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オープンPLCネットワーク 2019年7月 (一社)日本電機工業会 技術部 〒102-0082 東京都千代田区一番町17-4 TEL 03-3556-5884 メール fl[email protected] ホームページアドレス http://www.jema-net.or.jp FAを進化させる標準ネットワーク

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オープンPLCネットワーク

2019年7月

(一社)日本電機工業会 技術部〒102-0082 東京都千代田区一番町17-4TEL 03-3556-5884 メール [email protected]ホームページアドレス http://www.jema-net.or.jp FAを進化させる標準ネットワーク

特 長 機器メーカのメリット エンドユーザのメリット

・100Mbps、10Mbpsの機器が混在可能・ノード(局)の自動加入、離脱が可能・Ethernet用に開発されたリピータ、トランシーバ、HUBなどが使用可能

柔軟なシステム構成

・コントローラレベル接続に加え、デバイスレベルとの接続をサポート・汎用Ethernet通信(TCP/IP、UDP/IPなど)の混在が可能・UDP/IPをベースにFAリンクプロトコル(JIS B 3521、JEM 1479)を実装、FAニーズに対応・高速伝送:合計2Kbit+2Kword(64bit+64word×32局)で50ms以内にサイクリック伝送・PLC間ネットワークで定評のある使い易いコモンメモリ方式・1局1回の通信で1,024バイトのデータを転送・1フレーム1,024バイトのメッセージ通信サービス

高速、多量データ伝送

接続機器装置の開発が容易1)仕様がオープン2)開発コスト小

・物理層はEthernet、市販部品使用可・アナライザ、標準試験機など十分な開発環境

高信頼性・コントローラレベルでは、マスタレストークン方式を採用・優れたRAS機能

将来性・発展性 ・将来のEthernetの技術発展にリンクし、性能向上が可能

経済的・Ethernetローコスト部品使用可・回路接続仕様の標準化、開発費用・期間小

・ケーブル、リピータ、トランシーバ、HUBなど 必要部材の入手が容易・Ethernet用各種支援機器使用可

特 長

■FL-netの仕様

仕様項目 仕様 備考

伝送性能

デバイスレベル対応

汎用通信重畳

ネットワーク設定

伝送サービス

伝送媒体

物理層規格

トポロジ

最大接続局(ノード)数

交信権制御方式

通信局管理方式

プロトコル

FAの進展にともない、各種のコントローラやFA機器を相互接続してシステムを統合化する必要性が高まり、この実現手段である

ネットワークの標準化が国際的な動向となっています。

一般社団法人 日本電機工業会は、 一般財団法人 製造科学技術センターや一般社団法人日本自動車工業会、 一般社団法人

日本工作機械工業会、 一般社団法人日本ロボット工業会、 一般社団法人日本電気計測器工業会などの関係団体と協力し、

プログラマブルコントローラ(PLC)を中心とした、オープンネットワーク【FL-net】の開発と標準化および適合試験の実施と認証

業務、ならびに普及活動に取り組んでいます。FL-netの普及により、異メーカ・異機種間の接続が可能となり、フレキシブルでオー

プンなFAシステムの構築が可能となります。

FL-netとは、Ethernetを採用し、コモンメモリシステムを基本とする産業用オープンネットワークです。Ver.2のコントローラレベルに加え、コモンメモリシステム上に搭載する入出力機器定義を仕様化し、Ver.3では、デバイスレベルにも対応しました。ネットワークのフラット化が実現可能です。

FL-netとその認証体制

マルチベンダ環境の実現が非常に容易○ 日本発のオープンネットワークとして国内34社がサポートしています。○ マルチベンダでのコントローラシステムとして実績が多数で、高い評価を受けています。

ユーザ指向の使いやすい仕様と性能○ 特定局に依存しないコントローラシステム構築が容易です。○ リフレッシュの定時性を保証しているため、リアルタイム制御システム構築が容易です。○ 相手局のアプリケーションを知らなくてもデータのやり取りが可能です。

● 認証受付先

● 認証試験実施機関

:(一社)日本電機工業会 技術部 TEL:03-3556-5884 メール:[email protected] Web上の認証手続き案内:JEMA Webページ(https://jema-net.or.jp/)「規格・標準化」の項を参照ください。:(独)神奈川県立総合技術研究所

10BASE-2,5,T 100BASE-TX,FX

IEEE 802.3

バス型、スター型

254局

トークンパス方式

マスタレス方式

UDP/IPベースFAリンクプロトコル

サイクリック伝送サービス 全局で8Kbit+8KWordのコモンメモリ

メッセージ伝送サービス 1:1伝送/1:N伝送 最大1024Byte

負荷測定サービス

IO定義設定サービス、勧誘サービス

32局、2Kbit+2KWordデータを50ms以下でリフレッシュ可能

固定マップ/任意マップ 2方式

TCP/IP、UDP/IPなどFAリンクプロトコル以外のパケット通信の重畳が可能

ネットワーク設定パラメータの専用サーバ機能を搭載

異メーカ・異機種間の接続を可能にしたフレキシブルでオープンなPLCネットワーク FL-net

リピータ、光メディアコンバータなどにより伝送距離延長可100MbpsはスイッチングHUBを推奨

特定のマスタ局は不要(コントローラレベル)。サイクリック伝送の送達時間保証を実現

サイクリック伝送は全局宛一斉同報(ブロードキャスト)

1:1メッセージ伝送は送達確認あり

汎用通信の負荷を測定

任意マップモードで使用

製品化仕様目標値

実装クラスはベンダ依存

空き帯域を使用

ノード設定一元管理が可能

INV等PDS直結IOインテリジェントセンサバーコードリーダ

HMI

一般パソコンB社PLC

リモートIOマスタ

設定

IO定義設定

設定

IO定義

設定

IO定義

設定

IO定義

設定

IO定義

統合設定ツール

設定

A社PLC産業用パソコン

設定設定

統合されたツールで全ベンダの設定が可能(Ver.3新機能)

上位系、情報系も同じEthernet上に接続可能(Ver.3新機能)

国内のベンダなら簡単に接続可能

デバイスまで同じEthernet上に接続可能(Ver.3新機能)

認証体制

【累計出荷台数(ノード)】

【年度別出荷台数(ノード)】

320,000

280,000

240,000

200,000

160,000

120,000

80,000

40,000

360,000

400,000

88

5

8

10

2019年7月現在

127

323 348

295 281295 281

220 429220 429

268 153268 153

242 974242 974

360 052

398 282

近年のユーザ要望調査結果を反映したFL-net Ver.3は、コンピュータレベル、およびデバイスレベルとの情報の連続性を図るとともに、デバイスレベルでの他のネットワークとの接続が可能です。また、ネットワーク上に配置した一般のパソコンで、設定やモニタが可能です。

■認証機器一覧(2019年7月現在 127機種) ※最新バージョンのみ記載

※    : Ver.3対応機器

会社名 製品名称 製造業者型式 最新バージョン 伝送速度 会社名 製品名称 製造業者型式 最新バージョン 伝送速度

明電舎

機器分類:プログラマブルコントローラ機器分類:プログラマブルコントローラ

富士電機

富士電機

安川電機

横河電機

シャープマニファクチャリングシステム

センチュリー・システムズサンリツオートメイション

JSLテクノロジー

サンリツオートメイション

発紘電機

ファナック

三菱電機

バイナリックスデンソーウェーブ

日立ケーイーシステムズ

マイクロネット

日立造船

東芝

日立ハイテクソリューションズ

東朋テクノロジー

■認証機器構成と出荷ノード数推移

デバイスレベルとの接続○ FL-net上に、全ての局からアクセスできる共有の入出力が設置できます。○ 複数ベンダの機器が混在するマルチマスタのデバイスレベルネットワークシステムが容易に構築できます。○ HMI、産業用パソコンなどから容易に管理でき、トータルシステムコストが削減できます。

INVIOIO

リモートIOマスタINV等PDS直結IOインテリジェントセンサバーコードリーダ

HMI

一般パソコンB社PLC

他デバイスレベルネットワーク

FL-net Ver.3

設定

IO定義設定

設定

IO定義

設定

IO定義

設定

IO定義

設定

IO定義

統合設定ツール

設定

A社PLC産業用パソコン

設定設定

IOのノード定義を新設

FL-net Ver.3の新機能

uniseque VC5000/VC100 シリーズFL-net インターフェース

CP-317/262IFCP-317/262IFMP2000シリーズ262IF-01FL-netインタフェースモジュール

unisequeADC5000シリーズ FL-netインタフェース

PCI FL-netボードFutureNet FL-PCI/V2-100L

MICREX-SXシリーズ PCIバス対応FL-netボード

CompactPCI FL-netボード

ネットワークユニット

V9シリーズ用 FL-net通信ユニット

FANUC FL-netボードFANUC FL-netボードFL-net(OPCN-2)通信拡張ユニット

AM335X用 FL-net評価システムRX72M用 FL-net評価システムORiN2 SDKFL-net Library for WindowsFL-net Control For Windows®

FL-net Control For Windows®

FL-net Control For Windows®

FL-net Control for .NETWindows版PCドライバFL-net Driver for INtime

FL-netインタフェースボード

センチュリー・システムズ MA-E210/FLレトロフィットMCR用 FL-net光モジュールMCR用 FL-netLPモジュールVMEbus対応FL-netボードFL-net接続パッケージFL-net接続パッケージFL-net I/Fボード

エイチエムエス・インダストリアル・ネットワークス

アズビル

Anybus-S

モジュール形調節計 AHC2001シリーズ用FL-netインターフェースユニット

VM109

JACP-317262JACP-317262JAPMC-CM2303F3LX02-2N

PM416

SEB4908PS-00453

NP3L-FL2PCS

SC4908

ZM-80NU2

CUR-08

FL-NET-2C FL-NET-2FFCU8-EX568

FLN-AM335XFLN-RX72MORiN2 SDKBX-FL200AKE-SFL120KE-SFL3WINKE-SFL3WINKE-SFL.NETWINFLV2SYSRSI-040

FLMB-A

PS-00322FLnetOpt

MCR-FL-netLPHIMV-192PFL650PFL650SRC300F

ABS-FLN

C / C

26210S020126210S0202V010200:00

G

100B20

0020

100B/1.00

VER.3.000

Ver. 1.130

656K 658K1.001

1.001.002.1.322.0.0

2.00-Rev.31.003.021.003.00H1.0

1

301.01.01.031.011.011.01

1.04

10/100Mbps

10/100Mbps10/100Mbps10/100Mbps10Mbps

10Mbps

10/100Mbps10/100Mbps

10/100Mbps

10Mbps

10Mbps

10/100Mbps

10/100Mbps10/100Mbps10/100Mbps

10/100Mbps10/100Mbps10/100Mbps10/100Mbps10/100Mbps10/100Mbps10/100Mbps10/100Mbps10Mbps10Mbps

10/100Mbps

10/100Mbps100Mbps100Mbps10Mbps10Mbps

10/100Mbps10/100Mbps

10Mbps

AHC2001FLU0000 1 10Mbps

H-2100遠隔監視制御装置 FL-netユニットPLC Gateway装置 FL-netユニット遠隔監視制御装置 入力用遠隔監視制御装置 出力用遠隔監視制御装置 出力用遠隔監視制御装置 基本部遠隔監視制御装置 基本部Gateway装置

イーサネット/FL-net内蔵CPUユニットFL-netユニットPC3J/PC2J FL/ET-T-V2PC3J/PC2J FL/ET-T-V2HFL-netユニットFL-netユニットFL-net/イーサネットユニットFL-netユニットFL-netボードSELMART-300用FL-net通信カード

統合コントローラVシリーズmodel 2000用FL-netインタフェースモジュール

ユニファイドコントローラ用 FL-net インタフェースモジュール

プログラマブルコントローラPROSEC-T3シリーズ統合コントローラVシリーズmodel 3000用FL-netインタフェースモジュール

プログラマブルコントローラPROSEC-T2シリーズ用FL-netインタフェースモジュール

Rockwell Automation ControlLogixFL-net communication module

オムロン

東芝インフラシステムズ

日立製作所

パナソニック

東洋電機製造

ジェイテクト

日本無線

日立産機システム

キーエンス

シャープマニファクチャリング

システム

シンフォニア テクノロジー

三菱電機

三菱電機エンジニアリング

富士電機

アンリツ

ProSoftTechnology, Inc.

OPCN-2オプションユニットFL-net I/F モジュール(標準 CPU モジュール)FL-net/PCIFL-netFP2 MEWNET-VE リンクユニットEH-150 FL-net インタフェースモジュールFL.NETモジュールFL.NETモジュールMICREX-SX シリーズ SPH FL-netモジュール

ELAN-FELAN-FNH2501ANH2502ANH2505ANH3001ANH3005ANH6001A

KV-5000KV-FL20VTHU-5998THU-6289JW-22FL5JW-22FLTJW-300CMJW-52FLZ-336J2

O1M2-FL1-11

FL622

HFL911**S

FL322

FL212

MVI56E-FLN

SHPC-111-ZTD1L-FL2CDJ-4883CDJ-4988AFP2-VEEH-FLN3LQE502LQE702 NP1L-FL3

1.001.001.011.011.011.011.011.01

1.001.002.22.62.22.21.22.52.21

1.00

20

1.00

2020

2.04

A4244h4244h

2235QA11.001.01.000023

0002-00010001-00002136n

10/100Mbps10/100Mbps10/100Mbps10/100Mbps10/100Mbps10/100Mbps10/100Mbps10/100Mbps

SYSMAC CSシリーズ用FL-netユニット(100BASE-TXタイプ)

SYSMAC CSシリーズ用FL-net(Ver.2.00)ユニット(10BASE-5タイプ)

CS1W-FLN22

CS1W-FLN02

V1.00

1.0

10/100Mbps

10Mbps

10/100Mbps10/100Mbps10Mbps10Mbps10Mbps10Mbps

10/100Mbps10Mbps10Mbps

10/100Mbps

10/100Mbps

10Mbps

10/100Mbps

10Mbps

ER-1FL2-T A 10/100Mbps

10/100Mbps

10Mbps10/100Mbps10/100Mbps10/100Mbps10Mbps

10/100Mbps10Mbps100Mbps

10/100Mbps

FL-netリモートI/Oステーションモジュール HFL654A*S 1.00 10/100Mbps

機器分類:汎用パソコン

機器分類:ソフトウェア

機器分類:その他

機器分類:プログラマブル表示器

機器分類:数値制御装置

機器分類:FAパソコン

機器分類:ゲートウェイ

上位系、情報系との接続  TCP/IPの通信混在が可能○ OA機器、インターネット接続など、より柔軟な情報システムへの適用が可能です。○ ERP、MESなど、監視、情報システムやOAシステムとの統合化を実現するシステムソリューションを可能にしました。

ユーザ利便性の向上  統合設定/モニタツールの提供○ Ethernet接続のパソコンから、全てのベンダから提供されるFL-net機器の通信設定、モニタ、診断を行うことが可能です。○ 統合設定ツールはソフトウエアで提供します。○ 単一のユーザインタフェースで設定ができ、設定ミス削減、立上げ時間短縮が可能です。

A社PLC B社PLC

※Ver.3にはクラス1~7があり、Ver.2はVer.3のクラス1またはクラス2と同等です。クラス分けについては、JEM-TR 213を参照ください。

MELSEC iQ-Rシリーズ対応FL-netインタフェースユニット

FL-netユニットFL-netインタフェースユニットFL-netインタフェースユニット(Ver.1のみ対応)

M2-1FL2-TMFL-TB

QJ71FL71-T-F01

10/100Mbps10/100Mbps10Mbps

SYSMAC CJシリーズ用FL-netユニット(100BASE-TXタイプ) CJ1W-FLN22 V1.00 10/100Mbps

採用理由と導入後の評価

■基本要件を満たしたHub(注) ■ORiN(ロボット工業会)とFL-netの連携

基本要件

信頼性、長寿命

導入、管理の容易性サポート力、実績

評価指標

FL-net用Hub選定ガイド適用分野

FL-netに関して、現在下記の規格が制定されています。FL-netが国際規格IECにも登録されました。

Industrial automation systems and integration - Open systems application integrationframework -Part 4: Reference description for Ethernet-based control systems

Industrial communication networks - Fieldbus specifications (Type26)

Industrial communication networks - Profiles (CPF21)

FL-net

JIS B3521

JEM 1479

JEM 1480

JEM-TR 213

JEM-TR 214

ISO15745-4

FAコントロールネットワーク標準-プロトコル仕様

FAコントロールネットワーク標準-プロトコル仕様

FAコントロールネットワーク[FL-net]-試験仕様

FAコントロールネットワーク[FL-net]-実装ガイドライン

FAコントロールネットワーク[FL-net]-デバイスプロファイル共通仕様

FL-net Ver.2対応規格

FL-net Ver.3対応規格

規格化の状況

耐環境性能

通信性能

産業用途で安心してお使いになるために、以下の基本要件を満たすHUBの使用を推奨します。

■FL-net用Hubに求められる基本要件

製品寿命、MTBFなどが公表されていること。MTBFと製品寿命の差は、設計余裕度を示す。

使用温度範囲、各種耐環境準拠規格が産業用途に適合すること。耐環境性能が公表されていること。

レイテンシ値などを例とする通信性能に関する時間的パラメータが公表されていること。

FL-netとしての稼動実績が多く、技術的なサポート力があること。

加工組み立て産業

自動車製造

半導体製造

表示デバイス製造

電気機器・電線製造

機械製造

輸送機器

プロセス産業、食品・薬品産業

製鉄・鉄鋼紙パルプ 化学窯業石油食品薬品印刷

公共・社会システム、その他

ダム監視・管理(注)

上下水道

ゴミ処理

電力監視・制御

ビル管理

大学構内設備・監視制御

■採用の理由 ■採用後の評価

(注) 産業用途のHubとして弊委員会へ仕様が掲示されたHubです。   FL-netの通信動作を必ずしも保証するものではありません。

FL-netの適用分野は、下表の通り、FL-netの標準化提案元である【加工組み立て産業】に留まらず、【プロセス産業、食品・薬品産業】、さらに【公共・社会システム】とあらゆる分野に広がっています。

(注)「ダム管理用制御処理設備標準仕様書」(平成28年8月 国土交通省)にFL-netが記載された。

ベンダ(50音順) 種 別 型 式

リピータHUB FL HUB 8/16TX-ZF

FL SWITCH SFNB 5/8TX

FL SWITCH SFNT 5/8/16TX

CentreCOM IA708C/ IA810M

AT-IE200/ AT-GS910シリーズ

EDS-405A /408Aシリーズ

TN-5000シリーズ

DEH-GTX8

DEH-TX8

Ha-VIS eCon 3000シリーズ

FL-netが使用される環境は、工場フロア、ビル機械室、公共インフラの盤内など、PLCなどの機器と同様の条件であり、一般OA用途にない耐周囲温度、耐ノイズ、耐衝撃、耐振動などの環境性能が求められます。一般OA用途品は、40℃以下のオフィス環境向けに設計されており、多くの場合、耐環境性能は公表されていません。

FL-netはEthernetを使用して、トークン巡回による定時性を確保したネットワークです。Hubが持つレイテンシ(通信遅れ時間)は、不適切な多段のカスケード接続などを行った場合にトークン周回に影響をおよぼすことがあります。多くの場合、Hubの通信性能に起因した不具合は接続した機器側のエラーとして認識され、トラブル解決に時間がかかります。

ユーザが抱える課題、ニーズ

FL-netが使用される産業用途では、ネットワーク障害が多大な損失を生むリスクがあります。ネットワークの信頼性はシステム全体の信頼性に直結します。また、PLCなどの機器と同様のマージン設計が行われていることが重要です。一般OA用途品では、これらのデータが公表されていないことが多く、ユーザは適切な製品の選定が困難です。

機器の導入にあたり、PLCなどの機器と同様の環境に設置が容易であること、専門知識がなくても設定や障害の対応が容易であること、また実際にトラブルが発生した場合に、技術的なサポートが可能であることが重要です。

伝送仕様に満足

敷設・工事性に満足

不満 6%

トータルコストが削減できた

ソフト設計など取り扱いが容易

満足 94%

その他標準ネットワークだから

異メーカ間通信

異機種間通信

その他

ユーザ指定

Ethernetベースだから

高速リンク性能

EDS-205(FL-NET)/205A/208(FL-NET) シリーズ

フエニックス・コンタクト

アライドテレシス

ケーメックス

ダイヤトレンド

ハーティング

スイッチングHUB

スイッチングHUB

スイッチングHUB

スイッチングHUB

スイッチングHUB

FL-netFL-net対応の機器や装置を開発されるメーカやFL-netを使ったシステムを構築されるユーザの皆様は、ぜひ右側のQRコードをご利用ください。

日本語 URL

英 語 URL

http://www.jema-net.or.jp/Japanese/standard/opcn/

https://www.jema-net.or.jp/English/businessfields/standarization/opcn/

FL-netのご案内

日本語 英 語

IEC 61158

IEC 61784

PC

FL-net通信

各種言語 クラウドサービスOPC

カメラロボット モニタ センサ

FL-net 及び各種ネットワークが接続

OPC対応機器

EtherCATEtherNet/IP

etc

FL-net 利用製造ライン

FL-net 対応プロバイダ

ORiNとFL-net連携の特長ORiNの連携により上位ソフトと製造ラインの接続性向上上位ソフト : ①各種言語によるアプリ ②OPC ③クラウド 上位ソフトの開発効率向上

VisualC++

VisualBASIC Excel OPC

クライアント

OPCサーバー

Amazon/Microsoft対応クラウドアプリAmazon/Microsoft対応クラウドアプリ

FL-netの特長を継承FL-netの特長を継承