HARTコミュニケータ と IIoTソリューションのご紹介
私は長年にわたり、HARTコミュニケータを使用するお客様のアップデートやサポートを行ってきました。HARTコミュニケータはシンプルだと思っていても、ユーザーの多くは箱から出して充電し、使い始めてから問題が発生します。
例えば、ハンドヘルドがフィールド機器を見つけられなかったり、ディスプレイに表示される情報が少なかったりすると、ユーザーはどうすればいいのかわかりません。しかし現在では、HARTコミュニケータのインターフェイスやユーザーエクスペリエンスは、私がお客様をサポートしていた数年前と比べて格段に向上しています。
同時に、ほとんどの質問は相変わらずなので、私はここに来てそのいくつかに答えることにしました。さらに、HARTコミュニケータが単なるハンドヘルドではないことも説明したいと思います。
現在、コミュニケータとして使用されている新しい産業用タブレットPCは、ユーザーに無限の可能性を提供しており、ハンドヘルドをはるかに超えて、IIoTサービスを実体験したい場合には不可欠なツールです。
ここでは、HARTコミュニケータに関するよくある質問と、最新のものはいかに現場で重要なツールとなっているかをご紹介します。ぜひ、ご一読ください。
HART通信プロトコルとは？
まず最初に、HARTプロトコルとはどのようなものなのか、またHARTが実現する機能にはどのようなものがあるのかという質問にお答えしたいと思います。HARTとは、Highway Addressable Remote Transducerの略で、かなり昔、具体的には1980年代半ばに開発されました。
当時のHARTプロトコルは企業独自のもので、オープンプロトコルになったのは1986年のことです。私たちがHARTについて語るとき、それはハイブリッド・プロトコルを指しています。これは、4〜20mAのアナログ信号にデジタル信号が重畳されているものです。
こういったテーマでは、技術的なことから逃れられません。そこで、実質的な技術的詳細をご説明します。HARTはBell-202規格を用いて開発され、変調と復調には1200bpsのFSK（Frequency Shift Keying）を使用しています。そして、そのデジタル信号は、1200Hzが "1"、2200Hzが "0 "と識別されます。
HARTプロトコルは、フィールドデバイスで使用され、メニューにアクセスしてデバイスの設定を行うことができます。またHARTを使ってデバイスとコントローラの間でも通信することができます。
これで、HARTプロトコルとはどのようなものかを理解していただけたと思います。このプロトコルに関しては、HARTマルチドロップ、HARTコマンド、ドライバなど、他にも高度なトピックがあります。そのうちのいくつかについては後ほど紹介します。
HARTコミュニケータは何に使うのですか？
HARTプロトコルが登場する前は、デバイスの測定レンジのゼロとスパンの設定は現場で設定するしかありませんでした。私も何度か経験しましたが、デバイスにはスパンとゼロを調整するためのネジがあるだけで、とてもシンプルでした。
HARTプロトコルを搭載した新しいデバイスが市場に登場したとき、ハンドヘルドはデバイスの設定にアクセスするためのツールとして登場しました。
これらの新しいデバイスは、より良い測定を行うために、測定範囲やその他の機能を設定する可能性を提供してくれました。ハンドヘルドは、デバイスにアクセスし、すべての設定や診断を確認し、必要に応じて変更を加えるための便利なツールでした。
以前はハンドヘルド型だったHARTコンフィギュレータが、最近では産業用タブレットPCになりました。これにより、HART通信だけでなく、実質的にすべてのフィールドバスプロトコルを使って通信することができます。
さらに、新しいタブレットでは、他のアプリケーションをインストールすることができ、幅広い新しい可能性を提供してくれます。今では、IIoTサービスがすでにタブレットにインストールされており、それらを使って機器の健全性の情報を確認したり、新しいドキュメントを保存したり、デバイスをより柔軟に管理することができます。
結論から言うと、今では、強力なツールを手に入れることが出来るのです。あらゆる種類のフィールドデバイスを設定する際に、より良いユーザーエクスペリエンスを得ることができます。その上、タブレット上で様々なアプリケーションを実行することもできます。
HARTコミュニケータに250Ωの抵抗器が使われているのはなぜですか？
「でも、必要のないときもある」とおっしゃるでしょう。確かにその通りです。通常、デバイスがフィールドにあるときは必要ありませんが、場合によっては必要になることもあります。いずれにしても、どこにいても、HARTデバイスがあるところでは、常に持ち歩くことが重要です。
抵抗器は、ループ上にインピーダンスを作るために必要になります。HART通信を確立するためには、最低230Ωのインピーダンスが必要です。通常、制御システムはこのインピーダンスを提供しています。ですので、現場で抵抗器を使う必要はありませんが、常に携帯しておくに越したことはありません。
メッセージはシンプルですが、250Ωの抵抗器をポケットに入れておくことを忘れないでください。
HARTコミュニケータを伝送器に接続するには？
私が入社して初めて訪問したお客様では、コリオリ式流量計との通信を確立し、装置からの診断を確認する必要がありました。やはり初めての経験で、お客様と二人きりでコリオリ流量計のチェックを行いました。
計測器に詳しい方なら、これが新入生にとって最も分かりやすいデバイスではないこともお分かりいただけると思います。
緊張していたこともあり、HARTコミュニケーターを使ってフィールド機器とローカル通信する際に問題が発生しました。250Ωの抵抗を正しく接続していなかったために、通信がうまくいかなかったのです。そう、失敗したんです。
HARTコミュニケーターと伝送器の接続といっても、その方法はデバイスが2線式か4線式か、アクティブかパッシブかによって異なります。2線式の機器の場合は、通信ポートを使って通信を確立することができます。
必要に応じて250Ωの抵抗器を使用して、ループ内にインピーダンスを作ることを忘れないでください。また、ループに接続されている抵抗器にHARTコミュニケーターを並列に接続することもできます。
4線式の場合は、計器の電流出力のプラスとマイナスの出力に抵抗器を接続し、その抵抗器にフィールドコミュニケーターを並列に接続する必要があります。
HARTコミュニケータを使った校正の方法は？
この質問には別の質問でお答えしますが、校正とは何でしょう？校正の際、HARTコミュニケータは重要なツールですが、校正の意味が誤解されていることもあると思います。
校正を行う際には、校正対象の機器と、より精度が高く、必要な認証を受けた基準機器とを比較します。
つまり、校正時には、校正対象機器の測定範囲と高精度機器の測定範囲のみを比較することになります。
測定範囲をチェックした後、推奨値よりも大きな誤差が見つかった場合は、デバイスを調整する必要があります。そのため、校正の際には、HARTコミュニケーターは、すべての設定が正しいかどうかをチェックし、測定値を表示するツールとなります。
スロープやオフセットトリムを調整する必要がある場合は、HARTコミュニケーターが役立ちます。HARTコミュニケーターは、メニューツリーへのアクセスを可能にする重要なツールであり、それによって必要な修正を行うことができるようになります。
HARTコミュニケータをアップデートするには？
HARTコミュニケーターをアップデートする手順は簡単ですが、なぜアップデートし続ける必要があるのでしょうか？答えは簡単です。HARTコミュニケータは、フィールドデバイスのメニューにアクセスするために必要なすべてのファイルを持つデータベースがあります。
通常、ハンドヘルド／コミュニケータは、Device Descriptions（DD）またはDevice Type Manager（DTM）ファイルを使用しています。 いずれの場合も、これらのファイルは、フィールド・コミュニケータに接続されたデバイスの情報にアクセスするためのドライバとして機能します。
これらのファイルが利用できない場合、HARTコミュニケーターはGenericファイルを使ってデバイスへ一般的なアクセスを行います。これは、設定メニュー全体への完全なアクセスができないことを意味します。この方法では、デバイスの基本的な設定に限定され、多くのことを変更することはできません。
コミュニケーターのアップデートには、新しい機能を得るためのソフトウェアの更新や、より多くのデバイスへのアクセスを提供するための新しいドライバーのインストールに関するものがあります。この手順がどのように行われるかは、使用しているコミュニケーターによって異なります。
例えば、Field Xpert SMT70には、DTMの自動更新機能があります。その手順は、先ほど言ったようにとても簡単です。ステータスバーにあるクラウドのマークをクリックして、サインアップし、サブスクリプションの種類を選んで、ファイルをダウンロードするだけです。簡単でしょう？
最高のHARTコミュニケータとは？
この質問はトリッキーなものですが、目的に合った最高のHARTコミュニケーターを見つけるのに役立つ、関連するポイントのリストをお見せします。私の見解では、ユーザーが最適なツールを定義するべきです。
これは非常に個人的なポイントですが、多くの要素がこの質問の答えを見つけるのに役立ちます。自分自身に問いかけてみてください。
- そのHARTコミュニケーターはフレキシブルなデバイスですか？つまり、それを使って他の作業、例えば報告書を書いたりすることができますか？
- そのHARTコミュニケータのアップデート手順はどれくらい複雑ですか？
- そのデバイスに対する優れた技術サポートはありますか？
- ユーザーエクスペリエンスあシンプルで使いやすいですか？
- 様々なベンダーの異なるプロトコルのデバイスをセットアップができますか？
これらの質問は、目的に応じて最適なHARTコミュニケータを見つけるのに役立ちます。
HARTコミュニケータのメリットは何ですか？
HARTコミュニケータは、ますますユニバーサルなツールになってきています。タブレットとソフトウェアがあれば、さまざまなプロトコルや追加ツールを使ってフィールドデバイスを設定することができます。以前は、フィールドコミュニケーターはデバイスをセットアップするためだけのものでしたが、今ではより多くの機能を備えています。
例えば、ユニバーサルタブレットでレポートを作成し、当該フィールド機器の写真を撮って添付することができます。また、Windowsのアプリケーションを追加することもでき、幅広い可能性を秘めています。
今日、現場ではBluetoothやWi-Fiが接続されており、無線を使って現場の機器にアクセスすることができ、機器の設定や状態を確認する際の時間が非常に短縮されています。
最後に、IIoT のサービスは、タブレットで大いに活用できます。機器の設置基盤やその機器の健全性の状態など、あらゆるスマートな情報を現場のタブレットで管理することが出来ます。
IIoTソリューションでHARTコミュニケーターを使うには？
最新のHARTコンフィギュレータには多くの可能性があります。しかし、ここで言及すべき1つの素晴らしい機能は、作業ファイルやフィールドデバイスを仮想空間上でデジタルツインとして管理する方法です。ここでは、Field Xpertと一緒に動作するNetilion Libraryを例に挙げます。
まず、Netilion Libraryとは、フィールドアセットに関するすべての作業ファイルやドキュメントを整理して保存するためのIIoTサービスのことを指します。 Netilion Libraryは、スマートフォンやノートPCなど、さまざまなデバイスを使って、どこにいてもアクセスできます。
Field Xpertのような産業用タブレットPCがあれば、フィールドエンジニアや現場技術者にとって非常に重要なツールになります。すべてのフィールド機器のドキュメント、設定の詳細、レポート、タスクなどに簡単にアクセスできることは非常に重要です。
Field XpertとNetilionを組み合わせることで、デバイスに関するすべてのドキュメントを探す時間を大幅に短縮し、チーム全員でファイルを共有することができる強固なソリューションを手に入れることができます。
Netilion Libraryを無料でお試しいただけます。作業ファイルをいかに簡単に整理し、どこにいてもアクセスできるかをご確認いただけます。
これで、私は終わりたいと思います。
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それではまた。