Bluetooth®機器とIIoTを接続する方法
シンプルな3ステップの接続ガイド
要約
- 産業環境では、機器の接続と設定にケーブルとインタフェースが利用されることが多く、複数のプロトコルに対応するために複数のドングルが必要となることがよくあります。
- ドングルは、日常生活でさまざまなアダプタやケーブルが使用されているのと同様に、産業においても長年にわたり標準的に利用されています。
- 無線通信は、当初は限られた規格と独自のプロトコルから始まり、徐々に普及し、その後WirelessHARTのようなオープンソリューションへと移行してきました。
- このような進歩を遂げたにもかかわらず、環境の複雑さが原因でドングルはこれまで変わることなく利用されてきました。
- Bluetooth®は、クラウドとのシームレスな統合を可能にし、よりスマートなプラント操業に向けた実用的なデジタル化を推進できるため、大きな転機をもたらしています。
オートメーションにおけるドングルの時代は終焉を迎えつつあります
産業オートメーションでは、機器設定にアクセスする場合、これまでは複数のアダプタとインタフェースが必要でした。たとえば、RS-485アダプタ、HARTインタフェース、イーサネットケーブル、さらには4～20 mA信号用ツールなどが必要とされていました。多くの場合、この複雑さが遅延や効率低下の原因となっています。
これは製造者全体が抱える共通した課題です。プロトコルや機器タイプによっては、パラメータの取得や診断の実行に特定のインタフェースが必要となる場合が多々あります。ドングルを完全に排除できるようなソリューションはまだ開発段階ですが、無線技術はすでに機器への高速アクセスを提供しています。
WirelessHARTのようなプロトコルの普及が進み、診断データや設定データへのリモートアクセスが可能になったにもかかわらず、従来の4～20 mA接続に比べて無線技術の導入は限定的なものにとどまっています。このことは、「小規模アプリケーションにおいて、どうすれば無線技術を効果的に導入できるのか？」という重要な問題を提起しています。
その答えは、Bluetooth®プロトコルを追加搭載した機器にあります。この技術により、コントローラ接続用の標準的な4～20 mA信号を維持しながら、機器データへの迅速かつ容易なアクセスが可能になります。
Bluetooth®対応フィールド機器によるアクセスの簡素化
類似モデルの機器の交換は、プロトコルが異なる機器への切替えに比べ、はるかに容易です。ただし、当然ながら技術を最新化していく必要があり、この移行においても診断データと設定データへのアクセスは依然として重要です。
最新のフィールド機器はデュアル通信機能を提供します。従来の4～20 mA統合を維持しながら、スマートフォンやタブレット端末でモバイルアプリケーションを使用して、設定データや診断データにアクセスできます。このローカル接続では、フィールドエンジニアは機器の近くにいる必要があります。
小規模アプリケーションでは、「Bluetooth®で収集した診断データにリモートでアクセスし、そのデータをより広範なシステムに統合するにはどうすればよいか？」という課題も生じます。その答えはBluetooth®機器にあります。Bluetooth®機器では、IIoTサービスを利用することで診断データをクラウドに送信できます。また、リモートアプリケーションにより、一次プロセス変数と二次プロセス変数を既存のシステムに組み込むことも可能です。
実装は容易で、3つのステップで完了します。これにより、組織はIIoTの導入について広い視野で検討を進めながら、最初は小規模な導入から開始できます。
3つのステップでプラントをデジタル化する方法
既存のプラントや新しいアプリケーションでBluetooth®テクノロジーを活用したいと考えている場合は、シンプルな3つのステップでこれを実現できます。これらのステップに従うことで、関連するすべてのデータがクラウドで安全に利用できるようになり、統合と分析の準備が整います。
ステップ1 – Bluetooth®対応機器
最新のフィールド機器はBluetooth®通信をサポートする機器が増えており、接続と設定が簡素化されています。たとえば、温度伝送器を交換する場合、Bluetooth®と従来の4～20mA技術またはその他の技術を兼ね備えたモデルを選択できます。リモート監視が必要な新規アプリケーションでは、Bluetooth®機器により、データをローカルで効率的に収集して、エッジデバイスに無線で送信できます。
ステップ2 – FieldEdge
Bluetooth®対応機器を設置すると、そのデータをEndress+Hauser FieldEdge SGC200などのエッジデバイスで収集して、クラウドソリューションに送信できます。FieldEdge SGC200はローカルで給電され、20メートルの範囲内にある最大5台のEndress+Hauser製機器に接続して、一次プロセス値（PV）、二次プロセス値（SV）、NAMUR NE107ステータス情報を送信します。クラウドとの通信は、内蔵のグローバルSIMカードを使用して3Gまたは4Gで行われ、暗号化により最大限のセキュリティが保証されます。重要な点は、この接続が単方向であることです。エッジデバイスはフィールド機器のデータを周期的に読み取ることはできますが、フィールド機器をリモート制御することはできません。
ステップ3 - クラウドソリューションとAPI
設定を完了するには、クラウドサービスのサブスクリプションが必要です。Netilionなどのサービスは、エッジデバイス、クラウドインフラ、アプリケーションプログラミングインタフェース（API）といった包括的なIIoTエコシステムを提供します。クラウドプラットフォームは、すべてのフィールドデータを安全な環境に統合します。Netilion Connectは、REST/JSON APIを使用してデータ利用を簡素化し、制御システム、SCADA、カスタムアプリケーションへの容易な統合を実現します。このアプローチは柔軟性と拡張性に優れ、組織はフィールドデータを安全かつ効率的に活用できるようになります。
アプリケーション事例
小規模アプリケーションにおいて、Bluetooth®テクノロジーの導入はデジタル化に向けた実践的な第一歩です。以下に、IIoTクラウドサービスと組み合わせた場合の可能性を示すいくつかの事例をご紹介します。
リモート診断監視
Bluetooth®機器を使用して、重要なアセットをリモートで監視できます。このアプローチでは、NE107機器ステータス情報を取得でき、健全性の監視により計画外のダウンタイムを削減し、履歴診断データを活用して改良保全から予知保全へと移行できます。
レベル監視
Endress+HauserのBluetooth®機器とFieldEdgeを組み合わせることで、どこからでも容易にレベル監視を行うことができます。データと診断情報は、Netilion Connectを介して既存のシステムに統合できます。在槽管理については、Netilion InventoryやSupplyCareなどの追加ソリューションにより、機能を拡張できます。
小規模アプリケーション
レベル、流量、温度の監視を行う小規模設備の場合、Bluetooth®機器、FieldEdge SGC200、API統合を組み合わせることで、柔軟かつ費用対効果の高いソリューションが実現します。データの安全な収集と送信に必要なインフラを最小限に抑えることができ、必要な場合はいつでもデータにアクセスできます。
まとめ
Bluetooth®対応機器を使用すると、重要なデータをクラウドにシンプルかつ効果的に送信できます。エッジデバイスとAPIベースのソリューションを組み合わせたアプローチにより、安全なデータ収集が保証され、あらゆるシステムに情報を柔軟に統合できます。
