EZ-Japan BLOG since 2017 真・MFC千夜一夜物語

EZ-Japanブログは、真・MFC千夜一夜物語という流体制御機器=マスフローコントローラ(MFC)の解説記事をメインに、闘病復帰体験、猫達との生活が主なコンテンツです

フィールドバス

真・MFC千夜一夜物語 第319話 MFCに互換性はあるの?その5

マスフローコントローラー(MFC)マスフローメーター(MFM)のメーカー間での互換性に関するお話です。

アナログ信号でやり取りをするマスフロー(MFCMFMの総称)の場合、そのコネクターやピンアサイン、あげくは勘合ネジ腫に至るまで問題になる箇所が多いというお話を前回はさせて頂きました。

 

では、デジタルはどうなのだというと・・・

これもフィールドバス仕様が出てくるまでは、群雄割拠状態でした。

RS232CRS485RS422もありましたね)といったシリアル通信が多かったデジタル黎明期は、接続コネクターも独立した丸型コネクターだったり、前回のブロンコストさんのようにアナログ通信用D-ub9ピンの内2本分をRS232に割り振ったりと各社様々な仕様なのです。

 

でも、それ以上に問題なのは、プロトコルなのです。

いわゆる通信コマンド体系が各社ごとに異なるのです。

人間で言えば、日本語とドイツ語で話しているくらいの差があるのです。(いや、それ以上かもしれません・・・)

これでは互換性なんかある訳がありませんね?

(なぜか異なる2社で同じプロトコルを使っていたりしましたが、それは大人の事情ですw)

 

これに一石を投じたのが、前述のフィールドバスへの対応です。

例えばDeviceNetの場合、通信ケーブルはM12 DeviceNet コネクタケーブルを使うことになっています。

当然、プロトコルも共通の通信仕様が用意されています。

これで上述の互換性の問題は解消されましたね!


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出典:ブロンコスト・ジャパン(株)

 

ただ、互換性があるのは同じフィールドバスの中だけです。

DeviceNet と Profibus、そしてCC-Link の間には互換性は無いのです。

以前にも見てもらった統計を再度見てもらいましょう。

 

 200720_02

出典:産業用ネットワーク市場シェア動向 2019”” HMS 社統計)by Andrea Jacobson | 5 07, 2019

 

これだけの数のフィールドバスがあり、更に産業用イーサーネットが伸びてきているのです。

マスフローの本体性能には関係ないところなのですが、対応しないわけにもいかないですよね。

やはりマスフローの互換性を確保するのは、難しい事なのですね・・・

【あなたにMFCの夜が来る~真・MFC千夜一夜物語】by Deco EZ-Japan

ブロンコスト EtherNet/IPとModbus TCP/IPに対応が可能に!

産業用イーサーネット vs フィールドバスの占有率は2019年段階で以下のようになっています。(HMS社予測値)

HMS_IEvsFB_2019
出典:”産業用ネットワーク市場シェア動向 2019”” (HMS 社統計)by Andrea Jacobson | 5 07, 2019



マスフローコントローラー(MFC)、マスフローメーター(MFM)の産業用イーサーネット&フィールドバス対応で、先頭を切っているブロンコストの現在の対応状況は2020年4月27日よりEtherNet/IPとModbus TCP/IPに対応が可能になるために、以下になる見込みです。

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<出典:ブロンコスト・ジャパン(株)>

これを先ほどのHMS社のシェア動向に当てはめると・・・
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このようにシェアで言うと、60%以上に対応している事になるのです。
これはなかなかすごい事です。
ブロンコストは、マスフロー(MFCとMFMの総称)の通信機能をモジュール化することに早くから取り組んでいた事が功を奏したのでしょうね。

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<出典:ブロンコスト・ジャパン(株)>

産業用ネットワークで何を採用するかは、業界、地域、実績(PLCメーカー)により好みがわかれるところです。
ただ、マスフローの流量測定&制御性能はどのネットワークを選んでも、差はないはずです。
今後はユーザーの多様な要求に応えられる品揃えを持っているか、いないかが、重要な要素になってくるのでしょうね。

EZ-Japan MFCニュース by Deco

真・MFC千夜一夜物語 第291話 フィールドバス vs 産業用イーサーネット vs マスフロー!その6

【お知らせ】

今まで本ブログは、"EZ-Japan BLOG since 2017”と "真・MFC千夜一夜物語”@niftyココログ版の2つで同時連載進行を行って参りましたが、既に告知の通り2019/5/11をもって@niftyココログ版の方を終了させていただきました。こちらのブログ"EZ-Japan BLOG since 2017"版での連載は、変わらず続けて参りますので、どうか千夜一夜=1001話にたどり着く迄、宜しくお願い申し上げます。

 

もう一つのMFC千夜一夜物語が掲載されている日本工業出版さんの「計測技術」誌 20198月号(7/25発売)は特集ページとのボリューム調整の関係で休載となっております。連載第56回は9月号になりますので、お楽しみに!

 
最後にDecoのスタンスを御説明しておきます。

Decoは特定のフィールドバスや産業用イーサーネットの推進論者でも、逆にアンチでもありません。

おそらくマスフローメーカーや関係者のほとんどが同じく中立位置だと思います。
それは今回の連載でお話ししてきましたように、「基本的に通信ネットワークの選択は、マスフローコントローラー(MFC)、マスフローメーター(MFM)の流量測定・制御性能向上に寄与する訳ではない。」からです。

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読者の皆さんからの問い合わせを頂く都度、「スレーブに位置づけられるマスフローのポジションでは、マスターであるPLCや流量制御を行う上位システムのメーカーがどこか?で選択すればよいのですよ。
決して“DeviceNetTM対応だからすごいマスフロー”という事はないので、勘違いしないで下さい。」と、お答えし続けてます。

2年前はフィードバスと産業用イーサーネットのシェア競争は、まだフィールドバスに軍配が上がっていましたが、それも2018年で逆転しました。

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出典:HMSインダストリアルネットワークス 産業用ネットワーク市場シェア2018

 

 

そろそろ生き残りを見極めて山を張るべきなのか?
それともあらゆる可能性を考えてマルチに対応できるモジュール化した製品を作り上げるべきか?
マスフローメーカーの立場は非常に難しいです。

前者なら日本での製品化実績の少ないModbus を狙ってみるのも良いし、後者ならば前回紹介したブロンコスト社を参考にしてモジュール化を進めてみるのはどうでしょうか?

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出典:ブロンコスト・ジャパン(株)


いずれにせよ、これからのマスフローは各種フィールドバス及び産業用イーサーネットに対応していけるポテンシャルをもった製品を市場に出していかなくてはならない のは確かだと思います。
今となっては大きな責任を負わないDecoが上述のようにああすればいい、こうすればいいと放言してしまい申し訳ないのですが、この辺りがどこへ転がっていくのかは、また2年後くらいの当ブログ記事で答え合わせをさせてください。

 

 【権利関係 引用元】

本ブログ記事(第286話~291話)中のDeviceNetTM ODVAOpen DeviceNet Vendor Association)、PROFIBUSは、PROFIBUS User OrganizationCC-Linkは三菱電機株式会社、Ethernetは富士ゼロックス株式会社、EtherCATBeckhoff Automation GmbH の登録商標です。

 

本ブログ記事(第286話~291話)中 産業用ネットワーク市場シェア2018の図表は Anybus News ”産業用ネットワーク市場シェア動向 2018 HMSインダストリアルネットワークス株式会社統計) — 産業用 Ethernet がついにフィールドバスのシェアを上回る” by Thomas Carlsson | 2 16, 2018 から引用させていただきました。

改めて御礼申し上げます。

 
*EZ-Japanは8/10(土)から18(日)まで夏季休暇を頂きます。
真・MFC千夜一夜物語の次回更新は、8/20(火)を予定しております。

猛暑が続きますし、どうぞ無理をせず、水分補給としっかりした食事で夏を乗り切ってください。

【あなたにMFCの夜が来る~真・MFC千夜一夜物語】by Deco EZ-Japan

 

真・MFC千夜一夜物語 第290話 フィールドバス vs 産業用イーサーネット vs マスフロー!その5

お知らせ】

今まで本ブログは、"EZ-Japan BLOG since 2017”と "真・MFC千夜一夜物語”@niftyココログ版の2つで同時連載進行を行って参りましたが、既に告知の通り2019/5/11をもって@niftyココログ版の方を終了させていただきました。こちらのブログ"EZ-Japan BLOG since 2017"版での連載は、変わらず続けて参りますので、どうか千夜一夜=1001話にたどり着く迄、宜しくお願い申し上げます。

 

もう一つのMFC千夜一夜物語が掲載されている日本工業出版さんの「計測技術」誌 20198月号(7/25発売)は特集ページとのボリューム調整の関係で休載となっております。
連載第56回は9月号になりますので、お楽しみに!

 

マスフローでのフィールドバス&産業用イーサーネットへの取り組み


前回お話ししたようなシチュエーションで、もしDecoが予算承認を行う経営者サイドの人間として下図を資料として見せられたら「このフィールドバスと産業用イーサーネットのプロトコル全てに対応するマスフローを個々に開発するつもりなの?市場でのターゲットの絞り込みはできているの?」と真っ先に部下に対して確認すると思います。

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出典:HMSインダストリアルネットワークス 産業用ネットワーク市場シェア2018

 

例えば今の300mm半導体製造装置では、確かに大きなシェアを持つ装置メーカーがDeviceNetTMを採用しています。

でも、それは次世代400mmでも同じではないでしょうし、フォールドバスから産業用イーサーネットに移行する可能性はかなり高いでしょう。

学生時代は試験の山を張ることが得意だったDecoでも、さすがにこの予測は難しいです。

顧客のPLCメーカーの嗜好、地区や業界による好み等が複雑に絡み合うからです。

ですが、近年のデバイスの進化は、こういった少量多品種での展開に対して、Decoの現役時代よりは有利な側面もあるのです。
フィールドバスが世に出て既に四半世紀が過ぎ、通信用ICはどんどん集積化され、小型化、高性能化が進んでいます。

下図、DIL-32 Communication IC - DeviceNetTM Slave はあくまで一例で、このチップをいずれかのマスフローメーカーが採用しているという意味ではありません。 

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DIL-32 Communication IC - DeviceNet Slave 出典ヒルシャー・ジャパン()

 

最初にCANチップでDeviceNetTM用マスフローの基板を作っていたDecoの現役時代の技術屋さん達から見たら昔日の感があるでしょうね。 BronkhorstHigh-Tech B.V.(ブロンコスト社)の「交換可能なモジュールで構成されたマスフローで工業製品としてのクラスアップを実現し、フレキシブル生産を実現する」という設計思想はこういった背景から生み出されました。(下図)

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出典:ブロンコスト・ジャパン()

 

基板を収めるケースには斜めにスリットが入り、分割できるようになっています。
スリット上半分の通信モジュールはフィールドバス、産業用イーサーネットの各通信に対応したインターフェイスを収め、下半分はどの通信モジュールと連結できるコモンアーキテクチャーとしてデジタル制御基板を収めてあるのです。

コアとなる共通のデジタル制御基板に対して、各種通信用モジュールを組み合わせることが可能なお陰で、各種フィールドバス&産業用イーサーネット対応マスフローを生産し、世界各国の市場に送り出すことが可能になっています。

 

別の視点で開発のコストの削減でいうならModbusという選択もあるかとDecoは思います。ModbusとはアメリカのModicon Inc.により開発されたPLC用のネットワークです。
他のフィールドバスとの大きな違いはDeviceNetTM でいうところのODVAに類する組織が存在せず、コンフォーマンステストなどは行われていない点です。
その為、機器接続は実機で確認するしかないのですが、その分、安上がりでもあります。

また、Modbusは通信プロトコルとして Modbus Protocolを定義しているが、物理レイヤに関しては定義がありません。
非常にシンプルであるため、FAPA 分野で実績を伸ばしているようです。
マスフローレベルの情報量のやり取りには、最適かもしれませんね。

Lab-VIEWとの連携にも用いられることが多く、徐々に日本でもシェアを拡大しているようです。

 

【あなたにMFCの夜が来る~真・MFC千夜一夜物語】by Deco EZ-Japan

真・MFC千夜一夜物語 第289話 フィールドバス vs 産業用イーサーネット vs マスフロー!その4

【お知らせ】

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もう一つのMFC千夜一夜物語が掲載されている日本工業出版さんの「計測技術」誌 20197月号(6/25発売)ではマスフローコントローラー(MFC)、マスフローメーター(MFM)が属する質量流量計の解説から離れまして、それ以外の各種流量計(体積流量計)を取り上げて解説を行っています。

 

マスフローでのフィールドバス&産業用イーサーネットへの取り組みに関して

マスフローでの各種フィールドバス&産業用イーサーネット対応への取り組みを紹介しましょう。現時点で最も多種多様なネットワークに対応するオプション展開を有しているのは、オランダのブロンコスト(Bronkhorst High-Tech B.V.)かと思います。
フルスケール(FS)0.7ml/min1450l/minまでを網羅する同社の標準機種EL-FLOWシリーズのI/O仕様は、D-Sub9ピンコネクターでのアナログ信号(電圧信号0-5VDC / 0-10VDC 、電流信号 0-20mA / 4-20Aから選択可能)とRS232Cです。
アナログI/Oでオプション費用なしで4種に対応できるだけでも非常に競争力があると言えます。
それに対してデジタルでは、まずフィールドバスでDeviceNetTM /PROFIBUSⓇ / Modbus /そして自社オリジナルのFLOW-BUS、産業用イーサーネットでEtherCAT / PROFINET と実に6種に対応しています。(下図)

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出典:ブロンコスト・ジャパン(株)

他のメーカーではDeviceNetTM  / EtherCATあたりで、国産メーカーが三菱のPLCを使用する顧客が多い関係でCC-Linkに対応しているくらいではないでしょうか?

下図で明記されたフィールドバスと産業用イーサーネットの数は10種+その他ですから、それでもまだ対応が及んでいないバスはあるのです。

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出典:HMSインダストリアルネットワークス 産業用ネットワーク市場シェア2018


だが、これを一概にマスフローメーカーの努力不足と責めることはできないと思います。
なぜならこれらのフィールドバス及び産業用イーサーネット対応のマスフローを開発するコスト、そしてODVAのような組織への加盟とコンフォーマンステスト受験費用、各通信ネットワークを用いた専用製造設備投資、そして通信基板の在庫負担を考えると全ての方式を網羅しろという方が酷だからです。

マスフローメーカーからすれば、本来のマスフローの性能とは関係のないI/Oの問題であり「この通信規格だからマスフローの性能が上がる」という利点は一切ないのです。
ネットワーク機器としての付加価値は付けられても、マスフローの基本性能である精度や繰り返し性、応答性への付加価値はゼロなのです。

なのにその開発にコストと時間を費やすことは、大半が中小企業であるマスフローメーカーにとっては大変厳しいと言わざるを得ないでしょうね。

【あなたにMFCの夜が来る~真・MFC千夜一夜物語】by Deco EZ-Japan

EZ-Japan(イージージャパン)Deco こと 黒田です。 2014年6月開業です。流体制御機器マスフローコントローラーを中心に”流体制御関連の万(よろず)屋”として情報発信しています。 日本工業出版「計測技術」誌で”マスフロー千夜一夜物語”の連載中です。
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