け FDA 21 CFR Part 11 に対応した新情報制御システム「MICREX-NX」
富士時報 6OL.O
ŏsğs ID ÞĺĢŘsIJäŏĴsĘà組合Ñ
（a）
標準帳票ú拡張帳票機能Ĉ装備
自動的áċsĔčĿÍÜh例¾æ
（e）
CD-R
àß á二
（b）
署名áå 2 Úä要素}ŏsğs ID ÞĺĢŘsIJ~
Â必要
署名時Àþé署名Â記録ËĂÕ後ä改Ìĉ防止
（c）
記録済õ情報不明瞭化防止
（ f）
監査証跡äċsĔčĿÞ保存期間中ä検索Â可能
（g）
}ŏsğsä初回ŖęčŜ時á強制的áĺĢŘsIJ変
ĜŊŜıä追加hİsĨ表示Þ評価hİsĨ変更h
（h）
更Ĉ要求gŏsğs ID ÞĺĢŘsIJä不正使用å検
ľĒsŇĬı変換}例hPDFhXML àß~Âċŀœ
出ËĂ記録~
署名者äľŔĶsʼnh署名ä詳細日付}年月日時分
（d）
ĚsĠŐŜÝ可能
秒~Àþé操作理由ĜŊŜıä電子記録Ĉ表示
今回åhCAS}Central Archive Server~ĈĠĢįʼn上
á構築Íh製造İsĨݸāıŕŜIJİsĨú操作履歴j
署名後ä電子署名Àþé電子記録äœŜĘ変更ä禁
（e）
止
ċŒsʼn履歴ä長期保存hËÿá外部媒体îä保存hôÕ
外部媒体î保存ÍÕİsĨĈ復元Íh過去ä製造記録ä閲
ôÕhPart 11 Ýåŏsğs各人áþāĠĢįʼnîäċ
覧可能ÞÏā機能Ĉ持ÕÑāÉÞÝ Part 11 ä要求事項Ý
ĘĤĢ管理Â要求ËĂܺāgMICREX-NX ÝåhĠĢ
¸ā電子記録Ĉ実現ÍÕg図 5 á CAS ä機能説明Ĉ記載
įʼnîäċĘĤĢ権限ĈđŜġĴċœŜę権限úēŃŕs
Ïāg
Ĩs権限hēŃŕsĨs責任者権限àßä階層化ÍÕ権限
電子署名á対ÏāĠĢįʼnĞņsı
（ 3）
ęŔsŀĈ必要á応ÎÜ設ÇāÉÞÂÝÃh各ŏsğsĈ
電子署名åh紙łsĢä文書áÀÇā印úĞčŜá相当
Óä有資格者á割Ā当ÜāÉÞÝ各権限Â与¾ÿĂā仕組
ÏāøäĈ電子的á実現ÏāøäݸĀh本人ݸāÉÞ
õÞàÙܺāg図 6 á権限Ĉ設定ÏāŏsğsċIJňĴ
ä確認ú改Ìĉä防止Ĉ目的ÞÍÜÀĀh以下ä機能ĈĞ
ĢıŕsĨ画面例Ĉ示ÏgÉä仕組õáþĀhOS ĘŒč
ċŜıÁÿ操作対象}内部計器/補機操作ľĐsĢŀŕs
ņsıÍܺāg
ıú定数設定画面àß~îä操作Ĉ制限ÏāÉÞÂ可能Þ
図
CAS（セントラルアーカイブサーバ）の機能説明
àĀh資格Ĉ持Õàº者äĠĢįʼnîä不正ċĘĤĢĈ防
止ÏāàßċĘĤĢ管理Ĉ行Ùܺāg操作対象î操作Ĉ
OS クライアント
電子記録（例）
DVD
参照
帳票
OS サーバ
Backup
長期
データ
収集
バッチサーバ
図
電子署名ダイアログ
保存・過去
データ参照
電子認証ダイアログ
CAS
操作理由
入力
短期アーカイブデータ
操作履歴
長期アーカイブデータ
AS
計器 FP
操作
履歴へ
CAS はすべての OS サーバのデータを
1 台に集約
トレンド
イベント
プロセス値
バッチデータ
レポート
OS クライアント経由で集中表示
最大 11 冗長 OS サーバと
1 冗長バッチサーバ
図
データ
入力
補機 FP
操作権限あれば，
操作許可
ユーザーアドミニストレータ画面例
図
指紋認証マウス外観
権限を与える
エリア
権限種別
権限の有無
設定
（ 37 ）
特 集
重保存Â可能
富士時報 6OL.O
医薬品業界向け FDA 21 CFR Part 11 に対応した新情報制御システム「MICREX-NX」
特 集
行¼場合ä流ĂáÚºÜ図 7 á示Ïg
NXáÚºÜ紹介ÍÕg今後ø変化Í続ÇāËôÌôà
ôÕhÉäĠĢįʼnÝåhŏsğs ID ÞĺĢŘsIJá
医薬業界äĴsģá対Íh各種ĦœŎsĠŐŜĈ提供ÍÜ
þāċĘĤĢ管理áĹčēŊıœĘĢä一Úݸā指紋
ºÅ所存ݸāg
認証áþāŏsğs認証Ĉ併用ÏāÉÞÝĤĖŎœįČ向
最後á本ĠĢįʼnä構築á多大àÊ協力ĈºÕÖºÕ第
上Ĉ図Ùܺāg図 8 á指紋認証付ÃŇďĢä外観Ĉ示Ïg
一三共ŀŖľĊsŇ株式会社秋田工場殿ä関係各位á感謝
ÉäñÁá IC ĔsIJĈ利用ÍÕŏsğs認証Ĉ行¼ÉÞ
申Í上Èā次第ݸāg
ø可能ݸāg
参考文献
あとがき
大島徹h大森元孝i鉄鋼ŀŒŜıáÀÇā情報制御ĠĢį
（ 1）
ʼni富士時報ivol.79, no.3, 2006, p.248-252.
FDA 21 CFR Part 11
（ 38 ）
á対応ÍÕ富士電機äMICREX-
富士時報 6OL.O
灰溶融プラント向け新情報制御システム「MICREX-NX」
特 集
野村 和朗}äöÿeÁÐÀ~
灰溶融ŀŒŜıݸĀhÓä処理能力å日本最大級}400
まえがき
ıŜ/日~ݸāgĢĘœsŜh乾燥機h磁力選別機áÜ
灰溶融Þå可燃ÊõĈ焼却ÍÕÞÃá残ā焼却灰Ĉ電気
前処理Ĉ行ÙÕ灰å溶融炉î投入ËĂh電極Áÿ発生Ïā
úĕĢĈ使ÙÜ 1,200 ℃以上á加熱j溶融Íh減容Ïā技
ŀŒģŇċsĘáþĀ溶融Íh水砕水槽Ý急冷ÍÜhĢŒ
術ݸāg焼却灰Ĉ溶融ÍÕ¸Þá冷却j固化ÏāÞ{Ģ
ęÞàāg排ĕĢåă過式集Îĉ器h排ĕĢ洗浄処理装置h
Œę|ÂÝøÂāgÊõĈ焼却ÍÜ灰áÏāÞh容積å
触媒反応塔àßáþĀ厳ͺ自主規制値以下á処理ËĂh
約 1/20 áàĀh灰Ĉ溶融ÍÜĢŒęáÏāÞh容積åË
煙突Áÿ排出ËĂāgÉäñÁá汚水処理設備h受変電設
ÿá約 1/2 ÞÏāÉÞÂÝÃhÊõä容積Ĉ減ÿÏÉÞÂ
備hŏsįČœįČ設備h搬入搬出設備àß広範囲ä設備
ÝÃāg灰溶融ŀŒŜıå最終処分場ä確保Â困難à状況
Ĉ有ÍܺāgÉĂÿä設備全体ä監視j制御å DCS Ý
下Ýh最終処分場ä延命化á貢献Íh灰Ĉ高温溶融ÏāÉ
行ÙÜÀĀh入出力ä総点数åÀÀþÓ 20,000 点ÞàÙ
ÞÝ灰á含ôĂāĩčēĖĠŜĈ分解j無害化ÏāÉÞÂ
ܺāg図 1 á灰溶融ŀŒŜıä概略ľŖsĈ示Ïg
ÝÃhôÕÓä生成物ݸāĢŒęå道路舗装ä建設副材
（ 1）
àßáÍÜ再利用ÝÃāÉÞÁÿh注目Ĉ集÷ܺāg
システムの特徴
É É Ý åh 三 菱 重 工 業 株 式 会 社 横 浜 製 作 所 経 由 東 京
二十三区清掃一部事務組合向Ç中防灰溶融施設á納入ÍÕ
本ĠĢįʼnáåhŀŒŜı全体ä集中監視j操作Ĉ行¼
新情報制御ĠĢįʼnMICREX-NXáþā大規模監視
Õ÷á液晶ŋĴĨÞŇďĢĈēŃŕsĨsčŜĨľĐsĢ
制御ĠĢįʼnáÚºÜ紹介Ïāg
ÞÍÜ採用ÍܺāgôÕh各ŀŖĤĢä制御Ĉ行¼ēs
中防灰溶融施設åh東京二十三区内ä清掃工場Ý発生Ï
ıŊsĠŐŜĠĢįʼn}AS~
h監視j操作Ĉ行¼ēŃŕs
ā焼却灰Ĉ溶融処理ÏāÕ÷ä電気加熱式}ŀŒģŇ式~
ĨĢįsĠŐŜ}OS~ĘŒčċŜıhİsĨä蓄積Ĉ行
図１ 灰溶融プラントの概略フロー
二次燃焼室
主灰クレーン
減温塔
排ガス洗浄
処理装置
灰溶融炉
ろ過式
集じん器
主灰ホッパ
定量切出
装置
主灰スクリーン
磁力
選別機
主灰
乾燥機
細粒
灰
貯槽
煙突
ガス
再加熱
器
飛灰
貯槽
水砕水槽
主灰受入
破砕機
溶融飛灰
処理設備
プラット
ホーム
主灰受入 主灰乾燥
バンカ
バンカ
不適物
バンカ
不適物
搬出
飛灰受入
鉄搬出
鉄
バンカ
スラグ
搬出
スラグ
バンカ
メタル
バンカ
メタル
搬出
固化物
バンカ
触媒反応塔
固化物
搬出
誘引ファン
野村 和朗
主áÊõ焼却ŀŒŜıäđŜġĴ
ċœŜę業務á従事g現在h富士
電機ĠĢįʼnģ株式会社制御ĠĢ
įʼn本部 PIA 統括部計測ĠĢį
ʼn技術第一部g
（ 39 ）
灰溶融プラント向け新情報制御システム「MICREX-NX」
富士時報 6OL.O
図
システム構成図
特 集
本庁へ
【見学者室】
【中央制御室】
【電子計算機室】
【事務室】
廃棄物情報管理
システム（別途工事）
データ処理端末
HUB
光
HUB
HUB
光
情報ネットワーク
大型
プロジェクタ
大型
プロジェクタ
画面
カラー
コピー
光
データ処理サーバ
情報 LAN（ターミナルバス）
光
セントラル
アーカイブ
サーバ
OS
クライ
アント1
OS
クライ
アント2
OS
クライ
アント3
OS
クライ
アント4
光
帳票プリンタ
警報
プリンタ
光
OS
クライ
アント9
OS
クライ
アント10
OS
クライ
アント5
OS
クライ
アント6
OS
クライ
アント7
OS
クライ
アント8
ES
OS
OS
サーバ
サーバ
（Master）（Slave）
制御 LAN（プラントバス）
CPU
1 号炉
AS
CPU
ＰＬＣ
2 号炉
AS
PLC リンク
3 号炉
AS
CPU
ＰＬＣ
CPU
ＰＬＣ
PLC リンク
4 号炉
AS
CPU
ＰＬＣ
PLC リンク
共通（1）
AS
PLC リンク
共通（2）
AS
CPU
ＰＬＣ
ＰＬＣ
PLC リンク
PLC リンク
【各制御盤】
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
ＰＬＣ
OS：オペレータステーション，ES：エンジニアリングステーション，AS：オートメーションシステム
図
AS のロッカ内部
図
中防灰溶融施設の中央制御室
中央制御室ä概観Ĉ示Ïg
本ĠĢįʼnåh次äþ¼à特徴Ĉ持ÙÕĠĢįʼnݸāg
¼ OS ĞsĹÁÿ構成ËĂh各機器間Ĉ制御 LAN}ŀŒ
ŜıĹĢ~
h情報 LAN}ĨsňijŔĹĢ~Ý接続ÍÕ分散
.
灰溶融プラントの自動化
OS ĘŒčċŜıÁÿÏïÜä運転操作Ĉ行¼ÉÞÂÝ
型ĠĢįʼnݸāg図 2 áĠĢįʼn構成Ĉ示Ïg
Ãāg操作åľĐsĢŀŕsıÞ呼æĂā割込õ画面Ĉŀ
灰溶融ŀŒŜıÝå連続操業Â求÷ÿĂāÕ÷主要機器
ŒŜıľŖs画面Áÿ呼é出ÍÜ行¼gľĐsĢŀŕsı
åÏïÜ二重化Íܺāg図 3 á AS äŖĬĔ内部構成Ĉ
áå警報指示計hPID 調節計h積算計àßäċijŖę計器
示ÏgOS ĘŒčċŜıä画面å中央制御室ú見学者説明
Þh補機jĹŔĿ類Ĉ操作ÏāÕ÷ä操作計器¸āg多
用á大型ŀŖġĐĘĨî投影ËĂāgŀŖġĐĘĨä画面
様à操作Ĉ行¼Õ÷ľĐsĢŀŕsıĈ準備Ïā必要¸
å運転監視用Þ同一ݸāÂh見学者説明用ä OS ĘŒč
āÂhľĐsĢŀŕsıåŒčĿŒœ化Â可能àÕ÷過去
ċŜıÝåhŀŒŜı稼動îä影響ĈàÅÏÕ÷ĠĢįʼn
äŒčĿŒœÁÿä再利用ÏāÉÞÂÝÃh新Õá作成Í
設定áþĀ機器操作åÝÃàºþ¼áàÙܺāg図 4 á
ÕøäĈŒčĿŒœ化ÍÜ今後äŀŒŜı用á再利用Ïā
（ 40 ）
灰溶融プラント向け新情報制御システム「MICREX-NX」
富士時報 6OL.O
ÉÞøÝÃāg
ŀŒŜı定常時ä制御åøÞþĀhŀŒŜıä立上Èj
}Sequential Function Chart~Þº¼ŀŖęŒňŜę言語
.
SFC ビジュアリゼーション
SFC ļġŎċœĥsĠŐŜåhES Ý作成ÍÕ SFC Ħ
ľıďĐċÁÿ OS ĘŒčċŜı上ÝēŜŒčŜ監視j操
Ĉ使用ÍÕgSFC å IEC61131-3 Ý定義ËĂÕ世界標準Þ
作ÝÃāþ¼áļġŎċŔ画面Ĉ自動生成Ïā機能ݸāg
ÍÜ統一ËĂÕŀŖęŒʼn言語Ýh動作ĢįĬŀÊÞá
自動化画面àßäİĹĬęá使用ÏāÉÞÝh試験ä効率
ľĊŜĘĠŐŜĿŖĬĘ}FB~Ĉ組õ合ąÑāÉÞÝ制
Ĉ上ÈāÉÞÂÝÃāg 図 6 á SFC ļġŎċœĥsĠŐ
御Ĉ組õ立ÜܺÅgÓäÕ÷hŀŖęŒʼnä基Þàā顧
ŜäÍÅõĈ示Ïg
客Áÿ提示ËĂÕľŖs図Þä突合ÑÂ容易ÞàĀhİ
ĹĬęj運転動作確認Ĉ円滑á行¾āgôÕhFB Ĉ組õ
.
セントラルアーカイブサーバ
替¾āÉÞÝhľŖsä変更ø容易á行¾āgÉä自動化
OS ĞsĹá保存ËĂāıŕŜIJİsĨh警報ŊĬĤs
制御å自動化ĠsĚŜĢ初期化処理機能h工程渋滞監視機
ġh運転履歴àßäİsĨåh通常åĸsIJİČĢĘ容量
能h自動化ĢįĬŀä強制ĢĖĬŀ機能àßŀŒŜıä運
ä制約Áÿ一定期間Ĉ過ÄāÞ消去ËĂÜÍô¼gĤŜı
転状況áľŕĖĠĿŔá対応ÏāÕ÷ä機能Ĉ持Ùܺāg
ŒŔċsĔčĿĞsĹ}CAS~Ĉ設置ÏāÉÞÝhÉĂ
ÉäñÁáøh電力İŇŜIJ監視áþā受電電力量ä契
ÿäċsĔčĿİsĨä長期保存Â可能ÞàĀh長期İs
約電力ēsĹsä監視hÀþé異常時ä緊急停止áþāŀ
Ĩä検索Ĉ可能áÍhŃsĺsŕĢáþā省資源化Ĉ図ā
ŒŜıä安全確保áÚºÜø自動制御Ý行Ùܺāg
ÉÞÂÝÃāgôÕhıŕŜIJİsĨå CSV İsĨÞÍ
.
MICREX-NX と PLC の連携システム
図
SFC ビジュアリゼーションのしくみ
PLC Â現場制御盤àßá設置ËĂh多用ËĂܺāg
個別ä制御å各 PLC Ý行ºh全体制御Ĉ DCS Ý行¼Þ
º¼役割分担ÞàÙܺāgPLC Þ DCS ÞĈ通信ĶĬı
ŘsĘÝ結ìÉÞÝ大容量äİsĨ連携Ĉ可能áÍhDCS
Þ接続Ïā PLC å二重化構成ÞÍÜ信頼性Ĉ高÷Õg
.
エンジニアリング中の
SFC
統合化エンジニアリング環境
đŜġĴċœŜęåđŜġĴċœŜęĢįsĠŐŜ
オペレータ入力の
詳細表示
オーバービュー
}ES~áÜ行ºhŒčĿŒœ化ÍÕ FB ĈIJŒĬęċŜIJ
SFC ビジュアリゼーション
IJŖĬŀÏāÉÞÝęŒľČĔŔáŕčċďıÍhĺŒ
ŊsĨĈ設定ÏāÖÇÝ簡単á作成ÝÃāg図 5 å今回使
用ÍÕľĐsĢŀŕsıä代表例Ĉ示ÏgľĐsĢŀŕs
オペレータ入力のシングルステップ
ıåŒčĿŒœÁÿ必要á応ÎÜĜĽsÍh使用ÏāÉÞ
ÂÝÃāg
図
図
CAS の動作フロー
グラフィック画面の自動生成
OS サーバの保存期間を越える分の
メッセージ・イベント，トレンド履歴
データは CAS に保存
PID 調節計
フェースプレートを
自動生成
OS
クライアント
トレンド表示
（長期保存分）
セントラル
アーカイブサーバ
（CAS）
〈長期保存〉
メッセージデータ
トレンドデータ
機器操作
フェースプレートを
自動生成
トレンド
メッセージ
データ表示
コピー（自動，1 日ごと）
メッセージデータ
トレンドデータ
OS サーバ
バルブ操作
フェースプレートを
自動生成
警報メッセージ・イベント，トレンドデータは
データベースとして OS サーバ内に一定期間保存
（ 41 ）
特 集
立下Èø含÷Ü自動化ÍÜÀĀhÉä自動化áå SFC
灰溶融プラント向け新情報制御システム「MICREX-NX」
富士時報 6OL.O
図
Ĩå廃棄物管理ĠĢįʼnĈ通ÍÜh組合本庁î送信Ë
機器台帳システムフロー
ĂāgÓÉÝ他ä清掃工場äİsĨÞÞøá二十三区
特 集
内全体äŀŒŜı稼動İsĨÞÍÜ管理ËĂāg
メイン画面
“大項目”
“中項目”
“小項目”
“設置場所”
“製造者名”から
機器を検索
機器台帳ĠĢįʼnáåŀŒŜıÝ使用Ïā各機器ä
（d）
機器検索結果出力
（Excel 形式）
機器の検索機能
仕様j補修履歴j予備品/消耗品ä発注先ú入出庫履
歴àßä情報ÂİsĨłsĢ化ËĂܺāg大量ä機
機器検索
画面
検索結果
検索結果一覧から
機器管理台帳へ遷移
機器の検索
予備品
消耗品検索
器İsĨä検索Â可能ÞàÙÜÀĀhŊŜįijŜĢ業
機器管理
台帳画面
機器新規作成
機器情報
新規登録
務ä効率化áÚàÂÙܺāg図 8 á機器台帳ĠĢį
ʼnäľŖsĈ示Ïg
機器変更
機器情報
変更
機器
データ
あとがき
MICREX-NXáåhñÁáøÕÅËĉäēŀĠŐŜ
機能}安全計装hľČsŔIJ機器管理ĭsŔàß~¸āg
ÉĂÿĈ活用Íh灰溶融ŀŒŜıĈåÎ÷ŀŖĤĢēsı
Üø取出Í可能ݸāg図 7 á CAS ä動作ľŖsĈ示Ïg
ŊsĠŐŜä分野Ý最適àĦœŎsĠŐŜĈ供給ÍܺÅ
所存ݸāg
.
データ処理サーバシステム
最後á本ĠĢįʼnĈ完成Ïāá¸ÕĀh多大à御協力Ĉ
İsĨ処理ĞsĹå次äþ¼à機能ĈøÙܺāg
ºÕÖºÕ三菱重工業株式会社横浜製作所殿hÀþé東京
ŀŒŜı稼動İsĨ帳票}日報h月報h年報~ä作
（a）
二十三区清掃一部事務組合殿ĈåÎ÷ÞÏā関係各位á感
成j修正j定刻自動印字Ĉ行¼g
謝Ĉ申Í上Èā次第ݸāg
（b）
電子計算機室äİsĨ処理ĞsĹÞ事務室äİs
Ĩ処理端末åĘŒčċŜıĞsĹ構成ÞàÙܺāg
ŏsğsåĨęĈ選択ÏāÖÇÝ帳票Ĉ作成ÝÃh業
務報告書àßá添付資料ÞÍÜ活用Íܺāg
灰溶融施設内ä排ĕĢ濃度àßäŀŒŜı稼動İs
（c）
（ 42 ）
参考文献
東京二十三区清掃一部事務組合i中防灰溶融施設建設工事
（ 1）
ä¸ÿôÍi2004-9.
富士時報 6OL.O
天然ガスパイプラインの遠隔監視システム
特 集
庄林 直樹}Íý¼æúÍeàÀÃ~
まえがき
由利原鉱場の監視制御システム
富士電機åh1984 年á石油資源開発株式会社j秋田鉱
業所由利原鉱場á監視制御ĠĢįʼnĈ納入ÍÕgÓä後h
.
概 要
由利原鉱場åh中央基地内ôÕå近傍á¸ā坑井基地Ý
1993 年á DCS}Distributed Control System~á更新Íh
産出ÍÕ天然ĕĢĈh中央基地内Ý処理Ĉ行ÙÕ後hĕ
Ëÿá 2007 年á送ĕĢ状況遠隔監視ĠĢįʼnĈ納入ÍÕg
ĢĺčŀŒčŜĈ通ÍÜ需要家á供給Íܺāg坑井基
本稿Ýåh由利原鉱場á納入ÍÕĺĦĜŜ DCS Ĉ応用
地Àþé中央基地内ä設備hËÿáĕĢĺčŀŒčŜä
ÍÕĠĢįʼnĈ中心áh天然ĕĢĺčŀŒčŜä遠隔監視
監視制御äÕ÷áh富士電機åĺĦĜŜÞŀŖęŒŇĿ
ĠĢįʼnáÚºÜ紹介Ïāg
ŔĜŜıŖsŒ}PLC~Ĉ応用ÍÕ DCS Ĉ納入Íܺāg
図 1 á示Ïþ¼áh由利原鉱場äĠĢįʼnå従来Áÿ¸
ガスパイプライン設備
ā DCS 機能áÞßôÿÐhįŕŊsĨįŕĜŜıŖsŒ
}TM/TC~
hIT Ĉ応用ÍÕĠĢįʼnĈ融合ÍÕ構成ÞàÙ
石油資源開発株式会社åh総延長約 826 km áø及ì天
ܺāg
然ĕĢĺčŀŒčŜĶĬıŘsĘĈ操業ÍܺāgÉäĺ
čŀŒčŜĶĬıŘsĘåh勇払−札幌間ĕĢĺčŀŒč
.
システム構成
Ŝh新潟−仙台間ĕĢĺčŀŒčŜh白石−郡山間ĕĢĺ
由利原鉱場ä中央基地áåh富士電機äĺĦĜŜ DCS
čŀŒčŜh新潟県内ĕĢĺčŀŒčŜÀþé秋田県内ĕ
FOCUS-JupiterĈ納入ÍÕgēŃŕsĨĢįsĠŐŜ
ĢĺčŀŒčŜÁÿ成āgÉĂÿäĺčŀŒčŜä要所á
åh富士電機ä監視ĺĬĚsġĈ搭載ÍÕĺĦĜŜݸāg
åh緊急時áĕĢä流ĂĈ遮断Ïā弁hĕĢä圧力h温度
鉱場内ä機器ÖÇÝåàÅh遠隔á¸ā坑井基地hĕĢĺ
Ĉ監視Ïā計器h需要家îä供給流量Ĉ計測Ïā計器àß
čŀŒčŜä状態ÏïÜĈ表示Íh1 台äĺĦĜŜÝ集中
Â設置ËĂܺāg
監視ÏāÉÞÂÝÃāg鉱場内機器ä制御Ĉ行¼ĜŜı
今回紹介Ïā監視ĠĢįʼnåh秋田県内ä由利原j油ĕ
ŖsŒÞÍÜ冗長化ÍÕ富士電機ä PLCMICREX-SX
Ģ田h鮎川j油ĕĢ田àßÝ生産Íܺā天然ĕĢĈ秋田
Ĉ採用ÍܺāgËÿá遠隔á¸ā坑井基地äİsĨĈ
県内ä需要家á送āĕĢĺčŀŒčŜĈ遠隔監視Íܺāg
収集ÏāÕ÷áhTM/TC Ĉ接続ÍÕgôÕhĕĢĺčŀ
ŒčŜä監視Ĉ行¼Õ÷á IP-VPN}Internet Protocol-
監視システムへの要求事項
Vertual Private Network~ 技 術 Ĉ 応 用 Í Õ PLC Ķ Ĭ ı
ŘsĘáþā監視制御ĠĢįʼnĈ採用ÍhDCShTM/TC
ĕĢĺčŀŒčŜäĕĢä状態Ĉ監視ÏāĠĢįʼnáå
Þ組õ合ąÑāÉÞÝh一Úä監視ĠĢįʼnÞÍÜ扱¼É
次ä機能Â求÷ÿĂāg
ÞÂ可能ÞàÙÕg遠隔監視Ĉ行¼方法áÚºÜåhÓĂ
ĺčŀŒčŜä圧力h温度情報h需要家îä供給流
（a）
ÔĂä技術ä特徴Ĉ考慮Í採用ÍÕg以下á各遠隔監視技
量àßĈh中央基地ä監視室ÁÿœċŔĨčʼná監視
術Ĉ紹介Ïāg
ÝÃāÉÞ
（b）
異常値Ĉ示ÍÕ場合åh早急á警報Ĉ出力ÏāÉÞ
.
TM/TC による伝送
各İsĨĈ帳票áÜ記録Ïā機能Ĉ持ÚÉÞ
（c）
由利原鉱場Ýåh古ÅÁÿ遠隔á¸ā坑井基地Ĉ監視Ï
異常時áå遠隔操作áÜ的確áĺčŀŒčŜä遮断
（d）
āÕ÷á私設通信回線Ĉ敷設ÍܺāgÉä通信回線Ĉ
Ĉ行¾āÉÞ
生ÁÏÕ÷h坑井基地á関ÍÜåhTM/TC áÜ中央基地
庄林 直樹
石油hĕĢĺčŀŒčŜh空港給
油設備ä計測制御ĠĢįʼnäđŜ
ġĴċœŜę業務á従事g現在h
富士電機ĠĢįʼnģ株式会社制御
ĠĢįʼn本部 PIA 統括部計測Ġ
Ģįʼn技術第二部担当課長g
（ 43 ）
富士時報 6OL.O
天然ガスパイプラインの遠隔監視システム
図１ 由利原鉱場の全体システム構成
特 集
由利原中央基地
オペレータ オペレータ
コンソール コンソール
FOCUS
FOCUS
カラーレーザ
プリンタ
Web 監視システムパソコン
場内制御 LAN
（Ethernet）
東京本社
中央基地内
機器制御用
PLC 冗長化
坑井基地統括管理用
PLC
Web 表示用
PLC
秋田鉱業所
パイプライン
監視用 PLC
ルータ
各坑井基地
通信用親局
ルータ
ルータ
IP-VPN
TM/TC
私設アナログ
通信線
IP-VPN
I 基地
G 基地
F 基地
E 基地
B 基地
本荘
基地
鮎川
B 基地
鮎川
A 基地
岩谷
VH
ガス製造所
1
勝手
VH
ガス製造所
2
由利原鉱場
ガスパイプライン
Þ通信Ĉ行¼方式Ĉ採用ÍÕg図 2 á詳細Ĉ示Ï TM/TC
図
TM/TC 構成詳細
部å従来Áÿ¸ā技術Ý信頼性ä高ºøäݸāg私設
線äÕ÷h通信会社äŒŜĴŜęĜĢıøÁÁÿàºgċ
中央基地制御
LAN へ
ijŖęŋİʼnĈ使用ÍÕ遠隔地îäİsĨ伝送方法ݸ
āg本ĠĢįʼnÝå富士電機ä通信制御用äċĩŀĨ装
坑井基地統括管理用
PLC
置MTCAĈ採用ÍÕgPLC àßÞ組õ合ąÑāÉÞ
Ý柔軟àĠĢįʼn構成Ĉ組öÉÞÂÝÃā装置ݸāg親
PE リンク
局Þ子局Â 1 対 1 Ý通信Ĉ行¼構成ÞÏāÉÞÝh従来ä
各坑井基地通信用
親局（MTCA）
TM/TC áÜ見ÿĂÕ伝送ä遅ĂĈ抑¾Üºāg中央基地
Ĉ親局h坑井基地Ĉ子局ÞÍÕ構成ݸāg
坑井基地ä現場機器ä状態å坑井基地ä PLC á取Ā込
私設アナログ
通信線
1：1 接続
私設アナログ
通信線
1：1 接続
ôĂh富士電機ä PLC ĶĬıŘsĘPE œŜĘĈ介
ÍÜ MTCA á渡āg坑井基地ä MTCA åh通信回線Ĉ
経由ÍÜ中央基地ä MTCA á信号Ĉ送āg中央基地ä
子局計装盤
TYPE2
子局計装盤
TYPE1
MTCA å受信ÍÕİsĨĈh坑井基地ä統括管理用á設
通信用
子局 MTCA
通信用
子局 MTCA
ÇÕ PLC á送āgÉä坑井基地統括管理 PLC å各坑井基
PE リンク
地Áÿ送信ËĂāİsĨĈ一括Ý管理Ïāg中央基地äē
PE リンク
表示操作器
ŃŕsĨĢįsĠŐŜå統括管理 PLC ä情報áþĀ坑井
PLC
PLC
基地ä状態表示Ĉ行¼g
.
IP-VPN による伝送
開 閉
PI/O
照光式
押ボタンスイッチ
PI/O
開 閉
PI/O
照光式
押ボタンスイッチ
PI/O
ĕĢĺčŀŒčŜä監視用ÞÍÜhNTT ĜňŎĴĚs
坑井基地内機器
ĠŐŜģ株式会社ä IP-VPN Ĉ応用ÍÕ監視ĠĢįʼnĈ
坑井基地内機器
採用ÍÕg 図 3 á IP-VPN 監視ĠĢįʼn部ä詳細Ĉ示Ïg
ĺčŀŒčŜä監視機器å広域á分散ËĂÜÀĀhÉĂÿ
Ĉ接続ÏāÕ÷á私設線Ĉ新規á敷設ÏāäåĜĢıÂ膨
Õg
大áàāgÉĂĈ最小化ÏāÕ÷通信会社ä専用通信回線
IP-VPN Þåh通信事業者ä保有Ïā広域 IP 通信網Ĉ
ĞsļĢĈ採用ÍÕgĞsļĢä中Ýøh広域ä機器Ĉ一
経由ÍÜ構築ËĂā仮想私設通信網}VPN~äÉÞݸāg
Úä LAN 上ä機器Þ同Îþ¼á扱¾ā IP-VPN Ĉ選択Í
鉱場内ä Ethernet 回線Ĉ延長ÍĺčŀŒčŜ監視Ĉ行¼
注
（ 44 ）
富士時報 6OL.O
天然ガスパイプラインの遠隔監視システム
IP-VPN áþāĶĬıŘsĘä利点ÞÍÜhIP 電話Ĉ
ĺčŀŒčŜ上á分散設置ÍÕ計装盤内á子局 PLC Ĉ
使用ÝÃāÉÞÂ挙ÈÿĂāg本ĠĢįʼnÝø市販ä IP
設ÇhĺčŀŒčŜä情報Ĉ収集ÏāgÉäİsĨĈ子
電話機Ĉ使用Íh中央基地Þ子局間ä通話Ĉ可能ÞÍÕg
局 PLC å Ethernet 通信áÜİsĨĈ送出ÏāgİsĨå
ÉĂåhIP-VPN 回線Ĉ使用ÍܺāäÝh通話ĜĢı
IP-VPN Ĉ通ÍÜ中央基地á伝送ËĂāg中央Ýåhĺč
åÁÁÿàºgÕÖÍhIP 電話Ĉ使用ÏāÉÞåh子局
ŀŒčŜ監視用 PLC Â親局ÞàĀh複数ä子局äİsĨ
PLC ä通信á割込õĈÁÇāÉÞáàāÕ÷h中央基地
Ĉ受信ÏāgÉĂÿäİsĨå親局 PLC áÜ加工ÍÕ後h
ÝİsĨ欠損úhİsĨäœľŕĬĠŎÂ遅Åàāàß
由利原鉱場内ä制御 LAN 経由ÝēŃŕsĨĢįsĠŐŜ
ä影響Â出ā可能性¸āgÉäÕ÷h納入時áåhIP-
á表示ËĂāgàÀh由利原鉱場Ýåh中央基地内ä制御
VPN ä通信速度Ĉ考慮ÍhIP 電話þĀİsĨ通信Ĉ優先
LAN ä独立性Ĉ確保ÏāÕ÷hIP-VPN ä Ethernet Þå
Ïā設定ÞÍÕg
直接接続Íàº構成ÞÍÕg
.
Web 監視システム
由利原鉱場áÜĕĢĺčŀŒčŜä集中監視Ĉ行ÙÜ
注Ethernetk米国 Xerox Corp. ä登録商標
ºāgÉĂá加¾h由利原鉱場þĀ約 50 km 離ĂÕ秋田
図
市内ä秋田鉱業所Àþé東京á¸ā本社áÀºÜøh由利
IP-VPN システム構成詳細
原鉱場ä送ĕĢ状態Ĉ遠隔監視可能áÏāĠĢįʼnÞÍÜ
Web 監視ĠĢįʼnĈ採用ÍÕg図 4 á詳細Ĉ示ÏgÉĂåh
由利原
中央基地
中央基地 制御 LAN へ
þĀ汎用性ä高º機器Ĉ使ºh手軽áÁÚ安価á構築ÝÃ
パイプライン
監視用 PLC
ā遠隔監視ĠĢįʼnݸāg
Ethernet
ルータ
秋田鉱業所hÀþé本社á設置ÍÕĺĦĜŜäĿŒďğ
}čŜĨsĶĬıđĘĢŀŖsŒàß~áÜ遠隔監視可能
IP-VPN
àĠĢįʼnÝhĺĦĜŜ側á特別àŀŖęŒʼnĈ不要ÞÍ
子局計装盤
TYPE1
Ethernet
表示操作器
開 閉
照光式 PI/O
押ボタン
スイッチ
由利原
中央基地
発信器
P
T
F
子局計装盤
TYPE2
ルータ
子局計装盤
TYPE3
ルータ
Ethernet
PLC
冗長化
PLC
シングル
開 閉
照光式 PI/O
押ボタン
スイッチ
PI/O
遮断弁
発信器
P
T
Ethernet
表示操作器
PI/O
ܺāg図 5 á示Ïþ¼áh秋田県由利原地区äĕĢĺč
ルータ
ŀŒčŜ状況ĈęŒľČĬĘ表示ÍhËÿá圧力h温度à
PLC
冗長化
ßäıŕŜIJ表示ø可能ÞÍÕg
通常hÉäþ¼à機能å Web ĞsĹÞº¼専用äĞs
PI/O
遮断弁
発信器
P
T
F
ĹĈ設ÇÜ行¼Âh本ĠĢįʼnÝå PLC áÜ実現Íܺ
遮断弁
āgMICREX-SX á Œ č Ŝ ċ Ĭ ŀ Ë Ă ā Web ŋ ġ Ŏ s
需要家
Ŕ Ĉ 実 装 Ï ā É Þ Ý 実 現 Ý Ã āgWeb ŋ ġ Ŏ s Ŕ å
図
Web システム詳細
Web 監視システムパソコン
由利原中央基地
東京本社
秋田鉱業所
中央基地制御 LAN へ
ルータ
ルータ
PLC ネットワーク PE リンク
Web
表示用
PLC
C
P
U
P
E
W
E
B
C
P
U
P
E
E
T
E
T
パイプライン監視用
PLC
ET：Ethernet モジュール
PE：PE リンクモジュール
WEB：Web モジュール
HUB
ルータ
①パイプライン監視用 PLC がデータを収集
②PE リンクで Web 表示用 PLC にデータ伝送
③Web モジュール内で Web 画面を作成
④IP-VPN 経由で東京本社，秋田鉱業所パソコンに
ホームページ表示
本荘
基地
IP-VPN
IP-VPN
ガス製造所
1
岩谷
VH
勝手
VH
ガス製造所
2
ガスパイプライン
（ 45 ）
特 集
þ¼à構成Ĉ実現ÍÕg
富士時報 6OL.O
図
Web 画面例
天然ガスパイプラインの遠隔監視システム
図
SCADA システム構成例
特 集
センター
SCADA パッケージ CITECT
オペレータ オペレータ カラーレーザ
コンソール コンソール
プリンタ
LAN
（Ethernet）
ルータ
データベース
サ−バ（二重化）
IP-VPN
子局
計装盤
ルータ
子局
計装盤
Ethernet
Ethernet
PLC
冗長化
表示操作器
開 閉
照光式 PI/O
押ボタン
スイッチ
発信器
10 BASE-Th100 BASE-TX ä接続端子Ĉ持×h由利原鉱
P
T
F
子局
計装盤
ルータ
PI/O
表示操作器
開 閉
照光式 PI/O
押ボタン
スイッチ
PLC
冗長化
発信器
P
T
F
PLC
冗長化
PI/O
遮断弁
需要家
発信器
P
場ä IP-VPN á接続ÏāgÉä IP-VPN 網á秋田鉱業所
表示操作器
開 閉
照光式 PI/O
押ボタン
スイッチ
PI/O
遮断弁
ガスパイプライン
ルータ
Ethernet
T
F
遮断弁
需要家
ä監視ĺĦĜŜh本社ä監視ĺĦĜŜĈ接続ÏāÉÞÝh
čŜĨsĶĬıÝńsʼnŃsġĈ見āþ¼á送ĕĢ監視状
況Ĉ表示ÏāÉÞÂÝÃāg本ĠĢįʼnÝå使用Íܺà
VPN 網áďČŔĢÂ侵入Ïā可能性¸āäÝhĠĢį
ºÂh遠隔ÁÿäİsĨ設定h機器操作ø実現可能ݸāg
ʼn内äĺĦĜŜáå最新äďČŔĢ除去ĦľıďĐċĈ用
ºāàßä対策Â必要ݸāg
.
IP-VPN 通信システムでの注意事項
IP-VPN Ĉ使用ÍÕ遠隔監視ĠĢįʼnĈ構築Ïāá当Õ
その他の遠隔監視システム
Ā注意ÍÕ点Ĉ述ïāg
通信異常ä検出方法
（ 1）
通信回線ä異常Ĉ確実á検出ÍhđŒsİsĨáþā誤
Óä他ä富士電機ä遠隔監視ĠĢįʼnÞÍÜ SCADA
}Supervisory Control and Data Acquisition~Ĉ簡単á紹
動作Ĉ防ÆÕ÷áhPLC áÜœľŕĬĠŎĔďŜĨĈ持
介Ïāg
ÕÑā方法Ĉ採用ÍÕgÉĂåh各 PLC á定周期ÝĔď
由利原鉱場ä送ĕĢ監視ĠĢįʼnÝåh中央基地ä制
ŜıċĬŀÏāĔďŜĨĈ持ÕÑh計測İsĨá加¾Óä
御 LAN Þ IP-VPN Þä独立性Ĉ確保ÏāÕ÷h中央監視
ĔďŜĨ値ø通信相手á送āg通信相手åÓäĔďŜĨ値
ĺĦĜŜÞ現場設置ä子局 PLC å直接İsĨä取合ºĈ
ä状態Ĉ監視ÍhĔďŜĨä数値Â一定時間以上変ąÿà
Íàº構成ÞÍÕgÉĂá対ÍhĺĦĜŜĈ直接 IP-VPN
º場合hİsĨä送Ā手Þä通信回線異常hôÕå送Ā手
á接続Íh遠隔ä子局Ĉ直接監視ÏāĠĢįʼnø提供ÍÜ
機器Â故障ÍܺāÞ判断ÏāÉÞÂÝÃāg
ºāg主á監視機能Ĉ中心ÞÍÕĠĢįʼnÝh富士電機ä
VPN ä通信速度
（ 2）
SCADA ĺĬĚsġCITECTĈ応用ÍÕ遠隔監視ĠĢ
子局側åhİsĨ量Â比較的少àºäÝhVPN ä契約
įʼnݸāgĠĢįʼn構成例Ĉ図 6 á示Ïg中央監視室á
時á回線速度Ĉ遅ºøäáÏāÉÞ¸āÂh中央側å全
ĺĦĜŜôÕåĞsĹĈ設置ÍhIP-VPN 経由Ý現場ä子
子局Þä通信Ĉ行¼äÝ速度Ĉ早ºøäáÏā必要¸āg
局 PLC Þ直接通信Ĉ行¼g必要á応ÎhĞsĹä二重化
子局数hİsĨ量Áÿ速度Ĉ検討ÏāÉÞÂ必要Þàāg
構成hĹĬĘċĬŀĞsĹä設置ø可能ݸāg
ĶĬıŘsĘċIJŕĢ設定
（ 3）
VPN å閉ÎÕĶĬıŘsĘĈ構成ÏāäÝhÓä中Ý
あとがき
äċIJŕĢ設定å基本的á自由ݸāgÍÁÍhĶĬı
ŘsĘ全体ä効率的à運用äÕ÷áĞĿĶĬıŘsĘä構
石油資源開発株式会社由利原鉱場á納入ÍÕ遠隔監視Ġ
成àßĈ十分á検討ÏāÉÞÂ重要ݸāgÉĂá伴ºh
ĢįʼnĈ中心á紹介ÍÕg
IP-VPN
今後øĺĦĜŜÞ PLC Ĉ用ºÕ遠隔監視ĠĢįʼnä開
業者Þø十分á打合ÑĈ行ºhĶĬıŘsĘ設定
Ĉ決定Ïā必要¸āg
ĤĖŎœįČ
（ 4）
発ĈÏÏ÷hþĀ付加価値ä高ºĠĢįʼnĈ提供ÍܺÅ
所存ݸāg
今回納入äĠĢįʼnåhIP-VPN á接続Ïā機器åčŜ
石油資源開発株式会社殿hđŜġĴċœŜęŊsĔs各
ĨsĶĬı回線á接続ÍàºÉÞĈ前提ÞÍܺāgøÍh
社殿áå多大àā協力ĈºÕÖÃh謝意Ĉ表Ïāg
čŜĨsĶĬıá接続Ïā場合hÓä機器Ĉ介ÍÜhIP-
（ 46 ）
富士時報 6OL.O
MICREX-SX と POD を核とする PLC 計装システム
特 集
中間 倫之}àÁôeäĀüÃ~
野嶌 勝宏}äÎôeÁÚèă~
現
まえがき
多彩à制御Ĉ可能áÏā計装ľĊŜĘĠŐŜĿŖĬ
（c）
Ę}FB~
老朽化ÍÕ計装設備ä更新hŀŒŜıĠĢįʼnä情報化
áþā見¾ā化ä推進hôÕ厳ÍËĈ増Ï経営環境ä中
飛躍的àđŜġĴċœŜę効率向上Ĉ実現Ïā計器
（d）
画面生成機能
Ýä投資ĜĢıä削減Ĉ目的ÞÍÜh中小規模äĠĢįʼnh
¸āºå DCS}Distributed Control System~áþāŊč
ŜŀŖĤĢÞ連携運転ÏāĞĿŀŖĤĢä実現áhPLC
図
生産システム階層における位置付け
計装ä採用Â増¾Üºāg
一方hPLC å制御規模ä拡大h演算ä高速化h高信頼
性化hİsĨ処理能力向上hēsŀŜĶĬıŘsĘ対応à
MES
ßÂ進õh機械j設備äĠsĚŜĢ制御äõàÿÐh計装
監視点数
規模
制御h監視制御àßhËôÌôà分野î適用Â拡大Íܺ
āgÉäþ¼à状況áÀºÜh各社áþĀ計装分野向Ç商
大/中
計装
（DCS＋SCADA）
中/小
現場計装
（PLC，POD＋SCADA）
品Â拡充ËĂÚÚ¸āgÍÁÍhĨęä統括管理àß計装
分野á必要àđŜġĴċœŜę機能åhDCS ĈłsĢÞ
生産 / 制御支援
Manufacture
Execution
System
ÍÕ商品þĀø弱º面¸āg
本稿Ýåh汎用 PLC ݸāMICREX-SXÞ産業用
制御
（PLC＋POD）
ĨĬĪĺĶŔݸāŀŖęŒŇĿŔ操作表示器}POD~
生産 / 制御機器
SX かんたん
計装システム
の適用範囲
ĈłsĢÞÍÜhđŜġĴċœŜę強化Ĉ主à目的ÞÍÜ
（ 1）
開発ÍÕ計装分野向Ç商品SX ÁĉÕĉ計装ĠĢįʼn
Ĉ紹介Ïāg
図
大規模システムにおけるサブシステムの追加・リプレース
概 要
既設 HMI
SX ÁĉÕĉ計装ĠĢįʼnåh図 1 á示Ï生産ĠĢįʼn
ä階層áÀºÜh監視点数ä少àº小規模ĠĢįʼnîä適
用Ĉ主á狙Ùܺāg
制御 LAN
図 2 á示Ï大規模ĠĢįʼnîäĞĿĠĢįʼn追加jœŀ
ŕsĢh 図 3 á示Ï PLC Þ調節計Ý構成ÏāĠĢįʼnî
既設コントローラ
既設コントローラ
ä置換¾àßÂ適用例ݸāg
POD
本ĠĢįʼnä特徴Ĉ以下á示Ïg
MICREX-SX
MICREX-SX Þ POD áþĀhŔsŀä制御h監視h
（a）
調整h管理Â可能àÕ÷ĺĦĜŜàÍÝä完結ÍÕĠ
サブシステムの
追加・リプレース
ĢįʼnĈ実現
（b）
上位á位置ÛÇÿĂā計装ĺĬĚsġĺsıijs
大規模システム
SX かんたん
計装システム
ITä仕様Ĉ継承Íh上位ĠĢįʼnÞä親和性Ĉ実
中間 倫之
野嶌 勝宏
ŀŖęŒŇĿŔĜŜıŖsŒä商
ŀŖęŒŇĿŔĜŜıŖsŒäċ
品企画á従事g現在h富士電機機
ŀœĚsĠŐŜĦľıďĐċ設計
器制御株式会社生産本部ĠĢįʼn
業務á従事g現在h富士ċčįČ
事業部ĜŜıŖsŒ開発ĤŜĨs
株式会社ĠĢįʼn機器事業部機器
営業技術部担当課長g
制御ĠĢįʼn部œsĩsg
（ 47 ）
MICREX-SX と POD を核とする PLC 計装システム
富士時報 6OL.O
図
PLC ＋調節計の置換え
SX かんたん計装システムの基本構成
After
表示画面例
パソコン
POD
POD
ループ監視・調整
MICREX-SX
PLC
Ethernet
ループ制御
調節計
MICREX-SX
SX かんたん計装システム
シーケンス
制御
データ処理
PLC と調節計で構成するシステム
制御用途á応ÎÜ使º分ÇÂ可能à言語ĤĬı
（e）
MICREX-SXhPOD ä豊富à商品Ĉ用ºÜhľŕ
（ f）
図
規模・仕様に応じた計装システムラインアップ
ĖĠĿŔàĠĢįʼnĈ構築可能
高
-NX
REX
テム
MIC
シス
御
報制
新情
「SX かんたん計装システム」の基本構成
er
upit
US/Ｊ システム
FOC
頼性
信
化高
二重
SX ÁĉÕĉ計装ĠĢįʼnä基本構成Ĉ 図 4 á示Ïg
Ŕsŀä制御j監視j調整j管理á加¾h周辺設備ä制御
価格
特 集
Before
図
á必要àĠsĚŜĢ制御h設備稼動状態ä収集j処理á必
SCADA+MICREX-SX
（パートナー IT）
中小規模用監視制御
システム
要àİsĨ処理Â可能ݸāg
注 1
図 4 åhPOD Þ MICREX-SX Ĉ Ethernet Ý 接 続 Íh
TCP/IP Ý通信Ïā例ݸāÂhñÁá MICREX-SX ä
専用ĹĢݸā SX ĹĢhēsŀŜĶĬıŘsĘä FLneth汎用通信àß種々ä接続Â可能ݸāg
SX かんたん
計装システム
SX＋POD＋
計装パッケージ
HMI，制御機能の継承
小
規模（監視点数）
低
POD å 図 4 á示Ïþ¼á計器画面äõàÿÐ汎用的à
大
ęŒľČĬĘ画面Â表示可能ݸĀh専用äęŒľČĬĘ
đİČĨÝ画面Ĉ作成Ïāg富士電機ä POD å元来 FA
用途Ý開発ËĂÕøäݸĀh耐環境性áø優Ăܺāg
上位システム仕様の継承
図
計器画面
PID 制御計器画面
パートナー IT
SX かんたん計装システム
継承
富士電機Ýåh制御ä規模j要求仕様á応ÎÕËôÌô
à計装ĠĢįʼn商品ĈŒčŜċĬŀÍܺāg図 5 áÓä
一部Ĉ示Ïg
本稿Ý紹介Ïā SX ÁĉÕĉ計装ĠĢįʼnåh図 5 á示
Ïþ¼áh比較的á規模ä小˺ĠĢįʼnĈĨsěĬıÞ
Íܺāg
SX ÁĉÕĉ計装ĠĢįʼnåh上位ĠĢįʼná位置ÛÇ
ôÕhSX ÁĉÕĉ計装ĠĢįʼnåh主á小規模àĠĢ
ÿĂā SCADA ＋ MICREX-SX ä計装ĺĬĚsġ}ĺs
įʼnĈĨsěĬıáÍܺāÂh複数ä MICREX-SX Ĉ
ıijs IT~ä制御仕様h計器画面h操作性àßä多ÅĈ
使用Íh統括ĺĦĜŜàßÞĶĬıŘsĘ接続ÏāÉÞÝ
継承Íܺāg図 6 á SX ÁĉÕĉ計装ĠĢįʼnÞĺsı
計器äœŋsı監視ú設定変更Ĉ必要ÞÏā分散型監視制
ijs IT ä計器画面例Ĉ示Ïg
御ĠĢįʼnáø容易á対応可能ݸāg
Éäþ¼áhSX ÁĉÕĉ計装ĠĢįʼnåhĺsıijs
IT ä計装ĺĬĚsġĈ使ÙÕĠĢįʼnĈ構築ÍÕ経験ä
システム構成例
¸āđŜġĴċáø違和感àÅ扱¾āøäÞàÙܺāg
SX ÁĉÕĉ計装ĠĢįʼnåhĠĢįʼnä規模á応ÎÜ
注 1Ethernetk米国 Xerox Corp. ä登録商標
（ 48 ）
柔軟áĠĢįʼnĈ構築ÏāÉÞÂÝÃāg以下áĠĢįʼn
MICREX-SX と POD を核とする PLC 計装システム
富士時報 6OL.O
構成例Ĉ示Ïg
ôÕh計器 FB ä PID ĺŒŊsĨàßĈ保持ÏāľĊ
čŔ構造åhSX ÁĉÕĉ計装ĠĢįʼnÞĺsıijs IT
現場完結システム
Ý共通ݸĀh両ĠĢįʼnä間Ý制御処理ä連携Â容易á
小規模ŀŒŜıä監視制御 , ľŖċ単位ä空調設備ä温
àÙܺāg
度管理àßh小規模àĠĢįʼnäŏsğsĴsģÝåh現
場áÀºÜŒčľĞčĘŔä短ºĺĦĜŜÝåàÅŒč
計器画面生成機能
ľĞčĘŔä長º PLC áþāĠĢįʼn構築Â行¾h省Ģ
（ 2）
.
ŃsĢh低ĜĢıݸāÉÞÂ重要ݸāg前述ä図 4 å
計器画面生成の流れ
SX ÁĉÕĉ計装ĠĢįʼnÝåh計装 FB Ĉ活用ÍÜ開
現場完結äĠĢįʼn構成例ݸāg
発ÍÕ MICREX-SX ä制御ŀŖęŒʼnÁÿh各計器 FB
.
分散型監視制御システム
äĨę設定hôÕęŔsŀ設定ĈÏāÉÞáþĀhPOD
制御単位hđœċ単位á設置ËĂÕÓĂÔĂä制御盤Ý
Ý表示j動作可能à画面İsĨľĊčŔĈ自動Ý生成Ïā
独立ÍÕ運転Â可能ݸāÂhMICREX-SX
äĶĬıŘs
ÉÞÂ可能ݸāg従来åh計器画面ĈÓä都度作成ÍÜ
Ę機能Ĉ活用Íh上位ĠĢįʼnÞ連携ÏāÉÞáþĀh各
ºÕÂh自動Ý生成ÝÃāÉÞÁÿh作成工数Ĉ大幅á削
制御盤ä状態監視 , 制御設定ä変更 , 帳票作成 , ıŕŜIJ
減可能ݸāg
機能Ĉ持ÕÑÕ分散型監視制御ĠĢįʼnĈ容易á構築可能
計器画面生成ä簡単à手順Ĉ図 9 á示Ïg
ݸāg図 7 áĠĢįʼn構成例Ĉ示Ïg
計 装 FB Ĉ 用 º Ü MICREX-SX ä ŀ Ŗ ę Œ ň
（a）
ŜęĭsŔݸāExpertÝŀŖęŒňŜęÍh
MICREX-SX á転送Ïāg
計装ファンクションブロック（FB）
（b）
Expert áċIJčŜËĂā HMI 連携ĭsŔÝ各計器
計装 FB åhŔsŀ制御Ĉ行¼計器 FB Þh計器 FB Þ
äĨęijŜĹshĨę名称hĢĚsŔàßä設定h計
組õ合ąÑÜ用ºā入力処理 FB ÞÝ構成Ïāg本ĠĢį
器äęŔsŀ設定Ĉ行ºh画面定義ľĊčŔĈ生成Ï
ʼnÝ用意ËĂܺā計装 FB Ĉ図 8 á示Ïg
図
図
分散型監視制御システム
入力処理 FB
上位パソコン
状態監視
設定変更
帳票作成
トレンド表示
Ethernet
現場制御盤
現場制御盤
POD
MICREX-SX
POD
MICREX-SX
× 台
n
図
SX かんたん計装システムの計装 FB
入力処理
FB
四則演算５
1
_piMAV
四則演算６
34
_piCAL5
35
_piCAL6
36
_piCAL7
37
_piCAL8
38
_piCAL9
39
_piPGPID
40
_piMAV2
41
_piM_M
42
_piDRL
8
_piROOT
変化率リミッタ
43
_piDRL2
44
_piABS
45
_piL_L
9
_piDET1
変化率リミッタ２
10
_piDET2
絶対値
11
_piDET3
進み遅れ２
46
_piLED
47
_piHMS
48
_piLMS
49
_piDMS
50
_piONEP
51
_piHALM
52
_piLALM
53
_piHLAM
54
_piHLCH
55
_piSVMD
56
_piMVMD
57
_piJUT1
58
_piSMPH
59
_piGAP
60
_piMId
61
_piAVE
62
_piINT
63
_piANMR
2
_piHSLCT
四則演算７
3
_piLSLCT
四則演算８
4
_piLIMT
四則演算９
5
_piAVRG
プログラムＰＩＤ
6
_piLNR1
移動平均２
7
_piLNR2
最大・最小
12
_piDET4
微分
13
_piTPCM1
ハイモニタ
14
_piTPCM2
ローモニタ
15
_piPRSL
偏差モニタ
16
_piPRS
ワンパルス
17
_piTHS
上限警報
18
_piTWS
下限警報
19
_piLAG
上下限警報
20
_piRAMP1
範囲チェック
21
_piRAMP2
REM/LOC
設定
22
_piMUL
AUT/MAN
設定
23
_piDIV
渋滞監視１
24
_piADDE
サンプルホールド
25
_piSUBE
不感帯
26
_piMLAD
中間値選択
27
_piMLSB
平均値
28
_piDVAD
積分
29
_piDVSB
アナログメモリ
30
_piCAL1
31
_piCAL2
32
_piCAL3
33
_piCAL4
計器 FB(FB+FP)
移動平均
1
_piPID
HIGH セレクタ
2
_piPIDV
LOW セレクタ
3
_piALRM
リミッタ
4
_piRF
アナログ平均
5
_piPGCS
リニアライズ１
6
_piPGCM
リニアライズ２
7
_piPGSS
開平
8
_piPGSM
むだ時間発生１
9
_piESUMA
むだ時間発生２
10
_piESUMP
むだ時間発生３
11
_piONOFF
むだ時間発生４
12
_piMAN
温度補正１（乾き）
13
_piMPO
温度補正２（乾き）
14
_piBCMA
プリセット１
15
_piBCMP
プリセット２
16
_piAICON
3 者択一
17
_piBCDN
2 者択一
18
_piTMSUM
1 次遅れ、進み
19
_piDISUM
ランプ関数
20
_piPOWF
ランプ関数 2
21
_piMODE
％乗数
22
_piPPO
％除数
23
_piSPI
加算演算
24
_pi2PID
減算演算
25
_pi2PID2
乗加算演算
26
_piBLDPI
乗減算演算
27
_piIPID
除加算演算
28
_piMOV_3S
除減算演算
29
_piSET
四則演算１
30
_piPID1
四則演算２
31
_piPID2
四則演算３
32
_pi3ONOFF
四則演算４
33
_piSEL
PID 制御位置形出力
PID 制御速度形出力
指示警報
比率演算
プログラム設定（連続，秒）
プログラム設定（連続，分）
プログラム設定（断続，秒）
プログラム設定（断続，分）
アナログ積算
パルス積算
2 位置 ON/OFF 制御
位置形手動操作器
速度形手動操作器
バッチカウンタ（アナログ用）
バッチカウンタ（パルス用）
アナログ入力
BCD 積算
運転時間積算
運転回数積算
力率指示
MAN/AUT/REM 設定
パルス幅出力モジュール
サンプル PI 制御
2 自由度形 PID 制御
2 自由度形 PID 制御（時間比例出力）
ブレンド PI 制御
測定値比例微分先行形 PID 制御
電動操作器（３位置ステータス）
手動設定器
時間比例１出力形調節
時間比例２出力形調節
3 位置 ON/OFF 制御
ループセレクタ制御
計器画面の流れ
（3）POD 作画ソフトウェア
「POD エディタ」
（1）MICREX-SX
プログラミングツール
「Expert」
POD「UG シリーズ」
計装 FB
ライブラリ
活用
設定
生成
転送
タグ・グループ設定
通信
転送
MICREX-SX
（2）HMI 連携ツール
MICREX-SX
（ 49 ）
特 集
.
MICREX-SX と POD を核とする PLC 計装システム
富士時報 6OL.O
āg
Flow Chart~
hĠsĚŜĢ制御áå LD}Ladder Diagram~
言語hŕĠĽİsĨ処理h稼動記録àßäİsĨ処理áå
ݸā POD đİČĨÝ開ÅÞh計器ľĐsĢŀŕs
ST}Structured Text~言語àßh処理á応ÎÕ言語Ĉ選
ı}FP~ä画面îä配置hMICREX-SX Þ通信Ïā
択Ïāg
Õ÷ä変数名ä設定Â自動Ý行ąĂh画面İsĨľĊ
ĠĢįʼnä構築á適ÍÕ言語Ĉ兼ã備¾hÁÚ単一äŀ
čŔÂ完成Ïāg個々á入力Ĉ行ÙÜºÕ PLC Þ通
ŖęŒňŜęĭsŔÝ混在ËÑÜŀŖęŒňŜęÝÃāÉ
信ÏāÕ÷äċIJŕĢ設定Â自動化ËĂhPOD á転
ÞÁÿ制御処理ä統合ø容易ݸāg
特 集
（b）
ä画面定義ľĊčŔĈ POD ä作画ĦľıďĐċ
（c）
送ÍÕ画面İsĨľĊčŔå MICREX-SX Þ通信Â
可能à状態á設定ËĂāg
自動生成ÍÕ画面例Ĉ図
図
計器画面自動生成の効果
á示Ïg
【従来方式】
【SX かんたん計装システム】
設計開始
.
計器画面自動生成の効果
設計開始
Expert
Expert
画面で使用する
グローバル変数登録
従来hPOD 画面á表示Ïā計器画面åhPLC ċIJŕĢ
úęŖsĹŔ変数Ĉ事前á Expert 上Ý定義ÍhÓĂÿĈ
SX アプリケーション作成
SX アプリケーション作成
POD đİČĨä編集画面Ý配置ÍÕęŒľàßh個々ä
HMI 連携ツールにて
画面定義ファイル作成
表示対象áÚºÜhċIJŕĢú変数名Ĉ入力Ïā方式ÖÙ
POD エディタ
ÕgÉä作業åhÏïÜ手作業ÞàĀ画面上Ý使用Ïā
POD エディタ
画面作成
（パーツの配置）
ĺsĭÂ多ºñßhÏàą×計器数Â増¾āñß多Åä時
間Ĉ必要ÞÍÕgôÕh入力ňĢáþāıŒĿŔÝhİ
画面定義ファイルから
自動的に画面作成
アドレス定義
ĹĬę時間ä増大ø招ºÕg
アドレス定義チェック
ÍÁÍhSX ÁĉÕĉ計装ĠĢįʼnä計器画面生成機能
設計終了
ÝåhċIJŕĢ設定Àþé計器画面ä配置Ĉ自動化Íܺ
設計終了
画面作成工数の相対比較
āÕ÷作画時間Â大幅á軽減ËĂāñÁh入力ňĢáþā
100
（％）
ıŒĿŔä不安ø解消ËĂāg
Éä結果h従来ä方式á比ïÜh 図
画面作成
100
90
80
70
á示Ïþ¼á画
面作成á要Ïā時間Â大幅á削減ËĂÕg
34
30
20
10
0
MICERX-SX å PLC ŀŖęŒňŜę言語ä国際規格Ý
アドレスチェック
HMI連携機能定義
60
50
40
処理に応じた言語セット
計器画面アドレス設定
55
10
11
10
従来方式
SX かんたん計装システム
標準画面５種類と１０ループの計器画面を作成。
従来方式の工数を 100% とした場合の比較。
¸ā IEC61131-3 á準拠ÍÜÀĀh処理内容á応ÎÕ言語
Ĉ混在ÍàÂÿ使º分ÇāÉÞÂÝÃāg
例¾æh図
äþ¼áhŔsŀ制御áå FBD}Function
Block Diagram~言語hĹĬĪ処理áå SFC}Sequential
図
図
処理に応じた言語の使い分け
自動生成画面一覧
ループ制御には
FBD 言語
メニュー
バッチ処理には
SFC
オーバビュー
グループ監視
シーケンス制御には
LD 言語
調整画面
発生中警報
信号履歴
（ 50 ）
データ処理には
ST 言語
MICREX-SX と POD を核とする PLC 計装システム
富士時報 6OL.O
図
電対入力ŋġŎsŔhİČĢıœļŎsĨ対応ŋġŎsŔh
SX かんたん計装システムの商品構成
流量ĺŔĢ計測á対応ÍÕŋġŎsŔàßh計装ĠĢįʼn
特 集
á最適àŋġŎsŔÂ用意ËĂܺāg
SX 計装パッケージ
計装 FB から
計器画面を簡単生成
計装用 FB
ライブラリ
MICREX-SX
フェースプレート（FP）
ライブラリ
FB/FP
連携 DB
POD
画面作成ツール
POD Editor
プログラミングツール
Expert（D300 win）
CPU SPH2000
冗長化対応汎用電源
活線着脱ベース
CH 間絶縁アナログ
各種モジュール
ネットワークモジュール
UG シリーズ
あとがき
今日h計装ĠĢįʼná限ÿÐ多Åä生産ĠĢįʼnáÀº
Üh見¾ā化Ĉ活用ÍÕËÿàā生産効率ä向上Â求÷ÿ
Ăܺāg
SX ÁĉÕĉ計装ĠĢįʼnå小規模à下位ĠĢįʼn
á位置ÛÇÿĂāÂhŀŒŜıä制御á加¾h上位ä生産
ĠĢįʼnîäĨčʼnœsÝ有益à情報発信Ĉ期待ËĂܺ
āg
今後øh上位ĠĢįʼnÞä連携Ĉ考慮ÍÕ機能hđŜġ
「SX かんたん計装システム」の商品構成
ĴċœŜę機能ä使º勝手向上h計装関連ä品Ôă¾ä強
化Ĉ図ÙܺÅ所存ݸāg
SX Á ĉ Õ ĉ 計 装 Ġ Ģ į ʼn åh 汎 用 品 Þ Í Ü ä
MICREX-SXhPOD ÞhSX 計装ĺĬĚsġÝ構成Ïāg
図
áÓä概要Ĉ示Ïg
ôÕhMICREX-SX
Ýåh高信頼性ĠĢįʼn構築á適
ÍÕ冗長化対応電源ŋġŎsŔh活線着脱対応łsĢŅs
IJhĪŌĶŔ間絶縁ċijŖęŋġŎsŔh測温抵抗体j熱
参考文献
伊藤広治ñÁiPLCjPOD Ĉ適用ÍÕSX ÁĉÕĉ計装
（ 1）
ĠĢįʼn
i富士時報ivol.80, no.5, 2007, p.364-369.
中間倫之i計装ĠĢįʼn構築ä効率化i計測技術i2007（ 2）
10.
（ 51 ）
富士時報 6OL.O
特 集
インテリジェント端末による現場情報収集システムと
それを活用したハイレベル管理
相馬 寛}Ó¼ôeèăÍ~
荻山 泰}ÀÄúôeúÏÍ~
町田 善信}ô×ÖeþÍäì~
まえがき
図
ユビキタス計測システムの全体構成
リアルタイムなＴＱＣ/ＴＰＭ管理
日本経済åhĹĿŔä崩壊Áÿ立×直Āh安定成長期á
入ÙÕÞº¾āÂh今後h少子高齢化社会h原油j原材料
ä高騰àßh厳ͺ環境á置ÁĂāÉÞÂ予測ËĂāg
Éäþ¼à環境下Ýh持続的経済発展Ĉ実現ÏāÕ÷áh
ĜŜĽŎsĨ技術hĶĬıŘsĘ技術h組込õ技術ä活用
情報収集エンジン「ＤＣＦ」
áþĀhºÚÝøhßÉÝøh誰}人h物h機械~ÞÝø
通信Ĉ行ºh情報Ĉ共有ÝÃāŏļĖĨĢ化áþĀ国際競
争力Ĉ高÷ā必要á迫ÿĂܺāg
富士電機åhFA}Factory Automation~/PA}Process
Ｆ
ｉ
ＴＳｕｐｐｏ
ｒ
ｔ
ＰＯＪ
Automation~分野Ýä豊富à実績Ĉ基áh以下ĈĜŜĤ
ŀıÞÍÕŏļĖĨĢ計測ĠĢįʼnĈ実現Íܺāg
生産現場Ý発生Ïā情報ĈœċŔĨčʼná収集Íh
（a）
Ｆ
ｉ
ＴＳＡ
ＰＤＡ
Ｆ
ｉ
ＴＳＸ
Ëÿá企業内äþĀ広範囲à情報Ĉ組õ合ąÑāÉÞ
設備・装置・人・環境
インテリジェント端末
ÝĸčŕłŔà管理}高度à見¾ā化~Ĉ実現Ïāg
（b）
全社一体ä品質向上活動}TQC~
j生産効率向上活
動}TPM~Ĉ支援ÏāÕ÷h工場運営áÁÁąā各
階層ÊÞá必要à情報Ĉ{ºÚÝøhßÉÝøh誰á
ŔFiT-SupportÝ一元管理ÍÜ共有化Íh必要時á配
Ýø|活用Ĉ可能ÞÏāg
強力à支援機能Ĉ提供ÏāÉÞÝhŏsğsđŜġ
（c）
布Ïāg動作ŖġĬĘåh表記述äňIJŔďĐċݸā
eSC ŇıœĬĘĢáÜ定義ÝÃāg
ĴċœŜęĈ可能ÞÏāg
人Þä情報ä授受åh作業者情報ĠĢįʼnPOJ}Point
Of Job~
配下ä携帯情報端末}PDA~Ĉ介ÍÜ行ąĂāg
全体構成
情報収集đŜġŜDCF}Data Collection Frame-work~
図 1 á富士電機Â提供ÏāŏļĖĨĢ計測ĠĢįʼnä全
åh情報収集端末áþĀ収集ËĂÕİsĨú散在Ïā他
体構成Ĉ示ÏgčŜįœġĐŜı端末Ĉ現場á配置ÏāÉ
ĠĢįʼnäİsĨłsĢá¸āİsĨĈŏsğs自身Ý
ÞÝh装置ú設備h人h環境Ĉ一体ÞÏāċsĖįĘĪŌ
Excel Ġsı上á集÷ā仕組õݸāg
Ĉ採用Íܺāg端末自身Âh現場Áÿ必要àĨčňŜę
Ý必要àİsĨĈ収集Íh意味ä¸ā情報á編集Íh接
システムを構成するハードウェアとソフトウェ
続ËĂÕ管理ĠĢįʼná格納Ïāg主áĤŜĞh計測機
ア
器hID œsĩĈ接続Íh現場情報収集Ĉ行¼đŜłİĬ
IJ系情報収集装置FiTSA
h制御機能á加¾情報収集機
ŏļĖĨĢ計測ĠĢįʼnĈ構成ÏāčŜįœġĐŜıà
能Ĉ持ÕÑÕ PLC 系情報収集装置FiTSXĈ情報収集
現場情報収集端末hÓäňIJŔďĐċhđŜġĴċœŜę
端末ÞÍÜ現場側á配置ÍܺāgFiTSAhFiTSX ä動
ĭsŔÞ収集ÍÕ現場情報Ĉ有効活用ÏāÕ÷ä業務支援
作ŖġĬĘh各種ŒčĿŒœåhđŜġĴċœŜęĭs
ĭsŔĈ個別á紹介Ïāg
相馬 寛
（ 52 ）
荻山 泰
町田 善信
鉄鋼ŀŖĜŜ構築業務á従事後h
PLC 応用ĠĢįʼnh監視制御Ġ
PLC 応用ĠĢįʼnh監視制御Ġ
加工組立Ü企業向Ç MES 提案技
ĢįʼnäĦľıďĐċ設計業務á
Ģįʼnh組込õ機器ĠĢįʼnä開
術部業務j営業業務á従事g現在h
従事g現在h富士ċčįČ株式会
発企画業務á従事g現在h富士ċ
富士ċčįČ株式会社ĠĢįʼn機
社ĠĢįʼn機器事業部機器制御Ġ
čįČ株式会社営業推進本部企画
器事業部営業技術部担当部長g
Ģįʼn部ŇĶsġŌsg
部ŇĶsġŌsg
富士時報 6OL.O
インテリジェント端末による現場情報収集システムとそれを活用したハイレベル管理
張 PLC ݸāg装置制御hŒčŜ制御àßä制御機能å
.
エンベデッド系情報収集装置「FiTSA」
注 1
PLC 言語Ý記述Íh実績İsĨ収集h上位ĠĢįʼn連携
注 2
àßä製造現場管理ä共通機能åheSC ŇıœĬĘĢÝ記
注 3
搭載ÍÕĸčĿœĬIJ OS áhEthernet hRS-232ChRS-
述ÝÃāg
485hċijŖę入力hİġĨŔ入出力hĜŜĺĘıľŒĬ
ôÕh多数}現状 33 種類~ä計器ľĊŜĘĠŐŜĿ
注 4
ĠŎ}CF~ĔsIJčŜĨľĐsĢĈ実装ÍÕİsĨ収集装
ŖĬĘ}FB~äñÁh表示端末 POD 用計器ĺĶŔ画面h
置ݸĀh各種ĤŜĞh計測機器h制御装置àßÂ接続Ý
ıŕŜIJ画面h帳票画面hİsĨ保存機能Ĉ装備ÍÕ計装
Ãāg実装Ïā I/O ä種類áþĀh4 ĨčŀĈ用意Íܺ
機能Ĉ拡張ÍÕĨčŀø提供Íܺāg
āg耐環境性åhPLC Þ同等}使用環境 0 v 60 ℃~ÞÍh
工場現場環境îä設置Ĉ可能ÞÍÕgLinux Ĉ採用ÏāÉ
.
動作ロジック記述機能「eSC マトリックス」
ÞÝh個別ċŀœĚsĠŐŜ開発h標準ĦľıďĐċ開発h
FiTSAhFiTSX ä動作ŖġĬĘ}Ġijœē~åh 図 4
周辺ĠĢįʼn連携àßÂ容易ÞàÙÕgôÕheSC Ňı
á示Ï eSC ŇıœĬĘĢÝ記述ÝÃāgeSC ŇıœĬĘ
œĬĘĢđŜġŜĈ搭載ÏāÉÞÝ表形式ä定義Ý動作Ŗ
Ģåh工程歩進}状態遷移~Þ各工程áÀÇāċĘĠŐ
ġĬĘ}Ġijœē~Ĉ記述ÝÃāgÓä他h各種装置用IJ
ŜĈ表形式áÜ記述Ïāg各工程ÀþéÓä状態ÝäċĘ
〈注 5〉
ŒčĹhFOMA čŜĨľĐsĢàßä標準ĦľıďĐċ
ĠŐŜÞÍÜh実装ËĂÕİġĨŔ出力hŊŋœ出力äñ
Ĉ用意Íܺā
Áh計測器ú上位ĠĢįʼnÞä通信ŒčĿŒœàßä関数
Ĉ指定ÝÃāgôÕh工程ä遷移条件ÞÍÜh実装ËĂÕ
.
PLC 系情報収集装置「FiTSX」
İġĨŔ入力hċijŖę入力h呼出関数ä戻Ā値Â使用Ý
図 3 á示Ï FiTSX åh統合ĜŜıŖsŒMICREX-
ÃāgÉĂáþĀh装置úŒčŜä動Ãá同期ÍhİsĨ
SXá eSC ŇıœĬĘĢđŜġŜĈ搭載ÍÕ MES 機能拡
収集Ĉ行º上位ĠĢįʼnî実績通知ÏāÉÞàßä処理Ĉ
注 1LinuxkLinus Torvalds ä米国ÀþéÓä他ä国áÀÇā登
図
動作ロジック記述機能「eSC マトリックス」
録商標ôÕå商標
注 2ITRONk特定ä商品àºÍå商品群Ĉ指Ï名称Ýåàº
工
程
名
注 3Ethernetk米国 Xerox Corp. ä登録商標
イベント・処理
注 4ĜŜĺĘıľŒĬĠŎkĞŜİČĢĘ社ä登録商標
工程 No.
注 5FOMAk株式会社 NTT IJĜŋä登録商標
リ
ト
ラ
イ
待
機
電
子
天
秤
オ
ー
プ
ン
工程
上
位
通
信
オ
ー
プ
ン
1
1
2
3
2
1
電
子
天
秤
呼
込
3
4
工程保証時間（秒）
ジャンプ
6
WDT 検知（秒）
図
WDT 解除
エンベデッド系情報収集装置「FiTSA」
動作ロジック
（シナリオ）
設定
強制移行タイマ（秒）
エンベデッド系
計測制御機構
アクション 電子天秤と通信オープン
SCMopenSerialPort
設定
電子天秤からデータ読込
SCMcomReadWord
設定
上位システムデータ送信
SCMchgWordToStr
設定
電子天秤読込完了通知
SCMsetDataBit
設定
移行条件
●
●
OR
電子天秤通信オープン正常完了 ＬＢ
ｉ＿１
設定
電子天秤通信オープン異常完了 ＬＢ
ｉ＿2
設定
●
●
Ｆ
ｉ
ＴSA
図
ｅＳＣマトリックス
図
エンジニアリングツール「FiT-Support」
Ｆ
ｉ
Ｔ-Ｓｕｐｐｏ
ｒ
ｔ
ＭＥＳ
（製造実行システム）
品質履歴情報システム
ｅＳＣマトリックス編集・保存
関数ライブラリの登録
eSC マトリックスおよび
関数ライブラリの配布
eSC マトリックスの動作
モニタリング
PLC 系情報収集装置「FiTSX」
ライブラリダウンロード
動作ロジック
（シナリオ）
ＰＬＣ系
計測制御機構
Ｆ
ｉ
ＴSX
ＸＭＬ伝文
入出力装置
ドライバ
塗装工程検査実績
シナリオ（ｅＳＣマトリックス）
工程名称
動作詳細
工程番号
ア
ク
シ
ョ
ン
ト
リ
ガ
組
立
到
着
待
1
R
F
I
D
読
込
2
ボ
ル
ト
締
め
3
ト
ル
ク
締
め
4
●
RFID読込
●
組立開始送信
●
トルク値設定
Ｆ
ｉ
ＴＳＡ/Ｆ
ｉ
ＴＳＸ
●
トルク締結
読込リミットSW1
●
読込リミットSW2
●
ボルト締付SW
ｅＳＣマトリックス
●
現場機器
生産ライン
（ 53 ）
特 集
図 2 á 示 Ï FiTSA åh 組 込 õ Linux ÞμITRON Ĉ
富士時報 6OL.O
インテリジェント端末による現場情報収集システムとそれを活用したハイレベル管理
ŀŖęŒʼnĈ作成ÏāÉÞàÅ実現ÝÃāg例¾æh検
（b）
PDA áþā無線 LAN Ĉ用ºÕēŜŒčŜ機能ä
査装置Áÿä完了信号Ĉ受信ÍÕĨčňŜęÝ検査結果
提供
特 集
İsĨĈ取Ā込õh上位ä管理ĠĢįʼnî通知Ïā一連ä
PDA ä入力内容Ĉ編集Ïā幅広º支援機能ä提供
（c）
動Ãá合ąÑÕ情報収集ŖġĬĘĈ表形式áÜ定義ÝÃāg
作業İsĨä報告Ĉ軽減ÏāŘsĘľŖsĈ搭載
（d）
eSC ŇıœĬĘĢåhFiTSAhFiTSX 相互Ý共通利用Ý
設備−作業−文書連携Ý現場ä情報化Ĉ推進
（e）
ÃhFiT-Support Áÿ XML ä形式Ý配布ËĂhÓĂÔĂ
.
ä配布先áÜ実行ËĂāg
情報収集エンジン「DCF」
注 6
工場内Ýåh報告書ú管理帳票àßá Excel Â広Å使
.
エンジニアリングツール「FiT-Support」
ą Ă Ü º āg 図 7 á 示 Ï DCF}Data Collection Frame-
図 5 á示Ï FiT-Support åhĶĬıŘsĘá接続ËĂ
work~åh工場内äËôÌôàİsĨĦsĢÁÿ Excel
Õ FiTSAhFiTSX á対Ïā共通äđŜġĴċœŜęĭs
Ġsı上áİsĨĈ収集Ïā仕組õĈ提供ÏāgDCF åh
ŔݸĀh以下ä機能Ĉ持Úg
次ä手順Ý利用ÝÃāg
eSC ŇıœĬĘĢä編集j保存
（a）
手順 1kİsĨĦsĢîäċĘĤĢ方法定義
（ 1）
（b）
eSC ŇıœĬĘĢÝ使用Ïā関数ŒčĿŒœä登録
İsĨĦsĢîäċĘĤĢ方法Þ{ŊĦĬIJ|ä対応Û
eSC ŇıœĬĘĢÀþé関数ŒčĿŒœä配布
（c）
ÇĈŊĦĬIJĭœsđİČĨÝ行¼gİsĨĦsĢÂœ
eSC ŇıœĬĘĢä動作ŋĴĨœŜę
（d）
ŕsĠŐijŔİsĨłsĢݸĂæhŊĦĬIJÞ SQL 文
ÉĂáþĀhFiTSA Àþé FiTSX Ý動作Ïā eSC Ň
Þä対応ÛÇĈ行¼g対応ÛÇÿĂÕŊĦĬIJåhĶĬı
ıœĬĘĢúŒčĿŒœàßäĦľıďĐċ資産ä再利用
ŘsĘ上Ý共有ÍhĘŒčċŜı側ä Excel Ý利用ÝÃāg
Â図Ăāg
İsĨĦsĢÞÍÜåhÉäñÁhXML ľĊčŔh画像
ľĊčŔÂ扱¾āg
.
作業者情報システム「POJ」
手順 2kExcel 上Ýä展開
（ 2）
図 6 á示Ï POJ åh人ä作業Ĉ追跡ÏāÉÞáþĀh人h
ŊĦĬIJĭœsđİČĨÝ定義ËĂÕŊĦĬIJĈ Excel
物}設備j備品~
h作業h文書Ĉ相互á連携Íh生産設備
ä関数Þ同様á Excel ĠsıáåĀ付ÇāgŊĦĬIJäĺ
ä安定稼動j稼動率向上ä実現Ĉ目的ÞÍܺāg既存ä
ŒŊsĨáåh入力値äñÁhExcel äĤŔä値Â使用Ý
čŜıŒĶĬıúĺĦĜŜĈ活用ÝÃh部門導入Áÿ段階
Ãāg
的à複数事業所群ä一元管理ôÝäĠĢįʼnĈ構築ÝÃāg
PDA äēŜŒčŜ機能Ĉ強化ÍhĞsĹ側Áÿ無線
注 6Excelk米国 Microsoft Corp. ä登録商標
LAN 経由Ý作業指示Ĉ PDA á通知可能ÞÍh双方向ä
œċŔĨčʼnà情報äúĀÞĀĈ実現ÍܺāgôÕh監
図
情報収集エンジン「DCF」
視ĠĢįʼnÂ検知ÍÕ警報čłŜıĈ PDA î通知ÏāÉ
ÞÝhŔsĪŜŘsĘÀþé異常îä早期対応àßä作業
手順１：データソースへのアクセス方法の定義
メソッド定義
メソッドに対応したアクセス方法の記述
ツリー
ＲＤＢの場合はＳＱＬ文
エディタ
ä効率化Â図Ăāg
POJ ä特長Ĉ以下á示Ïg
メソッド
Web ċŀœĚsĠŐŜáþāh既存情報資産ä活
（a）
用
図
データ
ソース
作業者情報システム「POJ」
POJ
Web
サーバ
一元管理
工事管理
作業計画
日常点検
設備管理
作業指示
定期点検
備品管理
進捗管理
委託保全
文書管理
報告決裁
異常管理
イントラネット
汎用
パソコン
PDA
点検
汎用
パソコン
PDA
メソッドツリー
メソッドの登録
手順２：Ｅxcel 上での展開
メソッドをＥxcel に埋め込む
無線 LAN 管理者
管理者
データ
ソース
データソース
品質基準
ＸＭＬファイル
作業者
現場Ａ
（ 54 ）
現場 B
製造記録
読出し
データソース
製造記録ＤＢ
ＲＤＢ
現場データ
収集装置
Ｆ
ｉ
ＴＳＡ
点検
データソース
完成品
画像ファイル
作業者
品質基準
読出し
完成品
画像
富士時報 6OL.O
図
インテリジェント端末による現場情報収集システムとそれを活用したハイレベル管理
リアルタイム TQC/TPM の構成
原価管理
特 集
生産管理
リアルタイム TQC/TPM
《経営指標（KGI/KPI）
》
TQC/TPM 帳票（Excel 出力）
DCF
工場長
売上高
現場データ
−
利益
売上高利益率
総資産利益率
（ROA）
売上原価・経費
÷
調達原価
売上高
製造原価
×
物流原価
売上高
経費
総資産回転率
段取開始・終了時刻
サイクルタイム
生産個数
不良個数
故障発生・復旧時刻
チョコ停発生時刻
製品検査データ
作業者Ｉ
Ｄ
÷
総資産
製品在庫
実
績
・
計目
画的
デ別
ー分
タ
抽析
出・
/ 表
加示
工
編
集
課長
係長
組長
仕掛品在庫
部品在庫
データ編集・保存
従業員
売上債権・現金
測定シナリオ
固定資産
ĿŕsĘĩďŜÞ数値目標化Íh収集ÍÕ情報ĈøÞá指
応用例「リアルタイム TQC/TPM」
標ĈœċŔĨčʼnÝ算出j評価Íh公開ÍܺāgÉä仕
組õáþĀh全従業員Â工場全体ä状況Ĉ把握ÝÃh課題
生産現場Ýåh品質j生産効率向上äÕ÷áh日々懸命
ä抽出h行動分析Ĉ行ºh日々ä業務ä改善á役立ÜāÉ
à活動Â行ąĂܺāgÉĂÿĈ推進ÏāÕ÷áåh企
ÞĈ想定Íܺāg
業内á散在Íܺā膨大àİsĨÁÿ必要à情報Ĉ抽出
Íh傾向分析h対策立案Ĉ行¼ÉÞÂ必要ݸāgÍÁ
あとがき
ÍàÂÿh多Åä企業Ýåh膨大àİsĨĈ集計ÏāÉ
Þá労力Ĉ費úÍܺāÞº¾þ¼g富士電機åhÉĂô
ĜŜĽŎsĨÀþéĶĬıŘsĘ技術ä発展áþĀhŏ
Ýá述ïÕ各種製品Ĉ組õ合ąÑÜh
{ºÚÝøhßÉÝ
ļĖĨĢ{ºÚÝøhßÉÝøh誰áÝø}誰ÞÝø~
|
øh誰áÝø|ĈĜŜĤŀıá工場経営áÁÁąā必要情
指向åhôÏôÏ浸透ÍܺÅÉÞÞ考¾ÿĂāg
報ä収集h傾向分析h管理帳票出力ĈœċŔĨčʼná実
製造現場áÀºÜåh不良品ä市場流出Ĉ防止ÏāÕ÷
現ÏāœċŔĨčʼn TQC/TPMĈ提供ÍܺāgÉ
ä品質向上活動ú生産効率Ĉ極限ôÝ高÷āÕ÷ä日々ä
ĂáþĀh企業ä TQC/TPM 活動äœċŔĨčʼn化Ĉ図
活動Â推進ËĂܺÅg
ĀhKGI}Key Goal Indicatork経営目標達成指標~/KPI
本稿Ý紹介ÍÕ商品群åhĜŜĽŎsĨjĶĬıŘsĘ
}Key Performance Indicatork業績評価指標~ä向上Ĉ実
技術h組込õ技術Ĉ駆使Íh生産現場活動ĈœċŔĨčʼn
現Íh企業体質j企業競争力ä強化Ĉ支援Íܺāg図 8
á支援ÏāĦœŎsĠŐŜݸĀh一層ä需要Â予想ËĂ
áœċŔĨčʼn TQC/TPM ä構成Ĉ示Ïg
āg
ÉÉÝåhROA}Return On Asset~向上Ĉ目的á図á
今後Þøh適用ŏsğsä要望Ĉ積極的á取Ā入Ăh高
示Ï経営指標Ĉ工場長h課長àß各層ä KGI/KPI ÞÍÜ
機能j高性能商品îä強化Ĉ続ÇܺÅ所存ݸāg
（ 55 ）
富士時報 6OL.O
新型差圧・圧力発信器「FCX-AⅢシリーズ」
特 集
木代 雅巳}ÃÍăeôËõ~
但田 憲彦}ÕÖÕeäĀèÉ~
比 70 % ä 3.1 kg Ĉ実現ÍÕg
まえがき
高速応答
（ 3）
ŏĴsĘàŇčĘŖĖŌĺĠĨŜĢ ĠœĜŜĤŜĞ
đŕĘıŖĴĘĢŏĴĬıä電源電圧Ĉ下ÈāÉÞáþ
}小型静電容量式ĠœĜŜĤŜĞ~Ĉ搭載ÍÕh圧力発信
Āh消費電力Ĉ増加ËÑāÉÞàÅh高速演算Ĉ可能áÍ
（ 1）
器FCX Ġœsģåh1989 年ä発売以来h1995 年áå
（ 2）
ÕgÓä結果h従来比 50 % Þàā計測値更新周期 60 ms
（ 3）
h2000 年áåFCX-AⅡĠœsģ
FCX-A/C Ġœsģ
îÞ発展ÍÜÃÕgÉä間hFCX Ġœsģå世界中äŀ
Ĉ実現ÍÕg
現場調整機能ä充実}3 ŀĬĠŎŅĨŜ~
（ 4）
ŒŜıÝ 100 万台Â稼動Íh高º評価Ĉ得ÜÃÕgÉäÕ
ĸŜIJŁŔIJĜňŎĴĚsĨ}HHC~àÍä現場調整
éhËÿàā性能改良Þ小型軽量化Ĉ実現ÍÕh
FCX-A
機能Ĉ実現ÏāÕ÷áh発信器á搭載ÍÕ三ÚäŅĨŜ
ⅢĠœsģ圧力発信器Ĉ開発ÍÕgFCX-AⅢĠœsģ
Ĉ使用ÍÜ現場áÜ設定j調整ÂÝÃāþ¼áÍÕ 3 ŀĬ
圧力発信器ä外観Ĉ図 1 á示Ïg
ĠŎŅĨŜ付Ĉ表示ŏĴĬıĈ開発ÍhēŀĠŐŜ指定Ý
Ãāþ¼áÍÕg
特 徴
構 造
FCX-AⅢĠœsģ圧力発信器ä特徴å以下äÞÀĀÝ
¸āg
FCX-AⅢĠœsģ差圧発信器ä内部構造Ĉ 図 2 á示Ïg
長期安定性ä向上
（ 1）
静電容量式ĤŜĞhĤŔŏĴĬıÀþéđŕĘıŖĴĘĢ
ĤŜĞ信号ä SN 比Ĉ改善ÏāÉÞáþĀh長期安定性
ŏĴĬıÝ構成ËĂܺāg
＋
− 0.1 %/5 年Ĉ実現ÍÕg
.
小型軽量化
（ 2）
マイクロキャパシタンス シリコンセンサ
ĤŜĞĸďġŜęÞ本体ä直結溶接技術ä確立Àþé小
FCX-AⅢĠœsģ差圧発信器äĤŜĞ構造Ĉ 図 3 á示
口径ĠsŔĩčċľŒʼnä開発áþĀh差圧計質量Ý従来
ÏgĤŜĞä中央á配置ËĂÕĠœĜŜĩčċľŒʼn}可
動電極~ä両側á対向ÍÜ静電容量測定電極}固定電極~
図
FCX-AⅢシリーズ圧力発信器の外観
図
FCX-AⅢシリーズ差圧発信器の内部構造
30％軽量化
ニューアドバンストフローティングセル
マイクロキャパシタンス シリコンセンサ
エレクトロニクス
（a）FCX-AⅢシリーズ
（b）FCX-AⅡシリーズ
木代 雅巳
ľČsŔIJ機器ä開発j設計á従
発信器 FCX-AⅢä開発á従事g
事g現在h富士電機ĠĢįʼnģ株
現在h富士電機ĠĢįʼnģ株式会
式会社制御ĠĢįʼn本部 PIA 統
社 PIA 統括部計測機器技術第一部g
括部計測機器技術第一部主任g計
測自動制御学会会員g
（ 56 ）
但田 憲彦
新型差圧・圧力発信器「FCX-AⅢシリーズ」
富士時報 6OL.O
（ 1）
来h継続ÍÜ採用ËĂh実績Â豊富àċIJĹŜĢıľŖs
圧力åh単結晶ĠœĜŜäĩčċľŒʼnĈ変形ËÑāgÓ
įČŜęĤŔ構造Ĉ継承ÍÕgÕÖÍh従来äċIJĹŜĢ
ä変位量å差圧á比例ÍhÁÚ差動的à静電容量 #1h#2
ıľŖsįČŜęĤŔ構造ÝåhĤŜĞĸďġŜęÞ受圧
（ 2）
Ĉ基á高精度á検出ÝÃāgþÙÜh静電容量 #1h#2 Ĉ
部本体ÞĈĺčŀĈ介ÍÜ溶接ÍܺÕÕ÷h小型化Ïā
（ 4）
測定ÍÜ次式 á従ÙÜ差圧á比例ÍÕĤŜĞ信号 F Ĉ求
¼¾ÝÉäĺčŀä長ËÂ障害ÞàÙܺÕgÓÉÝh今
÷āÉÞÂÝÃāg
回ä開発ÝåhÉäĺčŀĈàÅÍhĤŜĞĸďġŜę
（ &1 − &2 ）
)＝
（ &1 ＋ &2−2&S ）
…………………………………（ 1）
ÉäĤŜĞåh単結晶ĠœĜŜä優ĂÕ性質Ĉ生ÁÍh
Þ受圧部本体ÞĈ直結Ïā構造Ĉ考案ÍhÓä溶接技術ø
確立ÍÕg図 4 á今回開発ÍÕĴŎsċIJĹŜĢıľŖs
įČŜęĤŔ構造Ĉ示Ïg
（ 5）
弾性ĻĢįœĠĢÂ小˺gôÕhĤŜĨİČĢĘĈ有Ï
ôÕhĠsŔĩčċľŒʼnä形状áÚºÜåh有限要素
ā測定ĩčċľŒʼnåh静電ėŌĬŀĈ形成Ïā固定電極
法áþā数値解析法Ĉ使用ÍÕ設計Ĉ行ºhĤŜĞŏĴĬ
á対ÍÜ平行Ĉ保×àÂÿ変位ÏāÕ÷h直線性ÂþÅ複
ıä小型化áøÁÁąÿÐh圧力伝達特性Ĉ損àąàº最
雑à直線性演算Â不要ݸāg
適à波形ĩčċľŒʼnĈ実現ÍÕg
今回h長期安定性ä向上Ĉ目的áĤŜĞä SN 比改善Ĉ
ĤŜĞĸďġŜęä直結構造ÀþéĠsŔĩčċľŒʼn
実施ÍÕg静電容量式圧力ĤŜĞáÀºÜåh前述äþ¼
ä小口径化áþÙÜh従来比Ý 30 % ä小型軽量化Ĉ実現
á測定ĩčċľŒʼnÞ固定電極ÞÂ形成Ïā静電容量Â圧
ÍÕg
力変化á伴º変化Ïāg理想的àĤŜĞáÀºÜåhĤ
ŜĞ信号åhĩčċľŒʼnÞ固定電極間á形成ËĂÕ静電
.
エレクトロニクスユニット
容量äõݸāÂh現実äĤŜĞáåÓĂ以外ä静電容量h
đŕĘıŖĴĘĢŏĴĬıĈ含ö電子回路ä構成図Ĉ
ÚôĀ配線ĺĨsŜàßÂ形成Ïā静電容量}浮遊容量~
図 5 á示Ïg圧力åĤŜĞÝ静電容量áàĀhASIC Ýĺ
Â含ôĂÜÍô¼gĤŜĞ構造Ĉ見直ÏÉÞáþĀhÉä
ŔĢá変換ËĂhěsıċŕčáÜ計数ËĂÜİġĨŔ値
浮遊容量Ĉ極小化ÍhÁÚ高圧側Þ低圧側Þä浮遊容量ä
áàĀhCPU áÜ演算ËĂāg近年å高速à応答Â要求
差ø小ËÅÍÕgÓä結果h＋
− 0.1 %/5 年ä長期安定性Ĉ
ËĂāÕ÷h電源電圧Ĉ下ÈāÉÞáþĀ高速演算Ĉ低消
実現ÍÕg
費電力Ý実現ÍÕg具体的áå CPUhěsıċŕčĈ含
.
センサユニット
図
ニューアドバンストフローティングセル構造
ĤŜĞŏĴĬıĈ小型軽量化ÏāÕ÷áhĤŜĞĸďġ
ŜęÞ受圧部Þä直結構造ÞhĠsŔĩčċľŒʼnä小口
マイクロキャパシタンス シリコンセンサ
径化Ĉ実現ÍÕg
ĤŜĞŏĴĬıä基本構造ÞÍÜåhFCX Ġœsģ以
低圧側封入液
図
高圧側封入液
FCX-AⅢシリーズ差圧発信器のセンサ構造
P2
P1
10 mm
シールダイアフラム
過大圧保護
ダイアフラム
（a）外観
C1
C2
図
電子回路の構成図
セラミックス
低圧側圧力
センサユニット
EEPROM
センサ
パラメータ
高圧側圧力
エレクトロニクスユニット
EEPROM
発信器
データ
モデム
温度センサ
パイプ
スルーホール金属
A-D変換器
静電容量式
センサ
金属ベース
マイクロプロセッサ
信号処理
レンジ変更
自己診断
通信制御
静電容量測定電極
（b）断面図
4∼20 mA信号
D-A変換器
温度センサ
制御
システム
ゼロ/スパン調整（手動）
低圧
シリコンダイアフラム
アナログ指示計
（オプション）
高圧
シールダイアフラム
99999
LCD デジタル
表示ユニット
（オプション）
ハンドヘルドコミュニケータ
3 プッシュボタン付
（オプション）
表示ユニット
（オプション）
（ 57 ）
特 集
Â二対配置ËĂÕ構造ÞàÙܺāgĤŜĞá導入ËĂÕ
新型差圧・圧力発信器「FCX-AⅢシリーズ」
富士時報 6OL.O
図
FCX-AⅢシリーズのステップ応答特性
分解能Ĉ得āÉÞá成功ÍÕgÉä結果h計測値更新周期
60 mshöÖ時間 120 ms Þº¼従来比 2 倍ä高速応答Ĉ実
特 集
現ÍÕgFCX-AⅢĠœsģäĢįĬŀ応答特性Ĉ 図 6 á
示Ïg
入力
（100 kPa→0 kPa)
通信機能ÞÍÜåh富士ŀŖıĜŔ通信Þ HART 通
信Ĉ標準装備ÍhľĊďŜİsĠŐŜjľČsŔIJĹĢ
}FF~
hŀŖľČĹĢá対応ÍÕ機種øŒčŜċĬŀÍ
FCX-AⅢ出力
ܺāgFF åľĊŜĘĠŐŜĿŖĬĘ}FB~Ĉ拡充Íh
AI × 2 点}圧力h温度~
hPID 制御hIT}積算~
hAR}演
算機能~
hSI}入力切換~
hSC}折Ă線補正~ÞľČsŔ
むだ時間
（約 120 ms）
IJ機器ÞÍÜåľŔŒčŜċĬŀĈ搭載ÍÕgôÕhœŜ
ĘŇĢĨsĈ搭載ÍhDCS àßäŇĢĨsÂĩďŜÍÕ
更新周期（60 ms）
際á代ąĀĈ務÷āÉÞáþĀhĠĢįʼnä安全性向上Ĉ
図Ăā仕様ÞàÙܺāg
図
一方Ýh上記äþ¼àİġĨŔ通信Ĉ用ºàÅÜøh主
3 プッシュボタン付表示ユニットの画面遷移例
à機能ä設定ú調整Â簡単á手早ÅÝÃā 3 ŀĬĠŎŅĨ
0. 通常モード
Ŝ付Ãä表示ŏĴĬıĈēŀĠŐŜÝ用意ÍÕg従来機
M
：モードボタン
％
．
↓-
：マイナスボタン
↑+
：プラスボタン
ZERO
M
äēŀĠŐŜ仕様ݸÙÕŖsĔŔ調整機能付Ãä表示
ŏĴĬıÝåhĩŜĽŜęä設定hĥŖ調整hĢĺŜ調整h
電流出力ä校正h圧力j流量ä出力切換ÞºÙÕ基本的à
（長押し）
機能ä設定h調整á限定ËĂܺÕg新ͺ 3 ŀĬĠŎŅ
ĨŜÝåhŊĴŎs方式áþĀhİġĨŔ通信Ĉ利用ÍÕ
1. ゼロ調整
HHC Þ同等ä機能ä設定h調整Âh発信器本体äõÝ可
．
能ÞàĀh発信器本体Ýä現場調整機能ÂËÿá拡充ÍÕg
M
図 7 á 3 ŀĬĠŎŅĨŜ付表示ŏĴĬıä画面遷移例Ĉ示
Ïg
↓-
2. スパン調整
↑+
％
．
M
ZERO
主な仕様
表１á FCX-AⅢĠœsģ差圧j圧力発信器ä主à仕様
．
Ĉ示Ïg
M
ċŜŀĚsĢåh従来機種ä標準ċŜŀĚsĢݸÙÕ
↓-
3. 定電流出力
（4 ∼ 20 mA 出力 )
％
．
↑+
SPAN
M
L 形á加¾ÜhT 形ø用意ÍÕgT 形ĚsĢåh海外ŏs
ğsÁÿ要求ä¸ā形状ݸĀh水平配管工事á対ÍÜh
指示計Ĉ横Áÿ見āÉÞÂÝÃā利点¸āg
圧力計Àþé絶対圧計áÚºÜåhãÎ込õ式äĩčŕ
．
ĘıŇďŜı型ø用意ÍÕg
M
↓-
FIX
↑+
．
特 性
M
（次の画面に続く）
FCX-AⅢĠœsģ差圧発信器ä代表的特性Ĉh 図 8 À
þé図 9 á示Ïg図 8 åh最大ĢĺŜ 130 kPa ä差圧計ä
設定ŕŜġ}0 v 130 kPa~ÞhÓä 1/10 ĢĺŜä設定ŕ
Ŝġ}0 v 13 kPa~ä場合ä変換特性}入出力特性~Ĉ示
ÏgŇčĘŖĖŌĺĠĨŜĢ ĤŜĞåhĨsŜĩďŜ}設
öİġĨŔ回路部ä電源電圧Ĉ下ÈhCPU 内部ä動作Ę
定ŕŜġĈ小ËÅÏā~ÍÜø良好à直線性Ĉ維持ÝÃāg
ŖĬĘĈ従来ä 2 倍á上È演算Ĉ高速化ÍÕgôÕhěs
図 9 åhĥŖ点出力ä長期安定性Ĉ示ÏgĤŜĞä SN
ıċŕčáÀÇāĺŔĢ計数時間åh消費電力Ĉ抑¾āÕ
比改善ä効果áþĀhĥŖ点出力å時間経過á対ÍÜ極÷
÷áĘŖĬĘĈ上ÈÐáhĘŖĬĘäđĬġä立上Āj立
Ü安定ݸāg
下ĀĈ検出Ïāþ¼回路Ĉ工夫ÍÕgÉĂáþĀh従来Þ
同ÎĘŖĬĘ周波数Ýh従来ä半分ä計数時間áÜh同Î
（ 58 ）
新型差圧・圧力発信器「FCX-AⅢシリーズ」
富士時報 6OL.O
表
FCX-AⅢシリーズ差圧・圧力発信器の主な仕様
圧力計
絶対圧計
レベル計
リモート
シール形
差圧計
リモート
シール形
圧力計
ダイレクト
マウント形
圧力計
ダイレクト
マウント形
絶対圧計
FKC
FKG
FKA
FKE，FKY
FKD，FKX
FKB，FKW
FKP
FKH
1
6
32
130
500
3,000
130
500
3,000
10,000
50,000
16
130
500
3,000
32
130
500
32
130
500
130
500
3,000
10,000
50,000
130
500
3,000
10,000
130
500
3,000
3.1
2.9
2.9
約9∼19
約9∼19
約4∼18
±0.2
FKE：±0.2
FKY：±0.25
FKD：±0.2
FKX：±0.25
FKB：±0.2
FKW：±0.25
機 種
形 式
最大スパン（kPa）
質 量（kg）
精度定格（%）
±0.07
出力信号
±0.1
±0.2
富士プロトコルおよびHARTプロトコル
ダイアフラム材質
SUS316L
ハステロイC
モネル
タンタル
SUS316L＋金メッキ
金&セラミックス
コーティング
プロセス接続口
SUS316L
ハステロイC
モネル
タンタル
SUS316L
ハステロイC
モネル
タンタル
チタン
ジルコニウム
SUS316L＋金メッキ
SUS316L
各種フランジ規格
Rc1/4, Rc1/2, NPT1/4,
NPT1/2
Rc1/4またはNPT1/4
FCX-AⅢシリーズ差圧発信器の変換特性
図
FCX-AⅢシリーズ差圧発信器の長期安定性
上昇
下降
形式：FKC535V5（最大スパン：130 kPa）
設定スパン：130 kPa 温度：室温
0.4
0.05
0
−0.05
−0.10
0
25
50
75
100
圧力（％）
ゼロ点変動（％）
0.10
誤差（％）
2.2
DC4∼20 mA または電気フィールドバス信号
通信機能
図
2.2
0.2
0
−0.2
−0.4
（a）最大スパン（設定レンジ：0∼130 kPa）
0
2,000
4,000
6,000
8,000
時間（h）
上昇
下降
誤差（％）
0.10
Ăÿä要望á応¾àÂÿh機種j機能ä拡充Ĉ図ĀhËÿ
0.05
0
àā改良Ĉ推進Ïā所存ݸāg
−0.05
−0.10
0
25
50
75
100
圧力（％）
（b）1/10 スパン（設定レンジ：0∼13 kPa）
参考文献
玉井満i新世代発信器 FCX Ġœsģä開発i富士時報i
（ 1）
vol.62, no.9, 1989, p.578-582.
中村公弘h湯原忠徳i新世代電子式発信器FCX-A/C Ġ
（ 2）
œsģ
i富士時報ivol.68, no.9, 1995, p.493-496.
あとがき
中村公弘h井上芳範i新型差圧j圧力発信器FCX-AⅡ
（ 3）
Ġœsģ
i富士時報ivol.73, no.10, 2000, p.533-536.
新開発ä FCX-AⅢĠœsģ圧力発信器ä概要áÚºÜ
紹介ÍÕg
安原毅ñÁi富士全電子式 FC Ġœsģ発信器i富士時報i
（ 4）
vol.52, no.2, 1979, p.113-122.
FCX-AⅢĠœsģ発信器Â世界中ä市場á浸透Ïāá
松本佳宣h江刺正喜i絶対圧用集積化容量形圧力ĤŜĞi
（ 5）
従ÙÜh新Õà要望Â出ÜÅāøäÞ思ąĂāg今後øÉ
vol.J75-C-Ⅱ, no.8, 1992, p.451-461.
電子情報通信学会誌 C-Ⅱi
（ 59 ）
特 集
差圧計
富士時報 6OL.O
新型可搬型超音波流量計「ポータフロー C」
特 集
矢尾 博信}úÀeèăäì~
山田 和行}úôÖeÁÐüÃ~
}1/K~
｛ C/
} 2 sinθ~｝
｛Ǽ T/
｝……（ 1）
}T0−τ~
1 ＝}π$2/4~
まえがき
1k体積流量
可搬型ä超音波流量計åh配管Ĉ切断ÍÕĀh配管á穴
$k配管内径
Ĉ開ÇÕĀÏāÉÞàÅh既設配管ä外壁áĤŜĞĈ取Ā
K k平均流速ä換算係数 Ck測定流体ä音速
付ÇāÉÞáþĀ管内ä流量Ĉ測定ÏāÉÞÂÝÃāg
θk測定流体îä入射角 Ǽ Tk伝搬時間差
富士電機ä従来ä可搬型超音波流量計ņsĨľŖs
T0 k静水時ä伝搬時間
Xå発売以来h十数年ä実績¸Āh超音波流量計ä上
τk配管ÀþéıŒŜĢİŎsĞ内ä伝搬時間
記特徴Ĉ生ÁÍ流量įĢĨÞÍÜ国内外Ý多Åä実績Ĉ
ݸāg
積õ重ãÜÃÕg最新äđŕĘıŖĴĘĢ技術ÞİġĨŔ
ĺŔĢIJĬŀŒs法
（ 2）
信号処理技術Ĉ駆使ÍÜh従来品á対ÍËÿá小型h軽量h
流体中ä気泡úĺsįČĘŔàßä反射体Â流体Þ同Î
使º勝手ä向上h機能ċĬŀĈ行ºhİğčŜø一新ÍÕ
速度Ý移動ÏāÞ仮定Íh反射体ä移動速度Áÿ流速分
新型可搬型超音波流量計ņsĨľŖs CĈ開発ÍÕg
布Ĉ測定Ïāg一ÚäıŒŜĢİŎsĞÁÿ測定流体中î
斜÷á超音波Ĉ送信Íh反射体ÁÿäđĜs波Ĉ同一äı
ŒŜĢİŎsĞÝ受信Ïāg伝搬経路Ĉ微小分割Íh各微
ポータフロー C
小領域Ĉ通過Ïā反射体ÁÿäđĜsäIJĬŀŒsĠľı
.
測定原理
}周波数変化~Ĉ複数回ä送受信áþĀ計測Íh各部ä移
ņsĨľŖs C å測定原理ÞÍÜh流速Ĉ計測Ïā伝
動速度Áÿ流速分布Ĉ求÷āg
搬時間差法Þh管内流速分布Ĉ測定ÏāĺŔĢIJĬŀŒs
1 ＝
法Ĉ使用ÍܺāgÓĂÔĂä原理図Ĉ図 1h図 2 á示Ïg
V}X~＝
｛C/
}2 sinθ~
｛ F}X~
｝
/F 0｝ ………………………（ 3）
d
伝搬時間差法
（ 1）
V}X~D3
X ＝ CT/2
…………………………………………（ 2）
…………………………………………………（ 4）
一対äıŒŜĢİŎsĞ間Ý測定流体Ĉ斜÷á横切āþ
V}X~
k位置 X áÀÇā流速
¼á超音波ĺŔĢĈ往復ËÑh双方向ä伝搬時間Þ伝搬時
3k断面
間差Áÿ流量Ĉ計測Ïāg
k位置 X áÀÇāIJĬŀŒsĠľı
F}X~
d
図
図
伝搬時間差法
パルスドップラー法
トランスデューサ１
トランスデューサ１
流れ
気泡
流れ
反射
トランスデューサ 2
送信
トランスデューサ 2
受信
トランスデューサ 2⇒1
流速分布 2 流速分布 1
流速
トランスデューサ 1⇒2
時間差
Δt
矢尾 博信
山田 和行
ľČsŔIJ機器h特á流量計j発
ľČsŔIJ機器h特á流量計ä設
信器ä設計j開発á従事g現在h
計j開発á従事g現在h富士電機
富士電機ĠĢįʼnģ株式会社制御
ĠĢįʼnģ株式会社制御ĠĢįʼn
ĠĢįʼn本部 PIA 統括部計測機
本部 PIA 統括部計測機器技術第
器技術第一部課長g計測自動制御
一部g
学会会員g
（ 60 ）
配管壁
中心
配管壁
富士時報 6OL.O
新型可搬型超音波流量計「ポータフロー C」
F0 k基本励振周波数
áþĀh従来品á対ÍÜ変換器ä大ÃËĈ 30 %h質量Ĉ
T kıŒŜĢİŎsĞÞ位置 X 間ä超音波ĺŔĢä往
35 % 削減ÍÕg
Óä他ä記号å式
Þ同Îݸāg
（ 1）
精度åh＋
− 1.0 % of Rate}流速 2 m/s 以上~ä高精度Ý
¸āg音速Â不明à液体î適用ÝÃhËÿá温度h圧力ä
.
主な仕様と特徴
影響Ĉ受Çàºg
ņsĨľŖs C ä主à仕様Ĉ表１á示Ïg
応答速度å高速 32 ļĬıŇčĘŖŀŖĤĬĞä採用á
変換器Þ小型ĤŜĞä外観Ĉ図 3 Þ図 4 á示Ïg
þĀ 1 秒以下ݸāg
小型h軽量
（ 1）
長時間ĹĬįœs駆動
（ 3）
最新äđŕĘıŖĴĘĢ技術ÞİġĨŔ信号処理技術
内蔵äœĪďʼnčēŜ電池áþĀh約 12 時間ä連続動
表
ı消灯~
g電池ä充電å付属ä電源ċĩŀĨáþĀ 3 時間
作Â可能ݸā}条件k伝搬時間差法hLCD ĹĬĘŒč
ポータフローCの主な仕様
項 目
仕 様
測 定 対 象
超音波が通る均一な液体
流 体 温 度
−40∼＋200 ℃
測 定 範 囲
0∼±32 m/s（最小±0.3 m/s）：伝搬時間差法
適用配管材料
PVC，PVDF，PEEK，ポリプロピレン，アルミ
FRP，鋼，ステンレス，銅，鋳鉄，ほか
適用配管口径
13∼6,000 mm
ライニング材質
なし，タールエポキシ，モルタル，ゴム，テフロン，
パイレックスガラス
精 度
±1.0％ of rate（口径，流速による）
外 形
120（W）×65（D）×210（H）（mm）（変換器）
質 量
約1 kg（変換器）
内蔵バッテリー
連続動作約12時間
外 被 形 式
IP64（変換器）
LCD 表 示
カラー320×240（pixel）
出 力 信 号
4∼20 mA（1点）
入 力 信 号
4∼20 mA（2点）または1∼5 V（1点）
通 信
USB（DEVICE）
ロ ガ ー 容 量
SDカード（オプション256 Mバイト）
流速分布モニタ
パルスドップラーモード
厚 み 計
変換器内蔵
図
変換器の外観
ä急速充電ÂÝÃāg
ĔŒs LCD
（ 4）
表示部åĹĬĘŒčı付ÃäĔŒs LCD ÝhĹĬĘŒ
čıĈ点灯ÏāÉÞáþĀh暗º場所Ýø使用ÝÃāgô
Õ直射日光下ä屋外Ýø視認性ÂþÅhĹĬĘŒčıĈ消
灯ÍÜ使用ÝÃāg
SD ĔsIJ
（ 5）
ēŀĠŐŜÝ 256 M ĹčıäŊŋœĔsIJÂ添付ËĂ
CSV İsĨÞÍÜ Excel Ý 65,500 行分Ĉ 1 ľĊčŔÞÍ
Ü 15 ľĊčŔäİsĨ書込õÂ可能ݸāg測定İsĨ
ä CSV 形式Ýä保存ú画面äĸsIJĜĽsä保存Â可能
ÞàĀhĺĦĜŜÞä連携Â容易ÞàÙÕg最大 8 G Ĺč
ıôÝä SD ĔsIJĈ使用ÝÃāg
ęŒľČĬĘŀœŜĨ
（ 6）
変換器áŀœŜĨĈ一体構造ÞÍÜ装着ÏāÉÞÂ可能
図
小型センサの外観
図
プリンタ付き変換器の外観
（ 61 ）
特 集
高精度h高速応答
（ 2）
復時間
富士時報 6OL.O
新型可搬型超音波流量計「ポータフロー C」
特 集
Ýh図 5 áŀœŜĨ付Ã変換器ä外観Ĉ示Ïg表示画面ä
配管厚õĈ測定ÏāÉÞÂÝÃh測定結果å配管ĺŒŊs
ĸsIJĜĽsúıŕŜIJęŒľĈŀœŜıċďıÏāÉÞ
Ĩá反映ÏāÉÞÂ可能ݸāg肉厚Â不明à配管Ýä測
ÂÝÃh測定現場Ýä記録úŊŋÞÍÜ有用ݸāg
定時á有用ݸāg
外被構造
（ 7）
USB 通信機能
（ 4）
変換器å IP64}ÕÖÍhŀœŜĨ付Ãå除Å~ä防水
付属ä USB ĚsĿŔÝĺĦĜŜá容易á接続ÏāÉÞ
構造ÞÍ耐環境性ä向上Ĉ図ÙÕ}従来機å IP50 ä防Î
ÂÝÃhUSB äİĹčĢ機器ÞÍÜ動作ÏāgSD ĔsIJ
ĉ型~
g
á保存ÍÕŖėŜęİsĨú画面ĸsIJĜĽsäĺĦĜŜ
îä取込õh専用ĺĦĜŜŖsĩĦľıďĐċáþāĺŒ
.
新しい機能
ŊsĨä設定àßÂÝÃāg
流速分布測定
（ 1）
İsĨŖėŜę機能
（ 5）
ĺŔĢIJĬŀŒs法áþĀ流速分布ĈœċŔĨčʼná測
測定İsĨå SD ĔsIJ}256 M Ĺčı~á蓄¾ÿĂh
定Í配管内ä流Ăä状態Ĉ監視ÏāÉÞÂÝÃh測定位置
1 分間隔Ý計測ÍÕ場合h2 年分äİsĨĈ記憶ÏāÉÞ
ä適正判断àßá使用ÝÃāg
ÂÝÃāg
消費熱量演算機能
（ 2）
計測画面上äĘčĬĘŖĕsĖs}図 6~áþĀhŖė
冷暖房àßä液体ä熱媒体áÀºÜh送Ā側ä熱媒体ä
Ŝęä詳細設定ÏāÉÞàÍá測定状態ÝäŖėŜęäĢ
温度Þ返Ā側ä熱媒体ä温度Ĉ入力Í}温度変換器Áÿä
ĨsıhĢıĬŀÂ可能ݸĀh急à計測値変化á対ÍÜ
電流入力ôÕå設定画面Áÿä一定値ä入力~
hÓä流量
äİsĨ取得á威力Ĉ発揮Ïāg
Ĉ測定ÍÜ演算ÏāÉÞáþĀh授受ËĂā熱量ä測定Â
ÝÃāg
ユーザーインタフェース
厚Ë測定
（ 3）
配管ä外Áÿ専用ä厚õĤŜĞ}ēŀĠŐŜ~Ĉ用ºÜ
変換器ä前面å 11 個äĖsÞ大型ĔŒs LCD Ý構成
図
計測画面ÂŊčŜÝhÓä中áåhċŒsʼn情報hSD
ËĂhLCD 画面åh流量h流速h積算Ĉ表示Ïā 図 6 ä
ポータフロー C 本体の計測画面
クイックロガーキー
図
ポータフロー C 本体のメニュー画面
（ 62 ）
図
ポータフロー C 本体のロガーデータ画面
図
流速分布画面
富士時報 6OL.O
新型可搬型超音波流量計「ポータフロー C」
超音波信号の受信波形
図
パソコンの計測画面
図
システム構成図
図
パソコンのサイト設定画面
特 集
図
〈変換器〉
〈記録計〉
流量測定
流速分布のモニタ
熱量測定
4-20 mA
ロギングデータ
サイト設定データ
流速分布データ
USB（PC）
SD カード
〈検出器〉
超音波信号ケーブル
配管
流れ
ロギングデータ，
流速分布データ
などの確認，処理
ĔsIJä状態表示h日付hĹĬįœsä残量àßÂ表示Ë
高機能化ÏāÞÞøáhŏsğsčŜĨľĐsĢä操作性
Ăܺāg
ä向上áþĀhþĀ使ºúϺøäáàÙÕgôÕh流速
MENU Ė s Ĉ 押 Ï É Þ á þ Ā 図 7 ä Ŋ Ĵ Ŏ s 画 面 Â
分布ĈœċŔĨčʼná見āÉÞÂ可能ÞàĀh設備診断ú
表示ËĂāgŊĴŎs画面ÁÿŖĕsİsĨ表示} 図 8~
h
機器äŊŜįijŜĢĭsŔÞÍÜ適用範囲ä拡大Â期待Ë
h厚Ë計表示hŀœŜĨ出力h各種
流速分布表示} 図 9~
Ăāg
設定画面ä選択Â容易áÝÃāgŊŜįijŜĢŋsIJÞÍ
今後hËÿá幅広º分野á適用ÝÃāþ¼ŏsğsäÊ
Ü超音波信号ä受信波形}図
意見jÊ要望Ĉ取Ā入ĂÜ超音波流量計ä高機能化h操作
~Â表示ËĂāg
性向上á努÷ܺÅ所存ݸāg
パソコンローダソフトウェア
参考文献
図
áĠĢįʼn構成例Ĉ示ÏgÓä中ÝhĺĦĜŜä
USB ņsıĈ利用ÍÜh製品á添付ÍÕĺĦĜŜŖsĩ
ĦľıďĐċáþĀhŊĴŎs画面h計測画面}図
~
h
流速分布画面Â表示ÝÃāg
ôÕhĞčı設定}図
~
h出力設定àßä設定項目ø
ĺĦĜŜäĖs操作Ý容易á設定変更ÝÃāgŊŜįijŜ
山本俊広i可搬形超音波流量計ņsĨľŖs X
i富士
（ 1）
時報ivol.68, no.9, 1995, p.497-500.
山本俊広ñÁi新形超音波流量計NEW TIME DELTA
（ 2）
Ġœsģ
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矢尾博信ñÁiĸčĿœĬIJ超音波流量計i富士時報i
（ 3）
vol.77, no.6, 2004, p.432-435.
ĢŋsIJÝåh超音波信号ä受信波形ĈŋĴĨsÏāÉÞ
Takeda, Y. Velocity profile measurement by ultrasound
（ 4）
áþĀh計測Â正常á行¾ā状態áĤŜĞÂ取Ā付ÇÿĂ
Doppler shift method,Int. J. HEAT & Fluid Flow. vol.17,
ܺāÉÞÂ確認ÝÃāgÉäþ¼áĺĦĜŜŖsĩĦľ
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ıďĐċĈ使用ÏāÉÞáþĀĺĦĜŜÝäİsĨ管理Â
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Mori, M. et al. Development of a novel flow metering
（ 5）
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あとがき
矢尾博信iĸčĿœĬIJ超音波流量計Þ適用事例i計測技
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新型可搬型超音波流量計ņsĨľŖs Cå小型化h
（ 63 ）
富士時報 6OL.O
マルチループ・モジュール型調節計「PUM」
特 集
小西 英之}ÉáÍeèÝüÃ~
安藤 淳}¸ĉß¼eÎûĉ~
河合 富貴子}ÁąºeëÃÉ~
図
まえがき
マルチループ・モジュール型調節計「PUM」外観
近年äİġĨŔ機器ä大幅à成長ä要因ÞÍÜh半導体
ä微細化ÞľŒĬıĺĶŔİČĢŀŕč}FPD~技術ä
進歩Â挙ÈÿĂāgÉĂÿ最先端İĹčĢä製造工程áÀ
Çā温度制御áÚºÜåh高精度ݸāÉÞåø×ăĉä
ÉÞh生産効率ä向上Ĉ目的ÞÍÕ大規模}多ħsŜ~化
ÞĨĘıĨčʼn短縮化îä対応Â重要ÞàÙܺāgôÕh
œľŖs炉hŀŒĢĪĬĘ成形機àßh電子機器ä生産工
程áÀÇā他ä装置áÚºÜøh高品質Þ省đĶŔėsĈ
目的ÞÍÕh多ħsŜ化áþāÃ÷細Áº温度制御Â要求
ËĂܺāg
一方h機械装置組込õä調節計åh装置ä小型化Ĉ受Ç
á CPU ŋġŎsŔh電源ŋġŎsŔàßä共通部åàÅh
Ü年々小型化ä傾向Â続ºÜÀĀhÉä影響áþĀh配線
各ŋġŎsŔå単体Ýä動作Â可能ݸāg
作業ä困難ËÞh機能á直接関連Íàº装備}表示ŒŜŀ
àß~ä省略化Â進行Íܺāg
マ ル チ ル ー プ・ モ ジ ュ ー ル 型 調 節 計「PUM」
ɼÍÕ中Ýh富士電機Ýåh次ä三ÚĈ目的ÞÍÜŇ
の仕様
ŔĪŔsŀjŋġŎsŔ型調節計PUMĈ開発ÍÕg
装置内Ýä調節計小型化要求îä対応Þ使ºúÏË
（a）
ä両立Ĉ図āÉÞ
ŋġŎsŔä種類ÀþéÓä仕様Ĉ表１áhĠĢįʼnä
構成例Ĉ図 2 á示Ïg
単体温度調節計Ýå解決ÍáźhŔsŀ相互間ä
（b）
ŋġŎsŔå大ÃÅċijŖę系ŋġŎsŔÞİġĨŔ系
干渉¸ā制御系áÀºÜä制御性改善Ĉ実現ÏāÉ
ŋġŎsŔh拡張通信ŋġŎsŔä三Úá分類ÝÃāgċ
Þ
ijŖę系ŋġŎsŔáå 4 ĪŌĶŔ制御ŋġŎsŔh2 ĪŌ
ĶŔ制御ŋġŎsŔhċijŖę入出力ŋġŎsŔhċijŖ
多Ŕsŀ温度制御市場ä顧客満足Ĉ得āÉÞ
（c）
ę入力ŋġŎsŔhċijŖę出力ŋġŎsŔ¸āgİġ
マ ル チ ル ー プ・ モ ジ ュ ー ル 型 調 節 計「PUM」
ĨŔ系ŋġŎsŔáåčłŜı入出力ŋġŎsŔ¸āg
一Úä連結ĠĢįʼn内áåh最大ÝċijŖę系ŋġŎs
の概要
Ŕ 16 台hİġĨŔ系ŋġŎsŔ 16 台h拡張通信ŋġŎs
図 1 á PUM ä外観Ĉ示Ïg本図Ýå 6 ŋġŎsŔÂ連
Ŕ 1 台 Ĉ 含 ö É Þ Â 可 能 Ý ¸ āg É Ă á þ Āh 最 大 64
結ËĂܺāg各ŋġŎsŔå左右側面á設置ËĂÕ連結
ŔsŀhİġĨŔ入出力各 128 点ä制御Â可能Þàāgċ
ĜĶĘĨáþĀ直接連結ËĂhłsĢŅsIJäÕƺĈ必
ijŖę系hİġĨŔ系各ŋġŎsŔáåh標準Ý高速通信
要ÞÍàº構造ÞàÙܺāgÉä連結ĜĶĘĨåh内
機能}RS-485hModbus RTU ŀŖıĜŔh通信速度最大
部ĹĢä接続Þ同時á電源h外部 RS-485 Ĉ同時á接続Íh
115.2 kbit/s~Â装備ËĂÜÀĀh通信ŋġŎsŔĈ追加
各ŋġŎsŔîä個別配線Ĉ省略可能ÞÍܺāgôÕh
Ïā必要åàºg一方hCC-LinkhPLC ŀŖęŒʼnŕĢ
注
内部ĹĢáþāŋġŎsŔ間äİsĨ連携áþĀhŔs
ŀ間ä演算j連携動作Â可能ݸāg一方hĠĢįʼn内
小西 英之
注ModbuskGould Modicon 社ä登録商標
安藤 淳
河合 富貴子
温度調節計ä開発j設計á従事g
温度調節計ä開発j設計á従事g
制御理論ä実ĠĢįʼnîä応用á
現在h富士電機ĠĢįʼnģ株式会
現在h富士電機ĠĢįʼnģ株式会
関Ïā研究á従事g現在h富士電
社制御ĠĢįʼn本部 PIA 統括部
社制御ĠĢįʼn本部 PIA 統括部
機ċIJĹŜĢıįĘķŖġs株式
計測機器技術第二部主任g
計測機器技術第二部主任g
会社情報通信制御開発ĤŜĨs情
報j制御ĠĢįʼn部g
（ 64 ）
富士時報 6OL.O
表
マルチループ・モジュール型調節計「PUM」
モジュールの種類と仕様
モジュール
1システム内最大数
−
制御モジュール
形式：PUMA/B
制御チャネル数
入力種類
制御演算機能
制御出力種類
ヒータ断線検出用CT入力
アナログ入出力モジュール
形式：PUMV
入力点数/出力点数
入力種類
出力種類
4点/4点
熱電対/測温抵抗体，電圧/電流
電流出力DC4∼20 mA
アナログ入力モジュール
形式：PUMN
入力点数
入力種類
4点
熱電対/測温抵抗体，電圧/電流
アナログ出力モジュール
形式：PUMT
出力点数
出力種類
4点
電流出力DC4∼20 mA
イベント入出力モジュール
形式：PUME
入力点数/出力点数
入力種類
出力種類
拡張通信モジュール
形式：PUMC
4チャネル（形式PUMA），2チャネル（形式PUMB）
熱電対/測温抵抗体，電圧/電流
PID制御，PID加熱冷却制御
リレー出力，SSR駆動出力，電流出力DC4∼20 mA
8点
合計16台
8点（4点/コモン×2ブロック）/8点（4点/コモン×2ブロック）
有電圧接点入力，シンク/ソース共用（双方向）
リレー出力，トランジスタオープンコレクタ（シンク出力）
16台
RS-422/RS-232C/CC-LINK
RS-422，RS-232C：最高230.4 kbit/s
CC-LINK：最高10 Mbit/s
CC-Link，PLCプログラムレス通信
1台
伝送規格
伝送速度
通信機能（指定）
システム構成例
制御モジュールおよびアナログ
入出力モジュール最大 16 台
イベント入出力モジュール
最大 16 台
上位通信機器
通信
RS-485 Modbus
操作表示器
（POD）
PLC
パソコン
モジュール型温度調節計
（a）基本型
拡張通信
モジュール
（高機能 / 高速）
基本型
制御モジュールおよびアナログ
入出力モジュール最大 16 台
イベント入出力モジュール
最大 16 台
上位通信機器
通信
PLC
操作表示器
（POD）
CC-Link
PLC
プログラムレス
モジュール型温度調節計
（b）拡張通信型
通信àßhModbusRTU 以外äŀŖıĜŔáÜ通信Ĉ行
¼場合å拡張通信ŋġŎsŔáÜ対応可能ݸāg
}mm~Þh業界最小ĘŒĢĈ実現ÍÚÚh 図 3 á示Ï
þ¼á端子台j本体jłsĢ部ä 3 分割構造Ĉ実現ÍÕ
ÉÞáþĀh新規配線時ä設置現場外Ýä端子台äõ
技術課題と取組み内容
ä配線Ĉ可能ÞÍh現地納入後ä交換àßä場合ø配線
Àþé設置状態Ĉ崩ËÐá本体交換Ĉ可能ÞÍÕgôÕh
.
小型化と使いやすさの両立
各 ŋ ġ Ŏ s Ŕ ä Ğ č ģ å 30
}W~× 85
}D~× 100
}H~
（ 1）
ÏïÜä入出力äčŜġĚsĨŒŜŀĈ設置Íh本体ä
õÝä動作j異常状態ä確認Ĉ可能ÞÍÕg
（ 65 ）
特 集
各モジュール共通仕様
図
仕 様
30（W）×85（D）×100（H）（mm）
RS-485, Modbus RTU, 最高115.2 kbit/s
RS-232C
±0.3％FS
200 ms
DC24 V±10%
仕様項目
外形寸法
通信機能
ローダ通信ポート
入力精度
入力サンプリング周期
電源
富士時報 6OL.O
マルチループ・モジュール型調節計「PUM」
各ŋġŎsŔ正面áŖsĩ通信ņsıĈ配置ÍÜÀĀh
（ 2）
（b）
通信回数Â増¾āÕ÷h通信ľŕsʼnäŁĬĩs
特 集
ŖsĩĦľıďĐċĈ使用ÍÜ本体ä設定j操作j動作
部h応答時間àßh1 回¸ÕĀä通信á付随Ïāh通
ŋĴĨÂ可能ݸāg接続方法ÞÍÜåh各ŋġŎsŔ
信İsĨÓäøä以外ä時間Â無視ÝÃàÅàāÉÞ
îä接続á加¾hĠĢįʼn内ŇĢĨá設定ÍÕŋġŎs
PUM ÝåÓĂÔĂá対Ïā対策Ĉ行ÙÕg
Ŕîä接続äõÝĠĢįʼn全体Ĉ一括Ý接続ÝÃā機能
通信速度á関Ïā対策ÞÍÜh従来他機種ä 19.2 Áÿ
gÉĂáþĀh簡便性Þ管理保守性
Ĉ装備ÍÕ} 図 4~
115.2 kbit/s Þ 6 倍ä高速化Ĉ図Ùܺāg
ä両立Ĉ実現Íܺāg
通信回数á関ÍÜåh上位ÁÿċĘĤĢÍÕºĺŒŊs
ôÕhŖsĩĦľıďĐċáåh通常使用ÏāĺŒŊs
Ĩ}通信İsĨäċIJŕĢ~Â分散ÍܺāÉÞÂ原因Ý
ĨĈŏsğsÂ登録ÝÃā{À気á入Ā|機能Ĉ装備ÍÜ
¸āgÉäÕ÷hPUM Ýå{ŏsğs登録ċIJŕĢ|機
h使ºúÏËä向上á寄与Íܺāg
ÀĀ}図 5~
能áþĀh分散ÍÕċIJŕĢá配置ËĂܺāİsĨĈh
連続ÍÕċIJŕĢá再配置ÏāÉÞÝh同一ĢįsĠŐŜ
.
ループ相互間の制御改善
g
îä通信回数Ĉh1 回áôÞ÷āÉÞÂ可能ݸā}図 6~
ŋİŔ予測制御Ĉ用ºÕ多ħsŜ最適制御áþĀh制御
ôÕh拡張通信ŋġŎsŔĈ使用ÏāÉÞáþĀh連結Í
対象ä隣接ÍÕ熱干渉Ĉ低減ËÑhÃ÷細Áº制御Ĉ可能
ÕŋġŎsŔ全体Ý 1 ĢįsĠŐŜÞÍÜ扱¼ÉÞÂÝÃ
ÞÍÕg適用事例Ĉ第 5 章á示Ïg
āg従来åİsĨ収集äÕéáŋġŎsŔä数Þ同Î回数
ä通信Â必要ݸÙÕøäĈh1 回á減ÿÏÉÞÂÝÃā
.
多ループ温度制御市場における顧客満足度向上
通信ĺľĒsŇŜĢä向上
（ 1）
þ¼áàÙÕg
付加機能装備á伴¼制御点数制限ä排除
（ 2）
従来hĠĢįʼnÂ大規模Þàāá伴ÙÜ通信経由Ýä
4 ĪŌĶŔ制御ŋġŎsŔáÀºÜhĻsĨ断線警報用
İsĨ更新可能速度Â低下Íh表示操作器àßÁÿäİs
CT}ĔŕŜııŒŜĢ~入力Ĉ 8 点装備ÍÕgÉĂáþ
Ĩ変更ä際ä操作感Ĉ大ÃÅ損à¼ÉÞÂ問題ÞàÙܺ
Āh制御Ŕsŀ数Ĉ減ÿÏÉÞàÅ各ĪŌĶŔáÚºÜ 3
Õg
相ĻsĨ断線ä検出Ĉ可能ÞÍÕg富士電機ä従来品Ýåh
Éä原因áåh次ä二Ú¸āg
CT 入力å単相 CT 入力á限ÿĂh3 相検出Â必要à場合
通信速度ÂİsĨ量á対ÍÜ不足ÏāÉÞ
（a）
åh別置ä 3 相検出器Ĉ設置Ïā必要¸ÙÕgÉĂáþ
Āh3 相ĻsĨ断線検出機能ä有無áÁÁąÿÐh同一Á
図
Ú最小äĠĢįʼn構成}制御ŋġŎsŔ台数h入出力ä配
本体の 3 分割構造
端子台
線~Ý使º分ÇÂ可能ÞàĀh顧客装置äĠĢįʼn構築Ĝ
本体
Ģı削減á寄与ÝÃāg
ベース部
図
ローダソフトウェア「お気に入り」登録機能
表示
登録したパラメータ
図
ローダソフトウェアの接続方法
図
ユーザー登録アドレス機能
マスタモジュールのみに接続
アクセスしたい
データ
再配置した
データ
複数箇所に分散
１か所に集中
データ 1
データ 2
3 回の
アクセスが
必要
個別接続
モジュール１台ごとに接続，
接続したモジュールのみにアクセスする
簡便である
（ 66 ）
データ 10
データ 11
一括接続
マスタモジュールのみに接続で
全モジュールにアクセス可能
保守管理性がよい
データ 30
ユ
ー
ザ
ー
登
録
ア
ド
レ
ス
機
能
データ 1
データ 2
データ 10
データ 11
データ 30
１回の
アクセス
で OK
富士時報 6OL.O
モデル予測制御の概念図
SV
PV
RT
MV
tK
HP
Hu
RT
PV
^
PV
tK
t K ＋H P
：設定値
：制御量
：参照軌道
：操作量
：現在時刻
：予測ホライズン
：制御ホライズン
時刻
多ゾーン最適制御によるノズルの温度安定度
185.1
185.0
184.9
184.8
^
MV
MV
設定値SV ＝185 ℃
185.2
0
100
200
300
400
時間（s）
t K t K ＋H u
時刻
Ĉ逐次繰Ā返ÏÉÞáþĀh未来Ĉ予測ÍÚÚh常á最適
図
従来制御（PID 制御）のみによるノズルの温度安定度
à制御Ĉ行¼ÉÞÂÝÃāg上記ä特長åh多変数系}干
渉系~
h制御対象á制約¸ā場合îä拡張ø容易ݸāg
設定値SV ＝185 ℃
185.2
実際á射出成形機}80 ıŜh4 ħsŜ~á多ħsŜ最適
温度 PV（℃）
制御Ĉ適用ÍÕg図 8 á従来制御}PID 制御~äõáþā
185.1
h図 9 á多ħs
ķģŔä温度安定度}幅 0.2 ℃h＋
− 0.1 ℃~
Ŝ最適制御áþāķģŔä温度安定度ä結果}幅 0.1 ℃h
185.0
＋
− 0.05 ℃~Ĉ示ÏgÉĂÿä結果Áÿh多ħsŜ最適制
184.9
184.8
御áþÙÜ温度安定度Â改善ÍÕÉÞĈ確認ÍÕg
0
100
200
300
400
時間（s）
あとがき
製造技術á対Ïā要求品質ä高度化á伴ºh高密度化j
複雑化Ïā製造装置îä組込õ用ÞÍÜ最適à調節計Ĉ開
発ÍÕg多ħsŜ最適制御å隣Ā合¼一次元干渉制御á対
多ゾーン最適制御の適用例
Íh温度制御ä安定化Ĉ実現ÍÕg
多ħsŜ温度制御系áÀºÜ温度安定度Ĉ悪化ËÑā原
今後å多ħsŜ最適制御ä領域ĈËÿá広Èh面均一制
因ä一Úá隣接ÍÕħsŜ間ä熱干渉Â挙ÈÿĂhÉä熱
御}2 次元干渉制御~Ý FPD 業界îä適用Ĉ図ÙܺÅg
干渉Ĉ低減ËÑāÉÞáþĀ温度安定度Ĉ向上ËÑāÉÞ
ôÕh現状仕様ä入力ĞŜŀœŜę周期}200 ms~
h入力
ÂÝÃāg従来制御ݸā PID 制御åh単Ŕsŀ制御ä
精度}＋
− 0.3 %FS~äËÿàā向上h各種通信機能îä対
Õ÷熱干渉ä低減áå限界¸ÙÕgÓÉÝ石油j化学ŀ
応áþĀhËôÌôà業界á適用可能àŋġŎsŔ型調節
h
（ 1）
（ 2）
ŒŜıàßä分野Ý適用実績Â数多Å報告ËĂܺāŋİ
計Ĉ開発ÍܺÅ所存ݸāg
（ 3）
Ŕ予測制御Ĉ用ºÕ多ħsŜ最適制御Ĉ開発Íh射出成形
機îä適用áþĀÓä有効性Ĉ確認Íܺāg
参考文献
ŋİŔ予測制御åhċŔĝœģʼná制御対象äŋİŔ
S. J. Qin, et, al.{A Survey of Industrial Model Predictive
（ 1）
}内部ŋİŔ~Ĉ持×h現在時刻Áÿ未来ä¸ā時刻áą
Control Technology,|Control Engineering Practice. vol.11,
Õā制御対象äëāôºÂ最適Þàāþ¼áh操作量Ĉ決
定Ïā制御方式ݸāg図 7 áŋİŔ予測制御ä概念図Ĉ
示Ïg
2003, p.733-764.
IEEE Control Systems Magazine, Snapshots of Process
（ 2）
Control Part Ⅱ Glassmaking, vol.26, no.6, 2006-12.
現在時刻 TK áÀºÜ設定値 36 Ĉ変化ËÑÕ場合Ĉ考¾
J. M. Maciejowski 著h 足 立 修 一h 管 野 正 明 訳i ŋ İ Ŕ
（ 3）
āg予測ńŒčģŜ (P Þ呼æĂā区間áÀºÜh¸ÿÁ
予測制御 制約äøÞÝä最適制御 Predictive Control with
Î÷設定ÍÜÀºÕ参照軌道 24 Þ内部ŋİŔÁÿ計算Í
Constraints. 東京電機大学出版局i2005.
Õ未来ä制御量 06 ä差Â最小Þàāþ¼áh未来ä操作
河合富貴子ñÁiŋİŔ予測制御Ĉ用ºÕ多ħsŜ最適
（ 4）
量 -6 Ĉ計算ÏāgÉäÞÃh未来ä操作量 -6 å制御
制御ä射出成形機îä適用i平成 19 年電気学会全国大会i
ńŒčģŜ (U Þ呼æĂā区間äõ動作ÏāÞ仮定Ïāg
4-177.
次á計算ËĂÕ未来ä操作量 -6 ä¼×h時刻 TK ＋ áÀ
Çā操作量 -6}TK ＋ ~Ĉ実際ä操作量ÞÏāgÉä動作
中沢親志ñÁiŇŔĪŔsŀ最適制御Ĉ実現ÏāŋġŎs
（ 5）
Ŕ型温度調節計i計装i2007-6. p.187.
（ 67 ）
特 集
SV
図
温度 PV（℃）
図
マルチループ・モジュール型調節計「PUM」
富士時報 6OL.O
ペーパーレス記録計「PHR」
「PHW」
特 集
篠田 正紀}ÍäÖeôËÃ~
今野 久洋}ÉĉäeèËèă~
西島 淳一}áÍÎôeÎûĉº×~
àÙܺāg
まえがき
多彩à表示画面
（ 4）
温度ú圧力àßh計測İsĨä経時変化Ĉ記録ÏāÕ÷
測定İsĨä画面表示ÞÍÜh一般的àıŕŜIJ表示ä
ä記録計áå大別ÍÜ 2 種類¸āg一ÚåhĪŌsı紙á
ñÁhĹsęŒľ表示hİġĨŔ値表示hċijŖę表示à
čŜĘġĐĬıúŃŜÝ描画ÏāÉÞáþÙÜ記録ÏāĨ
ßÂ可能ݸĀh測定対象h利用方法á応ÎÕ表示形式Ĉ
čŀݸĀhø¼一Úåh液晶画面àßá表示ÏāÞ同時
選択ÝÃāg
〈注 1〉
áhŊŋœáİġĨŔ値ÞÍÜ記録ÍܺÅĨčŀähº
ĜŜĺĘıľŒĬĠŎ Ŋŋœ記録
（ 5）
ąüāŃsĺsŕĢ記録計ݸāg近年å後者ä需要Â急
測定İsĨåhœċŔĨčʼnÝ液晶画面á表示ËĂāÞ
増ÍܺāgÓä理由ÞÍÜh日常İsĨä監視h記録機
同時áhĜŜĺĘıľŒĬĠŎŊŋœáİġĨŔ値ÞÍÜ
能á加¾h解析h情報処理äÕ÷á記録İsĨĈİġĨŔ
記録ËĂāgÉäİsĨåhÓäŊŋœĔsIJĈĺĦĜŜ
処理ÏāÞºÙÕ要求¸ĀhÉĂáŃsĺsŕĢ記録計
á接続ÏāÉÞáþÙÜhĺĦĜŜÝ読õ込öÉÞÂÝÃh
ôÕhĶĬıŘsĘ回線Ĉ通ÎÜ上位機器Áÿ読õ出ÏÉ
ä利点Â生ÁËĂܺāÉÞÂ挙ÈÿĂāg
（ 1）
富士電機äŃsĺsŕĢ記録計åh2001 年ä発売以来h
ŀŒŜıh各種機械装置ĈåÎ÷h測定値ä記録Â必要Þ
ËĂāËôÌôà分野Ý使ąĂÜÃÕgÉäÕéh従来
Þø可能ݸāg
ĺĦĜŜ上ÝäİsĨ処理
（ 6）
前記äŊŋœĔsIJÁÿĺĦĜŜá取Ā込ĉÖİsĨåh
ä 5.7 čŜĪĞčģİČĢŀŕčäĨčŀPHRá加¾h
一般的à表計算ĦľıďĐċàßÝ読õ込öÉÞÂÝÃā
12.1 čŜĪĞčģä大型ĨčŀPHWĈ発売ÍÕg
ñÁh富士電機ēœġijŔäİsĨļŎsŘĦľıďĐċ
本稿ÝåhÓĂÔĂäĨčŀä機能h特長àßĈ中心á
Ĉ使用ÏĂæhĺĦĜŜ上Ýä記録İsĨä再現àßhË
紹介Ïāg
ôÌôàİsĨ処理Â可能ݸāg
演算機能
（ 7）
ľČŔĨh開平hĪŌĶŔ間差分äñÁh流量瞬時値ä
特 長
積算áþāısĨŔ流量計算h日報ú月報àßä作成hŕ
以下á主à特長áÚºÜ述ïāg
ıŔı食品ä殺菌時ä温度管理Ý用ºā F 値演算àßä
明āÅ見úϺİČĢŀŕč
（ 1）
機能Ĉ持Ùܺāg
PHR Ý å 5.7 č Ŝ ĪhPHW Ý å 12.1 č Ŝ Ī ä 広 視 野
Ethernet 機能}ēŀĠŐŜ~
（ 8）
注 2
角h高輝度ä TFT ĔŒs液晶İČĢŀŕčĈ採用ÍÜÀ
Ethernet îä接続Â可能ݸĀhLAN Ĉ利用ÍÜh
Āh視認性á優Ăܺāg常時監視ä必要Âàº場合áåh
İsĨúľĊčŔä転送h電子ŊsŔ自動発信àßä機能
自動的á画面Ĉ消灯ÏāÉÞø可能ݸāg
Ĉ実現ÝÃāg
簡単à操作
（ 2）
記録äÕ÷ä各種ĺŒŊsĨä設定j変更àßåh画面
機 能
á表示ËĂāĕčIJá沿ÙÜ操作ÏāÉÞáþĀhŇĴŎ
ċŔàÍÝø行¾āñßĠŜŀŔà操作Â可能ÞàÙܺ
図 1h 図 2 á PHRhPHW ä外観Ĉ示ÏgÞøáĺĶŔ
āg
á取Ā付ÇÜä使用方法ÞàāÂhPHR Ýåh 図 3 á示
ŇŔĪ入力Þ入力点数
（ 3）
入力点数åhPHR Ýå最大 18 点hPHW Ýå最大 36 点
注 1ĜŜĺĘıľŒĬĠŎkĞŜİČĢĘ社ä登録商標
ÝhÞøáh電圧h熱電対àßá対応ÍÕŇŔĪ入力Þ
注 2Ethernetk米国 Xerox Corp. ä登録商標
篠田 正紀
（ 68 ）
今野 久洋
西島 淳一
記録計ä製品開発á従事g現在h
記録計ä製品開発á従事g現在h
記録計ä製品開発á従事g現在h
富士電機ĠĢįʼnģ株式会社制御
富士電機ĠĢįʼnģ株式会社制御
富士電機ĠĢįʼnģ株式会社制御
ĠĢįʼn本部 PIA 統括部計測機
ĠĢįʼn本部 PIA 統括部計測機
ĠĢįʼn本部 PIA 統括部計測機
器技術第二部担当課長g
器技術第二部主任g
器技術第二部g
富士時報 6OL.O
ペーパーレス記録計「PHR」
「PHW」
Ïþ¼áh日本語ä表示ĕčIJ画面Â連動ÍÜ表示ËĂ
āÕ÷h必要à場所î持×込ĉÝä記録àßá適Íܺāg
āÕ÷h操作手順h操作結果Â容易á理解ÝÃāg主à操
以下h前述ä特長Ý述ïÕ内容ÀþéÓĂ以外ä主à機
作åhŇĴŎċŔàÍÝø簡単á行¾āÕ÷hŏsğsá
ÞÙÜø大変取Ā扱ºúϺg
能áÚºÜh具体的á述ïāg
ôÕh .
.
操作性
節á述ïā各種画面ä切替áÚºÜøhŘŜ
ĨĬĪÝ切替¾Â可能ݸāg
記録条件ä設定j変更àßä操作áÚºÜåh図 4 á示
ÉĂÿä画面åh国内用åÏïÜ日本語表記ä画面構成
ݸāÂh輸出用ÞÍÜ英語表記ø可能ݸāg
図
PHR の外観
àÀh記録á関Ïā各種ĺŒŊsĨåh記録計本体ä画
面Áÿ行¼ñÁáhĺĦĜŜÁÿĺŒŊsĨĈ設定ÍÕĀh
Óä設定値ĈĺĦĜŜá保存ÏāÉÞÂÝÃāþ¼áĺŒ
ŊsĨŖsĩĦľıďĐċÂ付属ÍܺāÕ÷h機器ä管
理àßÂ容易áÝÃāg
.
画面の種類
図 5 v図
á測定İsĨä表示画面ä例Ĉ示Ïg
ıŕŜIJ記録画面ÝåhĪŌsı紙上áŃŜÝ記録Í
ܺāčŊsġÞ同様äøäĈ表示Íܺāg図 5 á示Ï
垂直方向äñÁáh水平方向äıŕŜIJ表示ø選択ÝÃāg
ôÕhÉä画面Þå別áhĜŜĺĘıľŒĬĠŎŊŋœá
記録ËĂܺā過去ä記録İsĨĈ再生表示ÏāÞº¼h
ĻĢıœĔŔıŕŜIJ画面¸āgĖsÝĢĘŖsŔ表示
図
図
PHW の外観
図
設定操作画面
設定メニュー表示
入力設定表示
PHR ポータブルタイプの外観
記録レンジ設定
（ 69 ）
特 集
ÏņsĨĿŔĨčŀ¸Āh取Ù手Ý持×運ìÉÞÂÝÃ
富士時報 6OL.O
ÍÕĀh日時Ĉ指定ÍÜh過去ä特定ņčŜıä測定値Ĉ
ペーパーレス記録計「PHR」
「PHW」
瞬時値Ĉ積算計算ÍÕ結果ÀþéhÓä日報h月報à
（ 1）
表示ÏāÉÞÂÝÃāg
特 集
Óä他ä測定İsĨ表示ÞÍÜhĹsęŒľ表示hċij
ßä積算İsĨ表示画面
測定値Â上下限設定値Ĉ外ĂÕÞÃä警報発生àßh
（ 2）
種々äčłŜıĈ表示ÏāčłŜıĞŇœs表示画面
ŖęŊsĨ表示hİġĨŔ表示àßä画面Â用意ËĂܺ
āg
čłŜıĞŇœs表示áåh¸ÿÁÎ÷設定ÍÜÀºÕ
ÉäñÁáh次ä画面ø用意Íܺāg
ŊĬĤsġĈ表示ËÑāÉÞàßø可能ݸāg例¾æ
図
トレンド（縦）表示画面
図
デジタル表示画面
図
バーグラフ表示画面
図
積算データ表示画面
図
アナログメータ表示画面
図
（ 70 ）
イベントサマリー表示画面
富士時報 6OL.O
ペーパーレス記録計「PHR」
「PHW」
薬品 A 注入開始ÞºÙÕŊĬĤsġĈh外部Áÿä接
.
点入力äĨčňŜęÝ表示ÝÃāg
データビューワ
標準添付äĺĦĜŜ用ĦľıďĐċݸāİsĨļŎs
止äŖęh電子ŊsŔ送信記録hFTP ĞsĹîäŖęč
ŘĈ用ºāÞh記録計ÝĜŜĺĘıľŒĬĠŎŊŋœá保
ŜjŖęēľàßä履歴Ĉ表示ÏāhEthernet Ŗę表示
存ÍÜÀºÕ過去äİsĨĈhĺĦĜŜ上Ýø再生ÝÃāg
画面à߸āg
図
áÓä一例Ĉ示Ïg
ôÕhEthernet àßÝ記録計Þ接続ÍÜÀÇæh記録
.
データの保存
中äİsĨĈœċŔĨčʼnÝĺĦĜŜ画面上á表示ËÑā
測定ËĂÕİsĨåhİġĨŔ値ÞÍÜŊŋœá記録Ë
ÉÞøÝÃāg
ĂāgÓäİsĨ形式ÞÍÜhċĢĖs形式ÞĹčijœs
ÉĂÿäİsĨåh市販ä表計算Ħľıá取Ā込öÉÞ
形式ä 2 種類Â用意ËĂܺāg
ø可能àäÝhËÿá詳細àİsĨ解析áø利用ÏāÉÞ
ċĢĖs形式Ýä記録Ĉ指定ÍÕ場合hİsĨåh数字
ú文字Ý表現ËĂÕľĊčŔÞÍÜ保存ËĂāÕ÷h互
図
データビューワのトレンド表示
換性á優Ăh例¾æĺĦĜŜä表計算ĦľıďĐċàßÝ
ø直接読õ込öÉÞÂÝÃh詳細àİsĨ解析Ĉ行¼àßh
後工程Ýä再利用á便利à形式ݸāg
ÉĂá対ÍÜhĹčijœs形式Ýä記録Ĉ指定ÏāÞh
ĺĦĜŜàßĈ使ÙÜäİsĨä改変Â困難ÞàāÕ÷h
特á記録ä信憑性}Íĉêý¼Ñº~Â問ąĂā用途Ýå
有効à形式Þº¾āgËÿáhċĢĖs形式á比ïÜh使
用ÏāŊŋœ容量Â少àÅàāÕ÷h同ÎŊŋœĔsIJĈ
使用ÍÕÞÃÝøhþĀ長期間ä記録Â可能Þàāg例¾
æh256 M ĹčıŊŋœh30 秒周期Ýä平均値記録h入
力 9 ĪŌĶŔäõä場合hċĢĖs形式Ý約 3 年á対Íh
Ĺčijœs形式Ýå 4 倍ä約 12 年Þàāg
表
PHRとPHWの仕様
チャネル数
入 力
種 類
サンプリング周期
DI入力
表示部
表 示
グループ
表示画面
100 ms
100 ms（9，18点），200 ms（27，36点）
無電圧接点入力 10点
無電圧接点入力 16点
5.7インチ カラーTFT液晶
12.1インチ カラーTFT液晶
最大 10チャネル×4グループ
最大 10チャネル×8グループ
トレンド（縦横），バーグラフ，アナログメータ，デジタル，イベント，積算，ヒストリカルトレンド（縦横）
外部記録素子
コンパクトフラッシュメモリ
形 式
1秒∼（自動書込みのみ）
バイナリー/アスキー
トレンドデータ
最大&最小/平均値/瞬時値
イベントデータ
アラーム，メッセージ，電源入り切り，記録開始停止
積算値データ
日報，月報，年報，外部入力
フィルタ，差演算，F値演算、積算演算、開平演算
リレー10点＋オープンコレクタ18点
警報出力
プロトコル
電子メール送付機能
Webサーバ機能
FTPサーバ機能
外形寸法
9，18，27，36点
熱電対，測温抵抗体，直流電圧，直流電流（外部抵抗）
自動消灯可能（1∼60分）
演算機能
Ethernet
PHW
LCD消灯機能
記録周期
記 録
PHR
9，18点
リレー20点＋オープンコレクタ16点
FTPサーバ，SMTP，HTTP，Modbus-TCP
アラーム通知，イベント通知、定時通信
現在地，積算値，イベントなどのPC上での閲覧
コンパクトフラッシュメモリ情報のPC上での閲覧，ネット経由でのファイル操作
160（W）×144（H）×185（D）（mm）
300（W）×300（H）×221（D）（mm）
（ 71 ）
特 集
ôÕhEthernet 機能付Ãä場合áåh通信ä開始j停
富士時報 6OL.O
Â可能ݸāg
ペーパーレス記録計「PHR」
「PHW」
両者åh入力点数h画面Ğčģàßá相違¸āÂh主
要機能h操作性hčŜĨľĐsĢàßå統一ËĂܺāg
特 集
.
Ethernet 機能
Ethernet 機能}ēŀĠŐŜ~Ĉ使用ÏāÞh次äþ¼
SCADA ソフトウェアとの連携
àÉÞÂ可能Þàāg
注 4
Web ĞsĹ機能
（ 1）
SCADA ĦľıďĐċäCitectSCADAÞ併用Ïā
ĺĦĜŜÝ測定値äİġĨŔ値hčłŜı情報Ĉ表示Ï
ÉÞÝhĺĦĜŜÞ LAN Ĉ用ºÕœŋsı監視ĠĢįʼn
āg
Ĉ構築ÝÃāg
電子ŊsŔ機能
（ 2）
LAN 上äŊsŔĞsĹĈ使ÙÜh¸ÿÁÎ÷指定ÍÕ
CitectSCADA ä監視点数åh最小 75 点Áÿ最大 15 万
点ôÝ対応ÝÃāÕ÷h設備ä規模á対応ÍÕĠĢįʼnä
宛先}最大 8 Á所~á電子ŊsŔĈ自動発信Ïāg発信ä
構築Â可能ݸāg例¾æh工場内á設置ËĂÕËôÌô
ĨčňŜęåh警報ä発生/解除h外部設定入力h指定Í
àĤŜĞ信号Ĉ記録計á取Ā込õhÓä記録計Ĉ LAN á
Õ一定時間ÊÞh記録計ä異常検出時àßÂ指定ÝÃāg
接続ÏāÉÞáþÙÜhÓĂÿä測定İsĨäœŋsıÝ
FTP 機能
（ 3）
ä画面監視äñÁh警報ä発生状況ä一覧表示h日報ú月
記録計内äĜŜĺĘıľŒĬĠŎŊŋœá保存ËĂܺ
報àßä各種帳票ä作成j出力àßÂ可能Þàāg
ā測定İsĨľĊčŔĈhĺĦĜŜî取Ā込õhľĊčŔ
ä一覧Ĉ表示Ïāg
注 3
あとがき
Modbus TCP 機能
（ 4）
ĺĦĜŜäċŀœĚsĠŐŜĦľıďĐċáþÙÜh測
定İsĨĈ常時収集ÏāİsĨŖĕs機能Ĉ実現Ïāg
ŃsĺsŕĢ記録計ä特長Þ機能áÚºÜ紹介ÍÕg
今後ä IT 化ä進展á伴ÙÜh記録計äŃsĺsŕĢ化
Â一層進展ÏāÞ思ąĂāÂh高度化h多様化Ïā顧客ä
Ĵsģá応¾āïÅh機能h性能äËÿàā向上Ĉ図āþ
仕 様
¼改良Ĉ進÷ܺÅ所存ݸāg
表１á PHR Þ PHW ä仕様Ĉ示Ïg
参考文献
注 3ModbuskAEG Schneider Automation International 社ä登
録商標
注 4CitectSCADAkCITECT 社ä登録商標
（ 72 ）
田中行雄h西島淳一iļİēĪŌsıŕĜsĩ PHRi計
（ 1）
測技術ivol.30, no.5, 2002, p.31-33.
富士時報 6OL.O
直接挿入レーザ方式ガス分析計「ZSS」
特 集
金井 秀夫}ÁàºeèÝÀ~
中村 裕介}àÁöÿeü¼ÏÇ~
小泉 和裕}ɺÐõeÁÐèă~
（ 1）
まえがき
装置の構成
日本Ýåh大気汚染Áÿ国民ä健康Ĉ保護Íh生活環境
図 1 á構成Ĉh図 2 á外観Ĉ示Ïg装置å発光部h受光
Ĉ保全ÏāÉÞàßĈ目的ÞÍÜ大気汚染防止法Â
部h制御部ä 3 個äŏĴĬıÁÿ構成ËĂāg
1968 年á制定ËĂܺāgÉä大気汚染防止法Ýåh排
出物質ä種類ú施設内容ú規模ÊÞá排出基準Â決÷ÿĂ
発光部
（ 1）
赤外半導体ŕsğúÓä温度Ĉ制御Ïā回路ÞŃŔĪĐ
ÜÀĀh地域áþÙÜå総量規制基準Â定÷ÿĂܺāg
素子àßÝ構成ËĂh測定成分ä吸収ĢŃĘıŔá合ÙÕ
ÎĉÁº焼却施設h産業廃棄物焼却施設Ýå有害物質ä
波長á安定ËÑ発光Ïāg
一ÚÞÍÜ塩化水素ä排出規制Â定÷ÿĂܺāg施設内
受光部
（ 2）
ä煙突出口付近Áÿ自動連続採取ÍÕĞŜŀŔĕĢĈ吸収
ńıĩčēsIJú増幅回路h濃度検出回路àßÝ構成Ë
槽á通ÍÜ測定ÏāčēŜ電極方式ä塩化水素自動測定器
Ăh煙道内Ĉ通過ÍÕ光Ĉ電気信号á変換ÍÜ濃度検出Ï
Â多Å使用ËĂܺāgôÕh発電用àßä大型ŅčŒÝ
āgôÕh受光部Þ発光部å煙道ú煙突Ĉ挟ö形Ý取Ā付
åċŜŋĴċĈ使用ÍÕ脱硝設備ä併設Â多Åh残存ċŜ
ÇÿĂhÓĂÔĂ角度調節機構部Ĉ持×hľŒŜġ取付Ç
ŋĴċäŋĴĨú脱硝監視äÕ÷hċŜŋĴċ計Â設置Ë
位置äÐĂú煙道äèÐõáþā光軸äÐĂĈ調整ÝÃāg
ĂāgċŜŋĴċå塩化水素Þ同様á試料ĕĢĈ自動連続
ËÿáĩĢıáþā詰ôĀú窓汚ĂĈ防Æĺsġ機構Ĉ備
採取ÍÜ赤外線分析法h化学発光法àßÝ測定ËĂܺāg
ÉäÕéhŕsğĈ使用ÍÕhĞŜŀœŜę不要à直接
¾Üºāg
制御部
（ 3）
挿入ŕsğ方式ĕĢ分析計ZSSĈ国内ŊsĔsÞÍÜ
発光部Þ受光部îä電源供給hĕĢ温度úĕĢ圧力àß
初÷Ü発売ÍÕäÝhÓä構成h原理h特長h用途àßá
ä濃度補正h濃度úċŒsʼnä表示Àþé信号ä入出力Ĉ
ÚºÜ紹介Ïāg
行¼g
（ 2）
測定原理
図１ 直接挿入レーザ方式ガス分析計の構成
塩化水素úċŜŋĴċàßäĕĢ分子åÓĂÔĂ固有ä
パージ導入口
赤外線吸収ĢŃĘıŔĈ持Ùܺāg図 3 á各種ĕĢä吸
取付け
フランジ
受光部
発光部
図
煙突
直接挿入レーザ方式ガス分析計の外観
0.5 ∼10m
受光
素子
角度調整
機構部
電源，信号
角度調整機構部
発光
素子
信号
発光部
電源，
信号
制御部
信号
受光部
電源
外部入出力
金井 秀夫
制御部
中村 裕介
小泉 和裕
油膜ĤŜĞh水質安全ŋĴĨàß
水質計ä設計j開発ÀþéĕĢ分
ĤŜĞj計測機器ä研究開発á従
ä水質計ä設計j開発Ĉ経ÜĕĢ
析計ä開発á従事g現在h富士電
事g現在h富士電機ċIJĹŜĢı
分析計ä開発á従事g現在h富士
機ĠĢįʼnģ株式会社制御ĠĢį
įĘķŖġs株式会社生産技術Ĥ
電機ĠĢįʼnģ株式会社制御ĠĢ
ʼn本部 PIA 統括部計測機器技術
ŜĨs機器技術研究所副主任研究
įʼn本部 PIA 統括部計測機器技
第二部課長g
員g電気学会会員g
術第二部主任g
（ 73 ）
富士時報 6OL.O
図
直接挿入レーザ方式ガス分析計「ZSS」
赤外線吸収スペクトル
図
特 集
N2O
測定方式原理
中心波長
N2O
NO
H2S
O2
ガスの吸収線
H2S
2 倍波信号 2f m
HF
HCl
NH3
750
1,000
1,250
1,500
1,750
NH3
NH3
CO2
CO
2,000
レーザ発光波長
2,250
波 長（nm）
（a）ガスの吸収波長図
変調周波数 f m
塩化水素の波長の拡大図
吸収強度
1,720
受光信号
時間
時間
HF
受光
強度
CH4
波長 （レーザのドライブ電流，温度∝波長）
1,740
1,760
1,780
1,800
1,820
1,840
（b）塩化水素の吸収スペクル（1,720 ∼ 1,840 nm） 波 長（nm）
（参照 The HITRAN Database）
低消費電力
（ 2）
ĞŜŀœŜę方式ÝåĕĢĈ吸引Í分析計ôÝ導入Ïā
Õ÷hĩĢı除去ľČŔĨh吸引器hĕĢ冷却器àßÂ
必要ÝhôÕhĞŜŀœŜę配管Ĉ凝縮防止äÕ÷加熱Íh
収波長域Þ塩化水素ä吸収ĢŃĘıŔĈ示Ïg赤外線ä吸
約 50 W/m ä電力Ĉ必要ÞÏāg一方hŕsğ方式Ýåh
収å線ĢŃĘıŔÞÍÜ存在Íܺāg
煙道á直接設置ÏāÕ÷hÉĂÿ部材å不要ݸāgôÕh
発光部Áÿ照射ËĂÕŕsğ光å Lambert-Beer ä法
消費電力 70 VA Þ小ËÅh地球áúËͺ製品ݸāg
則á基ÛÃ煙道内ä測定ĕĢ濃度á応Î吸収ËĂ受光部á
到達ÏāgÉä受光強度Ĉ検知Í煙道内äĕĢ濃度Ĉ測定
ĞŜŀœŜę方式ÝåĩĢıä多º排ĕĢÝ使用ÍÕ場
合hĩĢıľČŔĨàßÂ短期間Ý閉ÓÅÍh測定不能ä
Ïāg
)},~＝ )0 exp}−KN,~
ĩĢıä多º排ĕĢî適用可能
（ 3）
………………………………（ 1）
事態Â起ÉāgĞŜŀœŜęÂ不要à直接挿入形äŕsğ
)},~k受光強度
方式Ýåh発光面ú受光面Ĉ常時清浄空気ÝĺsġÏāÉ
)0k照射強度
ÞáþĀhĩĢıÂ多º排ĕĢîø適用ÝÃāg
Kk比例係数
制御系î適用可能
（ 4）
Nk測定ĕĢä濃度}密度~
ĞŜŀœŜę方式ä応答時間å数分}ĞŜŀœŜę導管
,k煙道幅
長á依存~Ĉ必要ÞÏāg一方hŕsğ方式Ýå 2 秒以下
図 4 á 測 定 方 式 ä 原 理 Ĉ 示 Ïg ŕ s ğ 光 å 半 値 幅 約
Þ高速àÕ÷脱塩設備ú脱硝設備áÀºÜþĀ緻密à制御
10 pm}pm ＝ 10− 12 m~äñò単波長ä光ݸāÂh駆動
á結éÚÇāÉÞáþĀh脱塩剤ä消石灰ú脱硝用ċŜŋ
電流ú温度Ĉ変化ËÑāÉÞÝ波長変調Â可能ݸāg測
定対象ĕĢä線ĢŃĘıŔĈ中心á波長Ĉ一定周期Ý変調
Ĵċä注入量ä削減Ĉ図āÉÞÂÝÃāg
他ĕĢä干渉Ĉ受Çàº測定
（ 5）
ÍÜ照射ÏāÞh周波数特性Ĉ持Ú受光信号Â得ÿĂh吸
čēŜ電極方式Ýå他äĸŖěŜ物質ä影響Ĉ受Çāg
収áþā微弱à減衰信号Ĉ周波数成分ÞÍÜ取Ā出ÏÉÞ
一方h赤外線式ä分析計Ýå測定á広º波長域Ĉ使用Í
Ý精度þÅ測定ÝÃāg
ܺāÕ÷hĹŜIJĹĢľČŔĨ}特定ä波長域ÖÇÂ透
過可能à光学ľČŔĨ~Ĉ組õ合ąÑāàßÍÜ低減åÍ
特 長
ܺāøääh原理的á他ĕĢÁÿä干渉ä影響Ĉ受Çāg
ŕsğ方式å測定á使用Ïā波長範囲Â 1 nm 以下}nm
低ŒŜĴŜęĜĢı
（ 1）
＝ 10− 9 m~Þ非常á狭ÅhËÿá共存ĕĢä吸収Âàº
čēŜ電極方式å月á約 2 回h吸収液ä調製àß定期的
波長Ĉ選択ÍܺāÕ÷h原理的á他ĕĢä干渉Ĉ受Çà
àŊŜįijŜĢÂ必要ݸāg一方hŕsğ方式Ýå光量
ºg
検知áþāĥŖ点自動補正ä採用áþĀhĥŖ点ä安定性
低濃度領域Ýä高精度測定
（ 6）
á優Ăh半年Áÿ 1 年äŊŜįijŜĢľœsĈ実現ÏāÉ
ÎĉÁº焼却施設ä煙道出口付近ä塩化水素濃度å
ÞÂÝÃāg点検作業費ä低減úh試薬Â不要àÉÞáþ
5 ppm áø満Õàº低º濃度äÕ÷h測定Ïā機器å低
Ā従来á比ïŒŜĴŜęĜĢıĈ約 1/5 á低減ÝÃāgô
ŕŜġ仕様Â望ôͺg本分析計å 10 ppm}測定光路長
Õ定期的à自動校正ø必要àºÕ÷h欠測時間ÂàºÉÞ
1 m äÞÃ~ä低濃度領域ä測定Â可能Ýh従来方式ä最
ø特長ݸāg
小ŕŜġ 50 v 100 ppm á対Í精度äþº測定ÂÝÃāg
（ 74 ）
富士時報 6OL.O
直接挿入レーザ方式ガス分析計「ZSS」
ä清浄乾燥空気áþāĺsġĈ行¼ÉÞáþÙÜhÉäþ
¼à条件áø対応ÝÃāg
仕 様
ÎĉÁº焼却炉ú産業廃棄物焼却炉ä排ĕĢåh排出規
主à仕様Ĉ表１á示Ïg
制á定÷ÿĂÕ濃度以下ݸāÁ監視Ïā必要¸āgĕ
（ 3）
Ģ条件åh塩化水素濃度 0 v 50 ppmh温度 100 v 250 ℃h
プロセスへの適用例
3
以 下h 水 分 10 v 40 vol%
ĩ Ģ ı 量 200 mg/m}normal~
図 5 áÎĉÁº焼却施設ú産業廃棄物焼却施設îä適用
ݸāgŕsğ方式ĕĢ分析計Ýå湿ĀĕĢ濃度}水分Ĉ
例Ĉ示Ïg
含÷Õ濃度~áÜ測定ËĂāg予測ËĂā水分濃度Ĉ設定
塩化水素濃度測定áþā消石灰注入制御
（ 1）
ÎĉÁº焼却炉ú産業廃棄物焼却炉ä集Îĉ装置入口Ý
åh排ĕĢ中ä塩化水素濃度Ĉ低下ËÑāÕ÷á消石灰Ĉ
Í乾ÃĕĢ濃度}水分Ĉ取Ā除ºÕ後ä濃度~Ý出力Ïā
ÉÞø可能ݸāg
脱硝設備äċŜŋĴċ注入制御
（ 3）
噴霧Íܺāg測定対象ÞÏā排ĕĢåh焼却物ä種類ú
大型äŅčŒhÎĉÁº焼却炉àßÝåċŜŋĴċú
ŀŒŜıä状況áþāÂh塩化水素 500 v 2,000 ppmh温
尿素Ĉ使用ÍÕ選択的触媒還元法}SCR~áþā脱硝設
3
h水分
度 200 v 400 ℃h ĩ Ģ ı 量 2 v 10 g/m}normal~
備Â導入ËĂܺāg測定ĕĢ条件åhċŜŋĴċ濃度
10 v 20 vol% Ýh悪条件äÕ÷従来å自動連続測定Â難
50 v 200 ppmh 温 度 300 v 400 ℃h ĩ Ģ ı 量 200 mg/m3
ÍÁÙÕgŕsğ方式ä場合áåhĩĢıäÕº積防止h
}normal~以下h水分 10 v 20 vol% Â一般的ݸāg脱硝
温度低減äÕ÷h排ĕĢä流速á応ÎÜ 50 v 100 L/min
設備ä後方áŕsğ方式ĕĢ分析計Ĉ設置ÏāÞh過剰à
ċŜŋĴċĈ注入ÏāÉÞàÅ効率的à制御Â可能áàāg
表
直接挿入レーザ方式ガス分析計の仕様
項 目
仕 様
測定原理
波長非分散赤外線方式（NDIR）
測定方式
クロススタック方式（パス方式）
レーザクラス
限測
界定
検
出
性
制ÏāÉÞÂÝÃāg
フィールドの測定例
Class 1
塩化水素
アンモニア
最小10 ppm，最大1,000 ppm
最小15 ppm，最大1,000 ppm
（光路長1 m時の測定レンジ）
塩化水素
アンモニア
0.05 ppm
0.15 ppm
繰返し性
直線性
ゼロドリフト
能
応答速度
暖気時間
角度調整角
ケース保護等級
測定可能範囲
（煙突径）
条測
件定
ガ
ス
Âÿh硫安}
}NH4~
2 SO4~ä生成áþā配管ä詰ôĀø抑
赤外半導体レーザ
光 源
レ測
ン定
ジ成
分
Éäþ¼à制御áþĀh余剰ċŜŋĴċä排出Ĉ低減Íà
温 度
圧 力
水 分
流 速
図 6h図 7 áľČsŔIJÝä測定例Ĉ示Ïg
図 6 ÝåhĞŜŀœŜęĕĢä採取場所Þŕsğ方式ĕ
図
±2.0%FS
±3.0%FS
±2.0 %FS/6ヶ月
（アンモニアレンジ20 ppm以下は±3.0%FS/
6ヶ月）
2秒以下
廃棄物焼却施設での設置例
レーザ方式ガス分析計
排気ガス監視
レーザ方式ガス分析計
活性炭吸着塔
ボイラ設備
90分
5°以上
ろ過式
集じん装置
IP65（耐じん，耐全方向噴流水）
0.5∼10 m
最大450 ℃
大気圧±10 kPa
50 vol%以下
10 m/s以下
図
従来方式との測定比較 1
−20∼＋45 ℃
140
電源・消費電力
AC100∼240 V，50/60 Hz，約70 VA
120
・外
質径
量寸
法
DC4∼20 mA（550 Ω），
2点（測定値，酸素換算値）（オプション最大4点）
接点出力
DC4∼20 mA，2点（オプション最大6点）
DC12∼24 V/5∼20 mA，
4点（オプション最大5点）
DC24 V，1 A，8点（オプション最大17点）
受光部
発光部
制御部
180
（W）
×400
（D）
×200
（H）
（mm）
，約10 kg
240
（W）
×400
（D）
×200
（H）
（mm）
，約10 kg
240
（W）
×135
（D）
×320
（H）
（mm）
，約8 kg
アナログ入力
接点入力
HCl（ppm）
−20∼＋55 ℃
外
部
入
出
力
触媒反応塔
燃焼ガス
温
周
受光部，
発光部
度囲
制御部
アナログ出力
消石灰注入制御
約 8 分差 約 8 分差
約 8 分差
約 8 分差
100
80
60
40
20
直接挿入レーザ方式ガス分析計
0
16：00
イオン電極方式（サンプリング導管約 20 m）
17：00
18：00
19：00
時 間
（ 75 ）
特 集
煙突出口付近ä塩化水素濃度監視
（ 2）
富士時報 6OL.O
図
直接挿入レーザ方式ガス分析計「ZSS」
従来方式との測定比較 2
あとがき
特 集
250
ピークが鋭く急しゅんな応答が得られる。
直接挿入ŕsğ方式ĕĢ分析計å従来äĞŜŀœŜę式
200
HCl（ppm）
直接挿入レーザ方式ガス分析計
áåàº高速応答h低維持費úŊŜįijŜĢľœsàß多
イオン電極方式
150
Åä特長¸Āh制御用àß新ͺ用途îä適応ø可能á
àāäÝhŏsğsá満足ÍܺÕÖÇā製品ݸāg
100
現在h塩化水素úċŜŋĴċàßä吸着性¸ĀhĞŜ
50
ŀœŜęÂ難ͺĕĢĈ測定対象áÍܺāÂh燃焼制御
用ä酸素計h測定ĕĢÞ水分Ĉ同時測定Ïā 2 成分計àßh
0
4：00
6：00
8：00
10：00
12：00
14：00
16：00
18：00
時 間
Ĵsģá合ÙÕ測定仕様ä製品Ĉ増úÍܺÅ所存ݸāg
参考文献
Ģ分析計ä設置場所å同Îݸāg相互ä出力å良好à相
関Ĉ示ÍܺāÂhŕsğ方式ĕĢ分析計ä出力åĞŜŀ
œŜę導管ä長Ë 20 m äčēŜ電極方式Þ比ïÜh応
中村裕介ñÁi直接挿入ŕsğ方式ĕĢ分析計i計測技術i
（ 1）
vol.35, no.9, 2007, p.466.
Peter Werle et al. Near- and mid-infrared laser-optical
（ 2）
答Â約 8 分速º結果Ĉ示Íܺāg
sensors for gas analysis. Optics and Lasers in Engineering.
図 7 Ýåhŕsğ方式ĕĢ分析計ä出力åčēŜ電極方
37 2002, p.101-114.
式Þ比ïÜĽsĘ値Â鋭Å急Íûĉà応答Â得ÿĂܺāg
ÉĂå濃度検出部Â直接煙道á取Ā付ÇÿĂܺāÕ÷h
瞬時ä状態Ĉ反映ÍܺāøäÞ考¾ÿĂāg
（ 76 ）
谷川昇ñÁi都市Êõ焼却施設áÀÇā試料非吸引採取方
（ 3）
式塩化水素自動計測器ä実用性ä評価i大気環境学会誌i42
}1~, 2007, p.28-33.
富士時報 6OL.O
直接挿入形ジルコニア式酸素計「ZFK8/ZKM」
特 集
加藤 修久}ÁÞ¼eäìèË~
宇津木 喜弘}¼ÚÃeþÍèă~
乾 貴誌}ºâºeÕÁÍ~
ÿĂāgÉä安定化ġŔĜĴċå高温áÏāÉÞÝ酸素č
まえがき
ēŜ導電性Ĉ有Ïā固体電解質ä性質Ĉ現ÏgÉä固体電
酸素ĤŜĞåh自動車用đŜġŜä空燃比制御h産業用
解質ä両面á白金àßä電極Ĉ形成Íh微視的áåh固体
ŅčŒh各種工業炉hÊõ焼却場àßä燃焼制御j管理
電解質Þ電極Þ酸素ä界面}三相界面~Ýh電気化学反応
á使用ËĂܺāg図 1 á示Ïþ¼áh適正空気比Ýå燃
Â生ÎܺāÞ考¾ÿĂܺāgÓĂÿ電極Â異àā酸素
料å完全á燃焼ÏāÕ÷h最大ä燃焼効率Â得ÿĂhNOx
分圧ä環境á置ÁĂÕ場合h電気化学反応áþĀ両電極間
ú SOx ä発生量ø十分á抑制ÏāÉÞÂÝÃāgÓÉÝh
á起電力Â生ÎāgÉä現象å濃淡電池作用Þ呼æĂܺ
酸素ĤŜĞĈ用ºÜh燃焼排ĕĢä酸素濃度Ĉ測定ÍhÓ
āg
ä信号Ĉ燃焼機器áľČsIJĹĬĘÏāÉÞÝ最適à燃焼
高酸素分圧側kO2 ＋ 4e − 2O2 −}čēŜ化~………（ 1）
制御Ĉ行ºh燃料使用量Ĉ低減ÏāÉÞÂÝÃāg
低酸素分圧側k2O2 − O2 ＋ 4e −}分子化~ ………（ 2）
近年äđĶŔės問題ú環境問題á対ÍÜh過酷à環境
発生Ïā起電力 % åhĶŔŜĢı}Nernst~ä式áþĀh
下Ýø長期間安定的á使用ÝÃāÉÞÞh煙道àßá直接
挿入ËĂāÉÞáþā応答性äþËÁÿh直接挿入形ġŔ
式äþ¼á表Ñāg
（ 3）
% ＝
}24/4&~ln
}0H/0L~ ………………………………（ 3）
ĜĴċ式酸素計ä重要性å増Íܺāg
2k気体定数
ÉĂÿäĴsģĈ受ÇhþĀ信頼性ä高º直接挿入形ġ
4k絶対温度
ŔĜĴċ式酸素計Ĉ開発ÍÕäÝ概要Ĉ紹介Ïāg
&kľĊŒİs定数
0Hh0Lk両電極ä酸素分圧
Éäþ¼áh起電力å酸素分圧Þ温度ÖÇáþÙÜ決ô
測定原理
ā簡単à式Ý表Ñāg図 3 áh代表的à温度áÀÇā酸素
図 2 áhġŔĜĴċ式酸素ĤŜĞä測定原理Ĉ示Ïgġ
Ŕ Ĝ Ĵ ċ}ZrO2~ áh č Ĭ ı œ ċ}Y2O3~ ú Ĕ Ŕ Ġ ċ
図
測定原理
}CaO~Ĉ固溶ËÑāÉÞáþĀh安定化ġŔĜĴċÂ得
高酸素分圧側 P H
図
O2
固体電解質
空気比と燃焼効率
イオン化
O2−
損
失
燃焼効率
燃
焼
効
率
分子化
起電力
電極
O2
低酸素分圧側 P L
不完全燃焼に
よるエネルギー
損失
過剰空気による
熱損失
1.15
（2.74％O2）
黒煙発生
（空気不十分）
三相界面
：電気化学反応箇所
1.3
空気比
（4.85％O2）（排ガスO2濃度）
適正空気比
ジルコニア
白金
NOX，SOX 発生
（空気過剰）
加藤 修久
酸素分子
宇津木 喜弘
乾 貴誌
工業用計測器ä設計j開発á従事g
赤外線式ĕĢ分析計ä設計j開発
工業用計測器ä研究j開発á従事g
現在h富士電機ĠĢįʼnģ株式会
á従事g現在h富士電機ĠĢįʼn
現在h富士電機ċIJĹŜĢıįĘ
社制御ĠĢįʼn本部 PIA 統括部
ģ株式会社制御ĠĢįʼn本部 PIA
ķŖġs株式会社生産技術ĤŜ
計測機器技術第二部g
統括部計測機器技術第二部g
Ĩs機器技術研究所g環境ĠĢį
ʼn計測制御学会会員g
（ 77 ）
富士時報 6OL.O
図
直接挿入形ジルコニア式酸素計「ZFK8/ZKM」
酸素濃度と起電力の関係
図
直接挿入形ジルコニア式酸素計の構成
特 集
200
煙道
温度 750 ℃
160
起電力（mV）
フローガイドチューブ
検出器
変換器
120
温度 900 ℃
80
温度 600 ℃
40
ケーブル
（センサ信号線，熱電対信号線
ヒータ電力供給線）
0
−40
0.01
0.1
1
10
ガス流れ
100
測定ガス中の酸素濃度（％O2）
（基準 20.6％O2 時）
図
検出器の構成
センサ筐体
濃度Þ起電力ä関係Ĉ示Ïg
セラミックヒータ
保温材
端子台
直接挿入形ジルコニア式酸素計の構成と特徴
図 4 á示Ïþ¼áh直接挿入形ġŔĜĴċ式酸素計åh
ĤŜĞ部Ĉ有Íܺā検出器ZFK8Þh煙道àßá直
校正ガス口
カバー
接挿入ËĂÜ検出器áĕĢĈ導ÅľŖsĕčIJĪŎsĿh
イットリア安定化
ジルコニア
セラミック
フィルタ
ケーブル口
ĤŜĞ制御j信号処理j出力/表示j外部通信Ĉ行¼変換
器ZKMÁÿ構成ËĂh検出器Þ変換器åĚsĿŔÝ
連結ËĂܺāg
図
ディップコート法による電極膜塗布方式
検出器ÞľŖsĕčIJĪŎsĿá分ÇāÉÞÝh検出器
先端á装備ÍܺāĤŒňĬĘľČŔĨä交換Â容易áÝ
ÃhôÕ腐食àßáþā検出器úľŖsĕčIJĪŎsĿä
交換Ĉ個別á行¼ÉÞÂÝÃāgËÿáhËôÌôà煙道
引上げ
速度
イットリア
安定化
ジルコニア
ä径á対ÍhľŖsĕčIJĪŎsĿä長ËĈ変更ÏāÉÞ
áþĀh容易á対応ÝÃā長所ø¸āg
以下áh検出器Þ変換器ä構成Þ特徴áÚºÜ説明Ïāg
.
白金
ペースト
粘度
検出器
図 5 áh検出器ä主要構成部品Ĉ示Ïg酸素ĤŜĞåh
ÞáþĀh電極膜Ĉ均一à多孔質膜áÏāÉÞÂÝÃh信
čĬıœċ安定化ġŔĜĴċäĨŜŇŜ管}試験管型~ä
頼性ä高ºĤŜĞĈ実現ÍÕgİČĬŀĜsı法Ĉ用ºÕ
閉ÓÅ端ä内外部áh多孔質白金電極膜Â形成ËĂܺāg
式Ý表Ñāþ¼áh引
電極膜厚Ëä主要ĺŒŊsĨåh
（ 4）
温度制御äÕ÷áĤŒňĬĘĻsĨÞ熱電対Þ保温材Â搭
上È速度Þ白金ŃsĢıä粘度ݸāg
載ËĂܺāg
1/2
H ＝ +}μ5/γ~}μ5/ρG~
…………………………（ 4）
D
一般的áh燃料áå微量ä硫黄分Â含ôĂܺāÕ÷燃
H k電極膜厚Ë
焼áþĀ亜硫酸ĕĢÂ生成ÍhôÕÊõ焼却場àßÝå塩
μkŃsĢı密度
化水素àßäĕĢ成分Ĉ含有ÍܺāÉÞ¸āg
5 k引上È速度
一方h白金å亜硫酸ĕĢú塩素àßäĸŖěŜĕĢÝ劣
ρkŃsĢı密度
化ÏāÞhĤŜĞ内部抵抗Â増加ÏāÉÞÂ知ÿĂܺāg
γk表面張力
Ëÿáh電源ĈēŜ/ēľÏā使用方法ú保管方法áþÙ
G k動加速度
ÜåhĻsıĞčĘŔáþÙÜ電極膜äåÅ離àßä不具
+hD：定数
合Â生Îā可能性ø¸āg
ÉĂÿäĺŒŊsĨĈ最適化ÏāÉÞáþĀh均一à電
ÍÕÂÙÜh長期間áąÕĀ安定ÍÕ起電力Ĉ得āÕ÷
極膜Ĉ実現ÍÕg
áåh電極膜ä材質Þ形成方法Â非常á重要à要素Þàāg
図 7 áhĤŜĞ内部抵抗Ĉ指標ÞÍÕ亜硫酸ĕĢáþā
ÓÉÝh三相界面ĈþĀ安定的á多Å存在ËÑhÁÚ電極
耐食性試験結果Ĉ示ÏgÉä結果ÁÿhİČĬŀĜsı法
膜äåÅ離Ĉ避ÇāÕ÷áhġŔĜĴċ粉末Ĉ含有ÍÕ白
Ý形成ÍÕ電極膜ä場合åh現行方法Ý形成ÍÕ電極膜ä
金ŃsĢıĈh図 6 á示ÏİČĬŀĜsı法Ý塗布ÏāÉ
場合þĀøh内部抵抗ä増加率Â低Å抑¾ÿĂܺāÉÞ
（ 78 ）
富士時報 6OL.O
直接挿入形ジルコニア式酸素計「ZFK8/ZKM」
Â示ËĂܺāg
確á検出ÏāÉÞÂÝÃhËÿá校正中á実施ÏāÉÞÝh
Ëÿáh図 8 áİČĬŀĜsı法Ĉ用ºÕĤŜĞä急激
欠測時間}約 3 分~Ĉ従来Þ変ąĀàÅÏāÉÞÂÝÃÕg
ĤŜĞ復活機能
（ 2）
示ÏgÉä結果Ýåh電極膜äåÅ離àßä不具合ÂàÅh
ĤŜĞ診断機能Ĉ用ºÜh電極膜ä劣化Â著ͺÞ判定
ôÕ内部抵抗ä変化ø小ËÅ抑¾ÿĂh安定ÍÕ測定Â可
ÍÕ場合áhĤŜĞä復活処理Ĉ行¼gĤŜĞ復活処理åh
能ݸāg
ĤŜĞ電極膜á吸着ÍÕ酸素ú劣化ËÑā物質Ĉ電気化学
上述äþ¼á電極膜Ĉ改良ÏāÉÞÝhþĀ信頼性ä高
的á除去ÏāøäݸĀh具体的áå検出器áĥŖ点校正
Åh長期間áąÕĀ安定ÍÜ測定ÝÃā検出器ä提供Â可
ĕĢĈ流通ËÑhĤŜĞá交流電流Ĉ数分間印加ÏāÉÞ
能ÞàÙÕg
ݸāgÉäÉÞáþĀhĤŜĞä内部抵抗Â回復Íh安
定ÍÕ測定Â可能Þàāg
.
変換器
図 9 áh亜硫酸ĕĢá暴露ÍÕ後áhĤŜĞ復活処理Ĉ
変換器åh従来ä変換器ZRY
ZRMÞ電気的à互
行ÙÜhĤŜĞ内部抵抗ä変化Ĉ測定ÍÕ結果Ĉ示ÏgĤ
換性Ĉ持ÕÑhËÿá小型j高機能ÞÍÕg特áh検出器
ŜĞ内部抵抗å回復傾向á¸āÉÞÂ分ÁĀh現行品äĤ
Ĉ長期間áąÕĀ安定ÍÜ使用ÏāÕ÷áh従来áåàº
ŜĞá対ÍÜø大Ãà効果¸āg
特徴的à二Úä機能Ĉ搭載Íܺāg一ÚåĤŜĞ診断機
能Ýhø¼一ÚåĤŜĞ復活機能ݸāgÓĂÿä機能á
Óä他ä機能
（ 3）
通信åhRS-232C Ĉ標準装備ÍÜÀĀhRS-485 ôÕå
HART 通信øēŀĠŐŜÝ選択可能ÞÍhŏsğsä要
ÚºÜ詳細Ĉ説明Ïāg
ĤŜĞ診断機能
（ 1）
求á対応ÝÃāþ¼áÍÕg
前項Ý述ïÕþ¼áh電極膜å暴露ËĂāĕĢä種類á
自動/手動校正h自動/手動ĿŖsĩďŜ}ľŖsĕčIJ
þĀ劣化ÏāÉÞ¸āÂhĤŜĞ内部抵抗値ä変化Ĉ
ĪŎsĿ内äĩĢı除去äÕ÷実施Ïā~ø標準仕様ÞÍ
検出ÏāÉÞáþĀhÓä劣化度合ºĈ検知ÏāÉÞÂ可
Ü装備Íܺāg接点出力å 6 点h接点入力å 3 点Þ多Å
能ݸāgÓÉÝhĥŖ点校正中äĤŜĞ信号Â大ú時
áĤŜĞ診断Ĉ行¼ÉÞáþĀhčŜĽsĩŜĢ変化Ĉ正
センサ復活処理の効果
150
亜硫酸ガスによる耐食性試験結果
現行品
内部抵抗変化率（％）
図
図
800 ℃での内部抵抗変化率（％）
200
暴露ガス：1.2％SO2＋1％O2＋N2
180
160
140
120
100
開発品
100
50
0
−50
80
−100
60
被毒後
センサ復活処理後
開発品
20
0
初期値
現行品
40
0
3
6
9
暴露日数（日）
12
15
図
検出器 ZFK8，変換器 ZKM，フローガイドチューブの
の外観
ヒートサイクル試験結果
159 mm
210 mm
170 mm
5
ヒートサイクル条件：100 ℃⇔850 ℃
4
内部抵抗変化率（%）
図
3
2
検出器ＺＦＫ８
1
0
−1
フローガイドチューブ
−2
変換器ＺＫＭ
−3
−4
−5
0
400
800
1,200
ヒートサイクル回数（回）
1,600
（ 79 ）
特 集
àĻsıĞčĘŔ試験}100 ℃
850 ℃h1,500 回~結果Ĉ
富士時報 6OL.O
表
直接挿入形ジルコニア式酸素計「ZFK8/ZKM」
検出器ZFK8と変換器ZKMの組合せの仕様
特 集
項 目
仕 様
測 定 対 象
不燃性ガス中の酸素
測 定 レ ン ジ
0−2…50％O2（1％step）
表 示
4桁デジタル（バックライト付液晶）
アナログ出力
DC4−20 mA 絶縁，リニア出力
デジタル出力
RS-232C（標準）
/RS-485，HART（オプション）
接 点 入 力
3点
接 点 出 力
6点（1aリレー接点）
…校正用接点2点を含む
表 示 言 語
和文，英文，中文（1言語を選択）
直 線 性
±2％FS
繰 返 し 性
±0.5％FS
90％応答時間
5秒以下
（スパンガスからゼロガスに切り換えて，アナログ
出力が90％に到達する時間）
ド リ フ ト
±1％FS/週（ゼロ点，スパン点とも）
暖 機 時 間
15分
定 格 電 源
AC100 V/AC115 V，AC200 V/AC220 V
寸 法
ZFK8：210（長さ）×100（最大径）
（mm），
ZKM：159（W）×70（D）×170（H）
（mm）
質 量
ZFK8：約1.6 kg，ZKM：約2 kg
考慮ÍÕ機能ø搭載ÍÜÀĀhŏsğsÂ安心ÍÜ使用Ý
Ãāþ¼áÍÕg
表示言語åh和文h英文h中文äºÐĂÁĈ選択ÝÃh
適用範囲Ĉ広ÈāÉÞÂÝÃÕg
仕 様
図
á外観Ĉh表１á仕様Ĉ示Ïg
あとがき
近年ä身近á感ÎÿĂā環境問題úđĶŔės問題Áÿh
工業ŀŖĤĢ制御ú環境監視àßá用ºÿĂāĕĢ分析計
ä必要性Þ重要性å一段Þ増Ï傾向á¸āg長年áąÕĀ
蓄積ÍÜÃÕĕĢ測定技術ä高度化Þh革新的àĕĢ測定
技術ä適用áþĀh今後Þøŏsğsä要求á対応Íh早
急à対策Â求÷ÿĂܺā上記ä二Úä問題解決á貢献Í
ܺÅ所存ݸāg
参考文献
省 đ Ķ Ŕ ė s Ĥ Ŝ Ĩ si ĕ Ģ 燃 焼 ä 理 論 Þ 実 際i1995,
（ 1）
àÙÜÀĀhŏsğsä要求á対応ÝÃāþ¼áÍÕg
p.81-140.
ËÿáhĻsĨ制御用熱電対ä断線検知ÀþéĻsĨ電
宗宮重行iġŔĜĴċĤŒňĬĘ 1i1983, p.109-125.
（ 2）
源供給Ĉ停止Ïā機能úhĖsŖĬĘ機能àßä安全性Ĉ
清山哲郎i化学ĤŜĞ実用便覧i1986, p.343-346.
（ 3）
（ 80 ）
主要営業品目
富士電機システムズ株式会社
情報・通信・制御システム，水処理・計測システム，電力システム，放射線管理システム，FA・物流システム，環境シス
テム，電動力応用システム，産業用電源，車両用電機品，クリーンルーム設備，レーザ機器，ビジョン機器，電力量計，
変電システム，火力機器，水力機器，原子力機器，省エネルギーシステム，新エネルギーシステム，UPS，ミニUPS
富士電機機器制御株式会社
電磁開閉器，操作表示機器，制御リレー，タイマ，ガス関連機器，配線用遮断器，漏電遮断器，限流ヒューズ，高圧受配
電機器，電力制御機器，電力監視機器，交流電力調整器，検出用スイッチ，プログラマブルコントローラ，プログラマブル
操作表示器，ネットワーク機器，インダクションモータ，同期モータ，ギヤードモータ，ブレーキモータ，ファン，クーラ
ントポンプ，ブロワ，汎用インバータ，サーボシステム，加熱用インバータ
富士電機デバイステクノロジー株式会社
磁気記録媒体，パワートランジスタ，パワーモジュール，スマートパワーデバイス，整流ダイオード，モノリシックIC，
ハイブリッド IC，半導体センサ，サージアブソーバ，感光体，画像周辺機器
富士電機リテイルシステムズ株式会社
自動販売機，コインメカニズム，紙幣識別装置，貨幣処理システム，飲料ディスペンサ，自動給茶機，冷凍冷蔵ショーケー
ス，カードシステム
＊本誌に記載されている会社名および製品名は，それぞれの会社が所有する商標または登録商標である場合があります。
富 士 時 報
第
81
巻
第
2
号
平 成
平 成
20 年 2 月 29 日
20 年 3 月 10 日
印 刷
発 行
定価 735 円 （本体 700 円・送料別）
編集兼発行人
海
発
行
所
富士電機ńsŔİČŜęĢ株式会社
技術j知的財産権室
〒141 - 0032 東 京 都 品 川 区 大 崎 一 丁 目 1 1 番 2 号
（ゲートシティ大崎イーストタワー）
編
集
室
富士電機情報ĞsļĢ株 式 会 社 内
富士時報編集室
〒191-8502 東 京 都 日 野 市 富 士 町 1 番 地
富士電機情報ĞsļĢ株式会社
〒191-8502 東 京 都 日 野 市 富 士 町 1 番 地
印
刷
所
田
英
俊
電 話（042）585 − 6965
FAX（042）585 − 6247
電 話（042）587 − 5555
発
売
元
株 式 会 社 ē
s
ʼn
社
〒101 - 8460 東京都千代田区神田錦町三丁目 1 番地
電 話（03）3233 − 0641
振替口座 東京 6−20018
2008 Fuji Electric Holdings Co.，Ltd.，Printed in Japan（禁無断転載）
（ 82 ）
富士時報論文抄録
計測制御システムの現状と展望
垣堺 健
富士時報
若杉 繁実
機械安全と機能安全への取組み ─ Total Safety ─
木佐 一之
6OL.OP-（）
小塙 明比古
富士時報
長谷川 正美
6OL.OP-（）
計測制御ĠĢįʼnå最近ä IT ÞĺĦĜŜä発展áþĀh基幹Ġ
FA 分野hPA 分野Ĉ問ąÐh
{安全|特á機械安全h機能安全î
ĢįʼnhčŜįœġĐŜı化ËĂÕľČsŔIJ機器Þä融合Â図ÿ
ä関心ÂÉÉ数年高ôĀĈ見Ñܺāg2008 年åhŀŖĤĢ向Ç
ĂhľČsŔIJÁÿ生産管理j経営ŕłŔôÝh生産現場á必要à
ä機能安全規格 IEC 61511  JIS 化ËĂÕÉÞĈ受ÇhŀŒŜıä
ËôÌôàĜŜņsĶŜıhĦœŎsĠŐŜĈĠsʼnŕĢá結合Ï
安全系ĠĢįʼná対Ïā関心åôÏôÏ高ôāÞ予想ËĂāg本稿
ā{垂直j水平統合ĦœŎsĠŐŜ|áþā全体最適àĠĢįʼn構
Ýåh機械安全Þ機能安全áÀÇā安全規格Ĉ紹介ÏāÞÞøáh
築Â求÷ÿĂāg本稿Ýåh新情報制御ĠĢįʼnMICREX-NX
設備全体ä安全Ĉ総合的á考¾ā Total Safety áÚºÜh
{安全規
Ĉ中心áh
{垂直j水平統合ĦœŎsĠŐŜ|á対Ïā富士電機ä
格ä内外ä動向|ú新情報制御ĠĢįʼnMICREX-NXĈ使用
取組õáÚºÜ紹介Ïāg
ÍÕ安全計装ĠĢįʼnä例Ĉ紹介Ïāg
新情報制御システム「MICREX-NX」の機能拡充
PID 最適調整技術
五十嵐 真
山野 景章
富士時報
小林 祐介
6OL.OP-（）
新 情 報 制 御 Ġ Ģ į ʼnMICREX-NX åh 高 度 化j 多 様 化 Ï
ā生産現場äĴsģá即応Ïā{進化Ĉ続ÇāĠĢįʼn|ݸāg
松本 宏治
富士時報
大井 章弘
中沢 親志
6OL.OP-（）
制御Ŕsŀä 90 % 以上 PID 調節器ÞºąĂܺāgÉä調節
器ä適切à調整Âh設備ä制御性能Ĉ左右ÏāgÉĂôÝä調整å
MICREX-NX ä新ĹsġŐŜݸā V7 ä市場投入Ĉ控¾hÓä
łįŒŜ運転員ú調整員ä経験hķďĸďá大ÃÅ依存ÍܺÕg
代表的à{進化|ݸāhIPU-ⅡhFL-net ěsıďĐčh運転支
ÓÉÝh省đĶŔėsh品質h効率ä改善ä観点Áÿh最新ä最適
援ĺĬĚsġh新産業用ĺĦĜŜÞ高性能ĜŜıŖsŒhċIJĹŜ
化技術Ĉ PID 調整î応用ÍhŏsğsÂ指定ÍÕ行過Ä量h立上
ĢıŀŖĤĢ制御hSPOSA}Single Point Of System Access~
hŀ
Ā時間àßä波形仕様}望õä波形~Áÿ調整Ĉ行¼ÉÞÂÝÃā
ŒŜıĤĖŎœįČh新đŜġĴċœŜę機能h新ēŃŕsĠŐŜ
PID 調整ĦľıďĐċFePIDtuneĈ開発ÍÕäÝ紹介Ïāg
機能Ĉ紹介Ïāg
エネルギープラントの最適運用システム
小出 哲也
富士時報
松本 宏治
北川 慎治
6OL.OP-（）
鉄鋼分野向け計算機システムにおける新フレームワークの適
用
吉川 肇
富士時報
6OL.OP-（）
鉄鋼業áÀºÜh好調à内外需要Ĉ背景á製造業向Ç生産å増加
鉄鋼分野ä計算機ĠĢįʼnå数十年ä歴史¸Āh技術ä進歩á
基調Ĉ続ÇܺāÂh近年ä地球規模Ýä温暖化防止対策ä重要性
伴ºh現在ÝåñÞĉßä設備á導入ËĂh安定操業j品質向上á
Ĉ強Å認識Íh省đĶŔės対策ä一層ä取組õá努÷ܺāg富
貢献ÍܺāgÉä鉄鋼分野á導入ËĂܺā計算機ĠĢįʼnø
士電機å製鉄所đĶŔės管理ä有用性áº×早Å着目ÍhđĶŔ
ēsŀŜ化ä流Ăá伴ºh計算機Ĉ構成ÏāľŕsʼnŘsĘø大Ã
ės最適運用ĠĢįʼnĺĬĚsġFeTOPĈ開発ÍÕgÓä最
Å変化Íܺāg従来h各ŊsĔsä特色ÞàÙܺÕňIJŔďĐ
適運用ä効果ĈhēľŒčŜĠňŎŕsĠŐŜáþĀ検証ÍÕäÝ
ċáÚºÜø汎用ňIJŔďĐċÂ採用ËĂh加¾Ü MES}Manu-
紹介Ïāg
facturing Execution System~関連äĺĬĚsġø適用ËĂÚÚ¸
āg本稿ÝåhÉĂÿä適用状況áÚºÜ紹介Ïāg
医薬品業界向け FDA 21 CFR Part 11 に対応した新情報
制御システム「MICREX-NX」
渡辺 大介
富士時報
小林 益之
若杉 繁実
6OL.OP-（）
灰溶融プラント向け新情報制御システム「MICREX-NX」
野村 和朗
富士時報
6OL.OP-（）
医薬品äęŖsĹŔ市場Ýåh
FDA 21 CFR Part 11
h国内市
環境ŀŒŜı分野Ýå清掃工場Áÿ排出ËĂā灰Ĉ溶融処理Ïā
場Ýå 2005 年á厚生労働省Â施行ÍÕ日本版 Part 11àßä薬
灰溶融ŀŒŜıÂh灰減容áþā最終処分場ä延命化h溶融後áÝ
事規制áþÙÜh電子記録/電子認証}ER/ES~á対応ÍÕ監視制
ÃāĢŒęä再資源化àßáÚàÂāÉÞÁÿh注目ËĂܺāg
御ĠĢįʼnä導入Â要求ËĂܺāg本稿ÝåhER/ES á対応Í
本稿Ýåh三菱重工業株式会社横浜製作所経由東京二十三区清掃一
Õ新情報制御ĠĢįʼnMICREX-NXä納入事例àßĈ紹介Ï
āg
部事務組合向Ç中防灰溶融施設á納入ÍÕh新情報制御ĠĢįʼn
MICREX-NXáþā大規模監視制御ĠĢįʼnáÚºÜ紹介Ïāg
!BSTRACTS&UJI%LECTRIC*OURNAL
&UJI%LECTRICgS!PPROACHTO-ECHANICAL3AFETYAND
&UNCTIONAL3AFETY─ 4OTAL3AFETY ─
!KIHIKO+OHANAWA
-ASAMI(ASEGAWA
!UTOMATION3YSTEM4RENDSAND/VERVIEWOF&UJI
%LECTRICS3OLUTIONS
+EN+AKIZAKAI
3HIGEMI7AKASUGI
+AZUYUKI+ISA
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
&RQFHUQ IRU VDIHW\ HVSHFLDOO\ PHFKDQLFDO VDIHW\ DQG IXQFWLRQDO
VDIHW\KDVLQFUHDVHGIRURYHUWKHSDVWVHYHUDO\HDUVLQERWKWKH)$DQG
3$ÀHOGV,QWKHIXQFWLRQDOVDIHW\VWDQGDUG,(&IRUSURFHVV
DXWRPDWLRQFKDQJHVWR-,6DQGDVDUHVXOWFRQFHUQIRUVDIHW\V\VWHPV
LQSODQWVLVH[SHFWHGWRLQFUHDVH,QWKLVSDSHUZHLQWURGXFHWKHVWDQG
DUGVIRUPHFKDQLFDOVDIHW\DQGIXQFWLRQDOVDIHW\DQGDOVRSUHVHQWH[DP
SOHVRIVDIHW\WHFKQLFDOWUHQGVDQGDVDIHW\LQVWUXPHQWV\VWHPWKDWXVHV
WKH0,&5(;1;WRH[SODLQWKHFRQFHSWRIWRWDOVDIHW\ZKLFKFRQVLGHUV
WKHVDIHW\RIDOOHTXLSPHQW
$V D UHVXOW RI UHFHQW DGYDQFHV LQ LQIRUPDWLRQ WHFKQRORJ\ DQG
SHUVRQDO FRPSXWHUV DXWRPDWLRQ V\VWHPV DUH EHLQJ LQWHJUDWHG ZLWK
EDFNERQHV\VWHPVDQGLQWHOOLJHQWÀHOGGHYLFHVDQGDFRPSUHKHQVLYH
RSWLPDOV\VWHPFRQÀJXUDWLRQ³IURPWKHÀHOGOHYHOWRWKHPDQXIDFWXU
LQJFRQWURODQGVDOHVOHYHOV³EDVHGRQYHUWLFDOO\DQGKRUL]RQWDOO\LQWH
JUDWHGVROXWLRQVWKDWVHDPOHVVO\OLQNVWKHYDULRXVUHTXLUHGFRPSRQHQWV
DQGVROXWLRQVLQDPDQXIDFWXULQJSODQWLVGHVLUHG7KLVSDSHULQWURGXFHV
)XML(OHFWULF·VHIIRUWVLQGHYHORSLQJYHUWLFDOO\DQGKRUL]RQWDOO\LQWHJUDW
HGVROXWLRQVZLWKDIRFXVRQWKH0,&5(;1;QHZLQIRUPDWLRQFRQWURO
V\VWHP
/PTIMAL4UNING4ECHNOLOGYFOR0)$#ONTROLLER
&UNCTIONALENHANCEMENTOFTHE-)#2%8.8.EW
)NFORMATION#ONTROL3YSTEM
+OUJI-ATSUMOTO
!KIHIRO/I
#HIKASHI.AKAZAWA
+EISHO9AMANO
-AKOTO)GARASHI
9USUKE+OBAYASHI
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
3,' FRQWURO LV FHUWDLQO\ WKH PRVW ZLGHO\ XVHG FRQWURO VWUDWHJ\
WRGD\3,'FRQWUROLVHVWLPDWHGWREHHPSOR\HGLQRYHURIFRQWURO
ORRSV7KHDSSURSULDWHWXQLQJRID3,'FRQWUROOHUGHSHQGVXSRQWKH
FRQWUROSHUIRUPDQFHRIWKHV\VWHPLQZKLFKLWLVXWLOL]HG8QWLOQRZ
VXFKWXQLQJKDVVLJQLÀFDQWO\UHOLHGRQWKHH[SHULHQFHDQGNQRZKRZ
RIVNLOOHGRSHUDWRUVDQGWHFKQLFLDQV7KXVLQRUGHUWRHQKDQFHHQHUJ\
VDYLQJV SURGXFW TXDOLW\ DQG HIILFLHQF\ )XML (OHFWULF KDV GHYHORSHG
WKH´)H3,'WXQHµ3,'WXQLQJVRIWZDUHSURJUDPWKDWXWLOL]HVWKHODWHVW
RSWLPL]DWLRQWHFKQRORJ\VRDVWRHQDEOHDXVHUWRPDNHWXQLQJEDVHGRQ
GHVLUHGUHVSRQVHZDYHIRUPVSHFLÀFDWLRQVVXFKDVWKHDPRXQWRIRYHU
VKRRWDQGULVHWLPH
)XML (OHFWULF·V QHZ 0,&5(;1; LQIRUPDWLRQ FRQWURO V\VWHP
FRQWLQXHVWRHYROYHDQGDGDSWWRXVHUQHHGVIRUJUHDWHUVRSKLVWLFDWLRQ
DQGGLYHUVLW\7KLVSDSHULQWURGXFHVUHSUHVHQWDWLYHH[DPSOHVRIWKH
HYROXWLRQRIWKHQHZO\UHOHDVHGVHYHQWKYHUVLRQRIWKH0,&5(;1;
WRVXSSRUW,38,,)/1HWJDWHZD\VRSHUDWRUVXSSRUWSDFNDJHVQHZ
LQGXVWULDO3&VDQGKLJKHUSHUIRUPDQFHFRQWUROOHUVDGYDQFHGSURFHVV
FRQWURO6326$VLQJOHSRLQWRIV\VWHPDFFHVVSODQWVHFXULW\QHZ
HQJLQHHULQJIXQFWLRQVDQGQHZRSHUDWLQJIXQFWLRQV
!PPLICATIONOFA.EW&RAMEWORKIN#OMPUTER
3YSTEMSFORTHE3TEEL)NDUSTRY
/PTIMAL/PERATING3YSTEMFOR%NERGY0LANTS
(AJIME9OSHIKAWA
4ETSUYA+OIDE
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
+OUJI-ATSUMOTO
3HINJI+ITAGAWA
&RPSXWHUV\VWHPVLQWKHVWHHOLQGXVWU\KDYHDKLVWRU\VSDQQLQJ
VHYHUDOGHFDGHVDQGDVWHFKQRORJ\KDVDGYDQFHGKDYHEHHQLQWURGXFHG
LQWRPRVWSODQWVDQGKDYHFRQWULEXWHGWRJUHDWHURSHUDWLQJVWDELOLW\DQG
SURGXFWTXDOLW\:LWKWKHDGRSWLRQRIRSHQVWDQGDUGVWKHIUDPHZRUN
XVHGWRFRQÀJXUHFRPSXWHUV\VWHPVLQWKHVWHHOLQGXVWU\KDVFKDQJHG
FRQVLGHUDEO\,QFRQWUDVWWRWKHXVHRIPDQXIDFWXUHUVSHFLÀFPLGGOH
ZDUHDVLQWKHSDVWJHQHUDOSXUSRVHPLGGOHZDUHDQG0(60DQXIDF
WXULQJ ([HFXWLRQ 6\VWHP UHODWHG SDFNDJHV DUH EHLQJ XWLOL]HG 7KLV
SDSHULQWURGXFHVWKHVWDWXVRIWKHDSSOLFDWLRQRIWKLVQHZIUDPHZRUN
,Q WKH VWHHO LQGXVWU\ VWURQJ GRPHVWLF DQG IRUHLJQ GHPDQG LV
GULYLQJDQLQFUHDVHLQSURGXFWLRQIRUWKHPDQXIDFWXULQJLQGXVWU\EXW
ZLWKWKHUHFRJQLWLRQLQUHFHQW\HDUVRIWKHLPSRUWDQFHRIPHDVXUHVWR
SUHYHQWJOREDOZDUPLQJWKHUHLVDOVRDQLQFUHDVHLQHIIRUWVWRDFKLHYH
JUHDWHUHQHUJ\VDYLQJV7KLVSDSHULQWURGXFHVWKH´)H723µRSWLPDO
HQHUJ\RSHUDWLRQV\VWHPSDFNDJHGHYHORSHGE\)XML(OHFWULFZKLFK
ZDV HDUO\ WR UHFRJQL]H WKH XVHIXOQHVV RI HQHUJ\ FRQWURO DW DQ LURQ
ZRUNV7KHHIIHFWLYHQHVVRIWKLVSDFNDJHLQRSWLPL]LQJRSHUDWLRQKDV
EHHQYHULÀHGLQRIIOLQHVLPXODWLRQVDQGWKHUHVXOWVDUHSUHVHQWHG
-)#2%8.8.EW)NFORMATION#ONTROL3YSTEMFOR!SH
&USION0LANTS
-)#2%8.8)NFORMATION#ONTROL3YSTEMFOR0HARMACEUTICAL
-ANUFACTURING)NDUSTRIESIN!CCORDANCEWITH#&20ART
-ASUYUKI+OBAYASHI
3HIGEMI7AKASUGI
+AZUO.OMURA
$AISUKE7ATANABE
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
,QWKHÀHOGRIHQYLURQPHQWDOSODQWHQJLQHHULQJDVKIXVLRQSODQWV
WKDWPHOWWKHDVKHPLWWHGIURPZDVWHLQFLQHUDWLRQIDFLOLWLHVDUHDWWUDFW
LQJDWWHQWLRQEHFDXVHWKH\KHOSSURORQJWKHOLIHVSDQRIÀQDOLQGXVWULDO
ZDVWHGLVSRVDOVLWHVGXHWRWKHUHGXFHGYROXPHRIDVKDQGHQDEOHWKH
PHOWHGVODJWREHUHF\FOHG7KLVSDSHULQWURGXFHV)XML(OHFWULF·VQHZ
0,&5(;1;ODUJHVFDOHLQIRUPDWLRQFRQWUROV\VWHPGHOLYHUHGYLDWKH
<RNRKDPD'RFN\DUG0DFKLQHU\:RUNVRI0LWVXELVKL+HDY\,QGXVWULHV
WRWKH&KXER$VK)XVLRQ)DFLOLW\RI1R&OHDQLQJ'HSDUWPHQWIRU
:DUGVLQ7RN\R
,Q WKH JOREDO PDUNHW IRU SKDUPDFHXWLFDO SURGXFWV HOHFWURQLF
UHFRUGVDQGHOHFWURQLFVLJQDWXUHVPXVWEHXVHGLQDFFRUGDQFHZLWKWKH
)'$&)53DUW5XOHRQHOHFWURQLFUHFRUGVDQGHOHFWURQLFVLJ
QDWXUHVDQGLQWKH-DSDQHVHPDUNHWLQDFFRUGDQFHZLWKWKH-DSDQHVH
YHUVLRQRI3DUWHQIRUFHGE\-DSDQ·V0LQLVWU\RI+HDOWK/DERXUDQG
:HOIDUH)RUWKLVSXUSRVHWKHLQWURGXFWLRQRIDVXSHUYLVRU\FRQWURO
V\VWHPWKDWFRPSOLHVZLWKSKDUPDFHXWLFDOUHJXODWLRQLVHVVHQWLDO7KLV
SDSHULQWURGXFHV)XML(OHFWULF·VQHZ0,&5(;1;LQIRUPDWLRQFRQWURO
V\VWHPWKDWVXSSRUWVWKHXVHRIHOHFWURQLFUHFRUGVDQGVLJQDWXUHVDQG
SUHVHQWVDQH[DPSOHRIGHOLYHUHGV\VWHP
天然ガスパイプラインの遠隔監視システム
中間 倫之
庄林 直樹
富士時報
MICREX-SX と POD を核とする PLC 計装システム
6OL.OP-（）
富士時報
野嶌 勝宏
6OL.OP-（）
石油資源開発株式会社j秋田鉱業所由利原鉱場á納入ÍÕ天然
DCS ä老朽化áþā設備更新h生産ĠĢįʼnä情報化áþā見
ĕĢĺčŀŒčŜ遠隔監視ĠĢįʼnĈ紹介Ïāg由利原鉱場åh鉱
¾ā化ä推進h投資ĜĢıä削減Â進ö中Ýh中小規模ä計装ĠĢ
場内ä制御Ĉ行¼Õ÷ä DCS áhºăºăà遠隔監視ĠĢįʼnĈ
įʼn構築áÚºÜå PLC ĈłsĢÞÍÕ計装ĠĢįʼnä適用Â増
融合ÍÕ構成ÞÍÕg遠隔監視áåh従来Áÿ¸ā TM/TC Ĉ使
¾Üºāg本稿Ýåh統合ĜŜıŖsŒMICREX-SXÞŀŖę
用ÍÕĠĢįʼnÞhIP VPN Ĉ使用ÍÕĠĢįʼnhËÿáčŜĨs
ŒŇĿŔēŃŕsĠŐŜİČĢŀŕčPODĈ核ÞÏāh計装
-
ĶĬı技術Ĉ応用ÍÕĠĢįʼnĈ組õ合ąÑÕg分散Ïā基地hĺ
分野向ÇáđŜġĴċœŜę機能Ĉ強化ÍÕ PLC łsĢä計装Ġ
čŀŒčŜ情報Ĉh通信設備ä条件h監視対象á適ÍÕ方法áÜ監
ĢįʼnĈ紹介Ïāg
視ÏāĠĢįʼnݸāg
インテリジェント端末による現場情報収集システムとそれを
活用したハイレベル管理
相馬 寛
富士時報
荻山 泰
町田 善信
6OL.OP-（）
新型差圧・圧力発信器「FCX-AⅢシリーズ」
木代 雅巳
富士時報
但田 憲彦
6OL.OP-（）
ºÚÝøhßÉÝøh誰ÞÝø通信Íh情報Ĉ共有ÝÃāŏļĖ
FCX-AⅢĠœsģåŇčĘŖĖŌĺĠĨŜĢ ĠœĜŜĤŜ
ĨĢ社会Â求÷ÿĂܺāg本稿Ýåh品質改善h生産性改善h設
Ğ}小型静電容量式ĠœĜŜĤŜĞ~Ĉ搭載ÍÕh新型差圧j圧力
備ŊŜįijŜĢàßá有効à情報Ĉ設備h装置h作業者h資材h環
発信器ݸāg2000 年á開発ÍÕFCX-AⅡĠœsģĈ改良Íh
境Áÿ収集ÏāÕ÷äFiTSA
FiTSX
hÓä動作Ġijœēä
長期安定性á優Ăh高速応答Ĉ実現ËÑāÞÞøáh新技術ä確立
表現方法ݸāeSC ŇıœĬĘĢÞđŜġĴċœŜęĭsŔ
áþĀ小型軽量化Ĉ実現ËÑÕgËÿáh3 ŀĬĠŎŅĨŜĈ搭載
h人間系čŜĨľĐsĢÞÍÜäPOJ
h収集İs
FiT-Support
ÏāÉÞÝ現場調整機能Ĉ充実ËÑhċŜŀĚsĢ形状Ĉ従来ä L
Ĩä有効活用Ĉ支援ÏāDCF
h応用例ÞÍÜĸčŕłŔ管理Ý
形á加¾ T 形ø用意Ïāàßh幅広ºŏsğsä要求á応¾āÉ
¸āœċŔĨčʼn TQC/TPM Ĉ紹介Ïāg
ÞÝ世界中ä市場îä拡充Ĉ目指Íܺāg
新型可搬型超音波流量計「ポータフロー C」
マルチループ・モジュール型調節計「PUM」
矢尾 博信
富士時報
山田 和行
小西 英之
6OL.OP-（）
富士時報
安藤 淳
河合 富貴子
6OL.OP-（）
可搬型ä超音波流量計áÀºÜh測定原理ÞÍÜh流速Ĉ計測Ï
ŇŔĪŔsŀjŋġŎsŔ型調節計PUMĈ開発ÍÕgPUM
ā伝搬時間差法Þ管内ä流速分布Ĉ測定ÏāĺŔĢIJĬŀŒs法Ĉ
å最大 64 Ŕsŀä制御機能Þ高速通信h取扱ºä容易ËĈ実現Í
使用ÍhİğčŜĈ一新ÍÕ可搬型超音波流量計ņsĨľŖs
ܺāg隣接ÍÕħsŜ間ä熱干渉åh多ħsŜ制御系áÀÇā温
CĈ開発Í発売ÍÕg従来品á対ÍËÿá小型h軽量化h使º勝
度安定度Ĉ悪化ËÑā原因ä一ÚݸÙÕgÓÉÝhÉäħsŜ間
手ä向上Ĉ図ÙÕg新ͺ機能ÞÍÜh流速分布測定h消費熱量演
ä熱干渉Ĉ低減Ïā多ħsŜ最適制御技術Ĉ開発Íh制御ä安定化
算機能h配管厚Ë計測}開発中~
hUSB 通信機能hSD ĔsIJáþ
Ĉ実現ÍÕgËÿá PUM åh製造技術á対Ïā要求品質ä高度化
āŊŋœ容量ä拡大Ĉ行ºhËÿá大型ĔŒs LCD ä採用h内蔵
á伴ºh高密度化j複雑化Ïā製造装置îä組込õ用ÞÍÜ最適à
äœĪďʼnčēŜ電池áþā約 12 時間ä連続動作Ĉ可能áÍÕg
調節計ݸāg
ペーパーレス記録計「PHR」
「PHW」
直接挿入レーザ方式ガス分析計「ZSS」
今野 久洋
篠田 正紀
富士時報
西島 淳一
6OL.OP-（）
金井 秀夫
富士時報
中村 裕介
小泉 和裕
6OL.OP-（）
記録İsĨĈİČĢŀŕčá表示ÏāŃsĺsŕĢ記録計ä利用
直接挿入ŕsğ方式ĕĢ分析計ZSSå国内ŊsĔs初äŕs
Â広ÂÙÜÃÕg計測ÍÕİsĨåh画面á表示ÝÃāñÁhİġ
ğ型ĕĢ分析計ݸāgĝň焼却施設àßÝ塩化水素濃度Ĉ測定Ï
ĨŔ値ÞÍÜŊŋœá記録ÝÃāÕ÷hĺĦĜŜÝäİsĨ処理
ā従来äčēŜ電極方式á比ïÜh①ŊŜįijŜĢľœsh②地球
àßh後工程Ýä利用á有効ݸāgËÿáhLAN 回線á接続Ï
á優ͺ省đĶŔėsĨčŀh③ĩĢı環境á強ºh④応答Â速º
āÉÞáþÙÜhİsĨ送信hŊsŔ発信àßä機能ø実現ÝÃāg
Õ÷従来ÝÃàÁÙÕ制御用途àßá適用可能h⑤他ĕĢ干渉Ĉ原
従来Áÿä 5.7 čŜĪĞčģá加¾h12.1 čŜĪĞčģä大型Ĩč
理的á受Çàºh⑥低ŕŜġ測定Â可能h⑦自動校正áþā欠測時
ŀÂĠœsģ化ËĂÕg本稿ÝåhÓĂÿä機能h仕様àßáÚº
間Âàºh⑧低ŒŜĴŜęĜĢıàß数々ä優ĂÕ性能Ĉ持Ùܺ
Ü紹介Ïāg
āg
0,#BASED)NSTRUMENTATION3YSTEM5SINGTHE
-)#2%8383ERIESANDA0/$
.ORIYUKI.AKAMA
+ATSUHIRO.OJIMA
!.ATURAL'AS0IPELINE2EMOTE-ONITORING3YSTEM
.AOKI3HOBAYASHI
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
$VDUHVXOWRIWKHRQJRLQJUHSODFHPHQWRIGHJUDGHG'&6GLVWULEXW
HGFRQWUROV\VWHPVE\DJLQJWKHLQFUHDVLQJYLVXDOL]DWLRQFDSDELOLW\RI
FRPSXWHUL]HGSURGXFWLRQV\VWHPVDQGUHGXFWLRQRIFDSLWDOLQYHVWPHQW
3/&EDVHG LQVWUXPHQWDWLRQ V\VWHPV DUH EHLQJ XVHG LQFUHDVLQJO\ LQ
VPDOODQGPHGLXPVFDOHV\VWHPV7KLVSDSHULQWURGXFHVDIXQFWLRQDOO\
HQKDQFHG3/&EDVHGLQVWUXPHQWDWLRQV\VWHPWKDWXWLOL]HVD0,&5(;
6;LQWHJUDWHGFRQWUROOHUDQG32'SURJUDPPDEOHRSHUDWLRQGLVSOD\V
$ QDWXUDO JDV SLSHOLQH UHPRWH PRQLWRULQJ V\VWHP GHOLYHUHG WR
$NLWD0LQLQJ·V<XULKDUDRLODQGJDVÀHOGRI-DSDQ3HWUROHXP([SORUD
WLRQ&R/WG$WWKH<XULKDUDRLODQGJDVÀHOGD'&6IRULPSOHPHQW
LQJFRQWUROIXQFWLRQVZLWKLQWKHPLQLQJVLWHLVFRPELQHGZLWKYDULRXV
UHPRWHPRQLWRULQJV\VWHPV5HPRWHPRQLWRULQJLVLPSOHPHQWHGYLD
DFRPELQDWLRQRIFRQYHQWLRQDOV\VWHPVWKDWXVH707&V\VWHPVWKDW
XVH,3931DQGV\VWHPVWKDWDSSO\,QWHUQHWWHFKQRORJ\7KHV\VWHP
PRQLWRUVLQIRUPDWLRQIURPGLVWULEXWHGEDVHVDQGSLSHOLQHVXVLQJPHWK
RGVVXLWHGWRWKHFRPPXQLFDWLRQHTXLSPHQWUHTXLUHPHQWVDQGIRUWKH
REMHFWWREHPRQLWRUHG
!)))3ERIESOF.EW4YPE0RESSURE4RANSMITTERS
!&IELD)NFORMATION!CQUISITION3YSTEM5SING)NTELLIGENT
4ERMINALSAND(IGHLEVEL#ONTROL"ASED4HEREUPON
-ASAMI+ISHIRO
.ORIHIKO4ADATA
(IROSHI3OUMA
9ASUSHI/GIYAMA
9OSHINOBU-ACHIDA
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
)XML(OHFWULF·V)&;$,,,LVDVHULHVRIDQHZW\SHGLIIHUHQWLDOSUHV
VXUH DQG SUHVVXUH WUDQVPLWWHUV HTXLSSHG ZLWK D PLFURFDSDFLWDQFH
VLOLFRQVHQVRU7KLVQHZVHULHVLVDQLPSURYHPHQWRYHUWKHSUHYLRXV
)&;$,,VHULHVGHYHORSHGLQDQGUHDOL]HVH[FHOOHQWORQJWHUP
VWDELOLW\KLJKVSHHGUHVSRQVHDQGDVPDOOHUVL]HDQGOLJKWHUZHLJKWDV
DUHVXOWRIQHZWHFKQRORJ\$GGLWLRQDOO\SXVKEXWWRQVDUHSURYLGHGWR
HQKDQFHRQVLWHDGMXVWPHQWIXQFWLRQDOLW\DQGWKHDPSFDVHLVDYDLODEOH
LQHLWKHUWKHSUHYLRXV/VKDSHRULQD7VKDSHVRDVWRVXSSRUWDZLGH
YDULHW\RIXVHUQHHGVDQGWRHQDEOHWKHWDUJHWLQJRIPDUNHWVZRUOGZLGH
$XELTXLWRXVFRPSXWLQJVRFLHW\LQZKLFKLQIRUPDWLRQFDQEHFRP
PXQLFDWHGDWDQ\WLPHIURPDQ\ZKHUHDQGE\DQ\RQHLVGHVLUHG7KLV
SDSHULQWURGXFHVWKH´)L76$µDQG´)LW6;µIRUDFTXLULQJLQIRUPDWLRQ
WKDWLVHIIHFWLYHIRULPSURYLQJSURGXFWTXDOLW\SURGXFWLYLW\HTXLSPHQW
PDLQWHQDQFHDQGVRRQIURPHTXLSPHQWV\VWHPVRSHUDWRUVPDWHULDOV
DQGWKHHQYLURQPHQWWKH´H6&0DWUL[µIRUH[SUHVVLQJRSHUDWLQJVFH
QDULRVWKHUHRIWKH´)L76XSSRUWµHQJLQHHULQJWRROWKH´32-µKXPDQ
LQWHUIDFHDQGWKH´'&)µWKDWVXSSRUWVWKHHIILFLHQWXVHRIDFTXLUHG
GDWD5HDOWLPH74&730LVDOVRSUHVHQWHGDVDQH[DPSOHRIDKLJK
OHYHOFRQWURODSSOLFDWLRQ
05--ULTILOOP-ODULAR4EMPERATURE#ONTROLLER
0ORTAmOW#0ORTABLE5LTRASONIC&LOWMETER
(IDEYUKI+ONISHI
*UN!NDO
&UKIKO+AWAI
(IRONOBU9AO
+AZUYUKI9AMADA
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
)XML(OHFWULFKDVGHYHORSHGD´380µPXOWLORRSPRGXODUWHPSHUD
WXUHFRQWUROOHU7KH380FRQWUROOHUUHDOL]HVFRQWUROIXQFWLRQVIRUXSWR
ORRSVKLJKVSHHGFRPPXQLFDWLRQVDQGHDVHRIKDQGOLQJ7KHUPDO
LQWHUIHUHQFHEHWZHHQDGMDFHQW]RQHVKDVEHHQDFDXVHRIGHJUDGHGWHP
SHUDWXUHVWDELOLW\LQDPXOWL]RQHFRQWUROV\VWHPDQGWKHUHIRUH)XML
(OHFWULFGHYHORSHGPXOWL]RQHRSWLPDOFRQWUROWHFKQRORJ\WKDWUHGXFHV
WKLVWKHUPDOLQWHUIHUHQFHEHWZHHQ]RQHVDQGWKDWVWDELOL]HVWKHFRQWURO
)XUWKHUPRUHWKH380FRQWUROOHULVRSWLPDOO\VXLWHGIRULQWHJUDWLRQ
LQWRPDQXIDFWXULQJHTXLSPHQWWKDWUHDOL]HVKLJKHUOHYHOVRILQWHJUDWLRQ
DQGFRPSOH[LW\LQRUGHUWRVXSSRUWWKHKLJKHUOHYHOVRITXDOLW\UHTXLUHG
IRUPDQXIDFWXULQJ
:HKDYHDQQRXQFHGWKHGHYHORSPHQWRIWKH3RUWDÁRZ&SRUWDEOH
XOWUDVRQLFIORZPHWHUWKDWIHDWXUHVDFRPSOHWHO\QHZGHVLJQDQGWKDW
XVHVWUDQVLWWLPHPRDVXULQJPHWKRGIRUPHDVXULQJWKHÁRZUDWHDQGD
SXOVHG'RSSOHUPHWKRGIRUPHDVXULQJWKHÁRZYHORFLW\SURÀOHZLWKLQ
DSLSH7KLVQHZSRUWDEOHXOWUDVRQLFÁRZPHWHUUHDOL]HVDVPDOOHUVL]H
OLJKWHUZHLJKWDQGLVHDVLHUWRXVHWKDQSULRUPRGHOV1HZIXQFWLRQV
LQFOXGHÁRZYHORFLW\SURÀOHPHDVXUHPHQWDKHDWGLVVLSDWLRQFRPSXWD
WLRQIXQFWLRQSLSHZDOOWKLFNQHVVPHDVXUHPHQWXQGHUGHYHORSPHQW
DQGD86%FRPPXQLFDWLRQVIXQFWLRQ)XUWKHUPRUHWKHPHPRU\FDSDF
LW\FDQEHH[SDQGHGZLWK6'FDUGVWKHGLVSOD\LVDODUJHVFUHHQFRORU
/&'DQGWKHEXLOWLQ/LLRQEDWWHU\SURYLGHVDSSUR[LPDWHO\KRXUVRI
FRQWLQXRXVRSHUDWLRQ
:33#ROSS3TACK,ASER'AS!NALYZER
0APERLESS2ECORDERh0(2vh0(7v
(IDEO+ANAI
9USUKE.AKAMURA
+AZUHIRO+OIZUMI
-ASAKI3HINODA
(ISAHIRO+ONNO
*UNICHI.ISHIJIMA
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
&RPSDUHGWRWKHLRQHOHFWURGHPHWKRGIRUPHDVXULQJK\GURJHQ
FKORULGHFRQFHQWUDWLRQDWZDVWHLQFLQHUDWLRQSODQWVWKH=66FURVVVWDFN
ODVHUJDVDQDO\]HUKDVPDQ\H[FHOOHQWFKDUDFWHULVWLFVLQFOXGLQJ
PDLQWHQDQFHIUHHRSHUDWLRQHQYLURQPHQWDOO\IULHQGO\HQHUJ\VDY
LQJVW\SHVWURQJUHVLVWDQFHWRGXVW\HQYLURQPHQWVKLJKVSHHG
UHVSRQVHWKDWHQDEOHVFRQWURODSSOLFDWLRQVZKLFKZHUHQRWSRVVLEOHEH
IRUHQRLQWHUIHUHQFHIURPRWKHUJDVHVORZUDQJHPHDVXUHPHQW
QRRFFXUHQFHRIQRQPHDVXULQJWLPHE\WKHDXWRPDWLFFDOLEUDWLRQ
ORZUXQQLQJFRVW
$SSOLFDWLRQVRISDSHUOHVVUHFRUGHUVDUHH[SDQGLQJ3DSHUOHVVUH
FRUGHUVZKLFKDOORZPHDVXUHGGDWDWREHGLVSOD\HGRQDIURQWGLVSOD\
SDQHODQGDOVRWREHUHFRUGHGLQPHPRU\DVDGLJLWDOYDOXHDUHWKHUH
IRUHXVHIXOLQSRVWSURFHVVLQJDSSOLFDWLRQVVXFKDVVWDWLVWLFDQDO\VLV
)XUWKHUPRUHZKHQFRQQHFWHGWRD/$1GDWDWUDQVPLVVLRQDQGHPDLO
VHQGLQJ IXQFWLRQV DUH DOVR SRVVLEOH ,Q DGGLWLRQ WR D LQFKVL]H D
LQFKODUJHVL]HPRGHOKDVDOVREHHQUHOHDVHG7KLVSDSHUGHVFULEHV
WKHIXQFWLRQVDQGVSHFLÀFDWLRQVRI)XML(OHFWULF·VSDSHUOHVVUHFRUGHUV
直接挿入形ジルコニア式酸素計「ZFK8/ZKM」
加藤 修久
富士時報
宇津木 喜弘
乾 貴誌
6OL.OP-（）
đĶŔės問題ú環境問題Â近年注目ËĂܺā中Ýh燃焼制
御j管理á使用ËĂā酸素計åh過酷à環境下Ýø安定的ÝhÁÚ
高速応答ä測定Â求÷ÿĂܺāgÓäÕ÷h煙道àßá直接挿入
ÝÃā酸素計ä重要性å増Íܺāg本稿ÝåhġŔĜĴċ酸素Ĥ
ŜĞä測定原理ä説明Þh新製品ݸā直接挿入形ġŔĜĴċ式酸
素計ä検出器ZFK8Þ変換器ZKMä信頼性Þh使ºúÏËh
安全性àßä特徴áÚºÜ紹介Ïāg
:&+:+-)N3ITU:IRCONIA/XYGEN!NALYZER
.OBUHISA+ATO
9OSHIHIRO5TSUKI
4AKASHI)NUI
&UJI%LECTRIC*OURNAL6OL.OP-
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昭和 40 年 6 月 3 日 第三種郵便物認可 平成 20 年 3 月 10 日発行（年 6 回 1，3，5，7，9，11 月の 10 日発行）富士時報 第 81 巻 第 2 号（通巻第 849 号）
本誌は再生紙を使用しています。
雑誌コード 07797-3 定価 735 円（本体 700 円）
