ETHERNET標準プロトコル

PROFINET®

PROFINET®はヨーロッパの主要なオープン産業用Ethernet規格で、産業オートメーション技術分野をリードする規格です。PROFINET®の通信システムにより、産業用Ethernetを使用して、コントローラデバイスとフィル―ドデバイス間でリアルタイムにデータ交換ができます。PROFINET®は、PROFIBUS®(PROFIBUS & PROFINET International (PI) ユーザー組織により標準化されているフィールドバス標準プロトコル)の後継規格です。LAPPは、PROFINET®の更なる開発に向けて積極的に取り組んでいます。

PROFINETのRT(リアルタイム)バージョンでは、リアルタイムに、コントローラデバイスとフィールドデバイスが通信できます。ネットワークコンポーネントに追加の要件を設定する必要もありません。クロック同期なしで、データ交換が行われるサイクル時間は約10secです。RTバージョンは、リモート I/Oシステムなどで使用されます。

クロック同期が必要である特別なアプリケーション、例えばサーボドライブの同期などでは、コントローラデバイスとフィールドデバイス間のアイソクロナス通信が不可欠です。これにはPROFINET®のIRT(Isochronous Real Time:等時性リアルタイム)バージョンが使用できます。IRTネットワークではハードウェアに追加の要件が必要で、現在は標準Ethernetスイッチの使用は禁止されています。データ交換のサイクル時間は1msec未満です。

PROFINET®準拠のケーブル及びアクセサリ

ケーブル

 

LAPPのETHERLINE®シリーズで、PROFINET®準拠のケーブルには、「PN」又は「PNA」、「PNB」又は「PNC」というマークが付けられており、一目でPROFINET®アプリケーション向け、またその仕様タイプもわかります(A=固定用途、B=柔軟用途、C=連続可動用途、捻転用途、)。 また関連アプリケーションの種類に応じて、100Mbit/sの速度をもつ4線心ケーブル、ギガビット単位での通信が可能な8線心ケーブルなど PROFINET®ケーブルには様々な種類のケーブルが使用されます。

コネクタ

 

EPIC® DATAシリーズで、フィールドデバイス接続用PROFINET®コネクタ(RJ45及びM12コネクタ、D又はXコーディング)をお探しいただけます。

パッチケーブル

 

パッチケーブルは、ケーブルとコネクタがすでにアッセンブリ済みで、PROFINET®アプリケーションで使用できるソリューションとして提供されています。すでにアセンブリ済みのため、コネクタ接続の工数を削減し、接続品質の違いを防ぎ、また豊富なコネクタの組み合わせをご用意しております。

スイッチ

 

  • ネットワークの接続には、ETHERLINE®ACCESSシリーズにてPROFINET®(適合クラスCC-B)用の様々なコンパクト標準Ethernetスイッチを提供しています。

1.2. PROFINET®準拠光ファイバーケーブル及びアクセサリ

光ファイバーケーブル

 

PROFINET®システムでは、ケーブルの代わりに、電磁耐性(EMC対策)があり、より長距離にわたってデータ転送が可能な光ファイバーケーブルを使用することが多くあります。PROFINET®準拠の光ファイバーケーブルは、HITRONIC®シリーズにてPOF又はPCFバージョンとして提供されています。産業環境及びケーブルに対する耐性に合わせて、2つの異なるシース設計から選択できます。

光ファイバーコネクタ

 

光ファイバーケーブル/HITRONIC®シリーズには、デュプレックスケーブル対応のコネクタがあり、PROFINET®データケーブル用に光ファイバーケーブルを使用できます。

その他、産業用Ethernet標準プロトコル

LAPPでは、Modbus TCP、EtherNet/IP、CC-Link IE及びPOWERLINK等の産業用Ethernet標準プロトコル(以下参照)のカテゴリにて、ケーブル、光ファイバーケーブル及びアクセサリを提供しています。

Modbus TCP

Modbus TCPとは、ModbusフィールドバスシステムのEthernet版であり、デバイス間のシリアル通信を実現するために開発されました。また物理層にも依存しません。オートメーションアプリケーションでのEthernet通信を容易にするために、通信プロトコルTCP/IP、転送媒体Ethernet(より高速な転送速度)及び実際のModbusアプリケーションプロトコルを組み合わせて、非常にオープンなシステムであるModbus TCPが誕生し、今ではプロセスオートメーションの標準の一つとなっています。

こうした経緯から、Modbus TCP技術は、異なるバスやネットワークトポロジーをもつクライアントとサーバ間でデータ転送できるフィールドバス・オン・イーサネット(fieldbus-on-Ethernet)ソリューションと考えられています。この一環として、機器は同時にクライアントとサーバの両方の役割を果たすことができ、並行して通信し、多数のクエリ(問い合わせ)/レスポンス(応答)を送信できます。Modbus TCPはModbus Organizationにより管理されています。

※Modbus TCPには、最低でも8線心(Cat.6以上)のケーブルが必要です。

EtherNET/IP

EtherNET/IPは、制御及びオートメーションシステムで使用される産業用バスシステムであり、米国で普及しています。

EtherNET/IPは、標準Ethernetハードウェアで動作し、TCP/IP及びUDPの通信プロトコルを用いています。また、CIP(Common Industrial Protocol)と呼ばれるネットワークのアプリケーション層を構成するアプリケーションプロトコルを使用しています。EtherNET/IPのメリットには、既存のフィールドデバイスを簡単にシリアルRSインターフェースに統合できることが一つ挙げられます。これにより、オートメーションアプリケーションにおいて、フィールドレベルから、サイクリック及びタイム・クリティカルデータを提供できます。 

しかし、こういったネットワークはサイクル時間が約10msecほどであるため、通信規格自体は、アイソクロナスサーボ動作の厳しいリアルタイム要件(<1msec)の処理には適していません。そのため、クロック同期が必要なアプリケーションの場合、MotionSync及びCIPSyncを付加するように拡張されました。

EtherNET/IPは、Open DeviceNet Vendor Association(ODVA)によって管理・開発されています。

LAPPはODVAの一員であり、EtherNET/IPシステムの更なる開発に積極的に取り組んでいます。

 

CC-Link IE

日本を始め、アジア各国では、CC-Link IEは、CC-Linkフィールドバスシステムにおいて主要なEthernetベースの後継規格です。産業用アプリケーションでCC-Linkがフィールドバスシステムとして不十分な場合、大量のデータを管理するために、より強力なCC-Link IEバージョンが使用されます。CC-Link IEはGbitレベルの高速データ通信向けで、リアルタイム性プロトコルを実現し、現在ネットワーク内で最大120台のデバイスが接続可能です。またCC-Link IE Field (フィールドレベルでのデータ通信用)、CC-Link IE Control(コントローラレベルでのデータ通信用)、CC-Link IE Safety(セーフティコントローラをリンクする用)、CC-Link Field Motion(サーボドライブ同期用)など様々なバージョンがあります。

LAPPはCPLA(CC-Link Partner Association)協会の一員であり、 CC-Link IEの更なる開発に積極的に取り組んでいます。以下ご紹介している部品では、CLPA使用に準拠し、認定されているものが多くあります。

POWERLINK

POWERLINKは、汎用Ethernet技術を拡張したリアルタイム性オープンプロトコルです。現在、オートメーション技術で使用されている主要のリアルタイムEthernetシステムです。POWERLINKネットワーク内では、決定論的データ通信のため、サイクル時間200µs未満、タイミング精度1µs未満のアイソクロナスサイクルを実現できます。また、最大240のノードを正確に同期し、異なる種類のネットワークを統合でき、トポロジーも自由に選択可能です。さらに、デバイス構成や診断などデータスピードを求めないデータの時間枠も確定されています。POWERLINKは、UDPやTCPなどのIPベースプロトコル、またCANopenプロファイルを使用しています。これにより、ITの相互運用性も保証されます。マスタノードとスレーブノード(管理ノードと制御ノード)に特別なハードウェアは必要ありません。

POWERLINKはEPSG(Ethernet POWERLINK Standardization Group)によって開発されています。 

IEプロトコル用ケーブル及びアクセサリ

ケーブル、コネクタ及びパッチケーブル

 

*コネクタ選定の際は、ケーブルの通信速度に合わせたコネクタをご選定ください。

スイッチ

IEプロトコル用光ファイバーケーブル及びアクセサリ

光ファイバーケーブル

 

産業用通信システムでは、ケーブルの代わりに電磁耐性(EMC対策)のある光ファイバーケーブルを使用することが多々あり、これにより長距離でのデータ転送が実現されます。HITRONIC®シリーズでは、標準プロトコルModbus TCP、EtherNET/IP、CC-Link IE及びGOFバージョンのPOWERLINKに適合する光ファイバーケーブルを提供しています。産業環境、波長や関連伝送経路に応じて、シングルモード(SM)又はマルチモード(MM)ファイバーケーブルが選択可能です。

コネクタ

LAPPでは、様々なクラスのGOFタイプ、LC、SC、ST及びFCコネクタを提供しております。

ピグテール、パッチコード及びトランキング

 

LAPPでは光ファイバーのアッセンブリケーブルもご用意しており、幅広いアクセサリから選択が可能です。 例えば、既存の光ファイバーケーブルへの接続用に、スプライシングによって片側にコネクタが装備されたピグテールや両端コネクタ付パッチケーブルなどをご選択いただけます。

またカスタムとして光ファイバーケーブルアセンブリ(トランキングシステム)などの場合は、弊社までお問い合わせください。

スイッチ

 

産業用Ethernetシステムの様々なデバイスを安全且つ確実に相互接続するには、光ファイバーネットワークにもアクティブなネットワーク機器が必要です。光ファイバーケーブル接続用のSFPポート付きLAPPのマネージドスイッチは、シングルモード又はマルチモードデータ転送向けに、100Mbit/s又は1 Gbit/sバージョンで提供されています。

  • 光ファイバー用スイッチ (coming soon)

 

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