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EtherCAT認証テストセンター <(財)京都高度技術研究所(ASTEM)内>

左から
(財)京都高度技術研究所 研究部
研究マネージャー 産学連携事業部連携支援グループ
マネージャー 三好 則夫さん

EtherCAT認証テストセンター
技術担当 小幡 正規さん

EtherCAT認証テストセンター
担当マネージャー 田畑 安彦さん

次世代のFAを支えるフィールドパス技術"EtherCAT"の普及に貢献する世界で2番目の認証テストセンター
現在、工場で稼働する現場機器のモーションコントロールは、さらなる高速性と高精度が求められています。そのためには現場機器(センサ、アクチュエータ)とコントローラ間でデータをやりとりするネットワークの進化が不可欠です。
 EtherCATは生産の現場のデバイスをEthernetで接続する先進のテクノロジー。高速・高性能のネットワークを低予算で導入できることから、世界中で注目されています。そのEtherCATの認証テストセンターが、昨年7月、(財)京都高度技術研究所(ASTEM)内にオープン。 これによって、今後EtherCATの技術の普及に拍車がかかることが期待されています。

世界で注目を浴びるフィールドバス規格、EtherCAT

工場などで稼働している各種機器を、デジタル通信を用いて制御するフィールドバスは、データ転送の高速性や正確性、信頼性において多くの利点があるため、世界の計器メーカーなどが中心となって規格団体が複数設立され、ドイツやアメリカで規格制定や開発が進められてきました。EtherCATはドイツで開発され、Ethernetを用いることによって、さまざまなメリットのあるフィールドバスとして、注目されています。2003年にはドイツのベッコフ社が先頭に立ち、ドイツを本拠地としたEtherCAT協会を設立。続いてアメリカや中国、韓国、そして日本にも拠点を置き、EtherCAT普及のための技術支援を図っています。そのメンバー数はすでに世界中で約1200社にのぼり、今後ますますその数が増えていくであろうと言われています。

KRPにEtherCAT認証テストセンターが 誕生!

2009年7月、(財)京都高度技術研究所(ASTEM)が、EtherCAT協会から認証テストセンターとして認定を受けました。これはドイツ・ベッコフ社以外の第三者機関では初めてのことです。EtherCAT認証テストセンター(ETC-JAPAN)は、オープンネットワークの基本課題である規格適合性や相互接続、相互運用性の検証を第三者機関として支援。エンドユーザの信頼と安心の向上を効果的にバックアップしています。これまで日本の企業がEtherCAT認証テストを行おうと思えば、ドイツにEtherCAT搭載デバイスを送って認証テストを行わなければならず、ベンダーエンジニアの立ち会いが難しい状況でした。しかし、ETC-JAPANの開設で、国内での認証テストが可能になり、日本だけではなくアジアの国々にとっても、EtherCAT技術の導入がスムーズに行える環境が整いました。「私たちETC-JAPANが認証テストを通じ、ベンダーさんをしっかりサポートすることで、EtherCATの普及につながると考えています。縁の下の力持ちとして、厳正かつ公正、それでいて手厚いサポートを心がけています」と、技術担当の小幡正規さん。「ネットワークは装置すべてが正しく動作してこそ信頼性が保たれます。その正否はベンダーさんがどこまで技術を守れるか(規格どおりのことができるか)にかかっています。私たちの使命は第三者機関として技術支援することで、EtherCATの信頼性を維持しながら業界でのインフラ構築を進めていくこと。高速でコストパフォーマンス性に優れたフィールドバスだからこそ、この規格をしっかり浸透させていきたい」と、担当マネージャーの田畑安彦さん。開設以来、認証テストの依頼数は増え続けており、今後は日本だけでなく、アジア諸国からの依頼も増すと見込んでいます。

EtherCATの主な特徴
超高速、超高性能!
それぞれのノード宛にデータを送信するのではなく、デイジーチェイン接続されたノードにフレームを通過させ、その際、オンザフライで各ノードが必要なデータのみを読み書きする方法を採用しています。これによって、フレームが通過する際の各ノードにおける遅延は数ナノ秒という、高速かつリアルタイムなデータ転送を実現しました。また、従来のEthernet通信とは違い、使用できる帯域は90%以上。さらには100BASE-TXの全二重通信を完全に利用できるため、100Mbs定格の実効能力を超える通信性能を備えています。

ネットワーク・トポロジーが自在!
ライン型、ツリー型、スター型、リング型といったネットワーク・トポロジーはすべてサポート。これらを混在させて使用することも可能です。特にライン・トポロジーにおいては、ネットワーク・スイッチ、ハブを使用する必要がないため、非常に高速かつ信頼性の高いネットワークの構築が実現します。もちろん、機器の増設やシステム変更にも柔軟に対応。

低コストでの実装が可能!
IEEE 802.3で規定されている標準Ethernetフレームのみを使用。そのためマスタには特殊なハードウェアは必要ありません。ソフトウェアも一般的なEthernetフレーム用ソフトウェアが流用可能で、マスタへの実装作業はEtherCATマスタコードの実装のみと言っても過言ではありません。スレーブ側のフレーム処理はEtherCAT Slave Controllerが行いますので開発が容易です。インフラには標準スイッチングハブやEthernetケーブルも特殊なものは一切必要なく、そのままご使用いただけます。

優れた診断機能!
ネットワークに接続された各ノードがプロファイルデータと合致しているかどうかをチェックすることにより、フォールトを素早く正確に検出。もちろん、ネットワーク・トポロジーや、データ転送時のビット・フォールトのチェックも実行します。また、エラーカウンタによる自動診断により、ネットワークのクリティカルな部位の特定が実現。散発的なフォールトの原因になりがちな、EMIの影響、コネクタの不具合、ケーブルのダメージなども確実に検出、特定されるため、優れた信頼性を誇っています。

田畑マネージャー、三好マネージャー、小幡さんに聞くQ&A

Q.どうして京都高度技術研究所(以下ASTEM)がEtherCAT認証テストセンターに認定されたのですか?
A.ASTEMはこれまで別のフィールドバスの認証テストサービスを12年行ってきました(2009年3月終了)。この実績が日本のFAの世界で高く評価されたことが、大きな理由です。また、認証テストセンターは中立な立場であることが求められます。その点でも公的な施設であるASTEMは公正な技術指導、サポートができます。

Q.EtherCATの導入事例を教えてください。
EtherCATの使用事例
●高性能を発揮するアプリケーション
  ・半導体、FPD製造装置
・高速金属加工機
・繊維機械
・包装機械
・測定機器
・射出成型機
・工作機械
・ロボット
・エンジンテスト装置
・ブロー成型機
●トポロジーの柔軟性を活かしたアプリケーション
  ・搬送システム
・印刷機
・木工機械
・人工降雪機
・自動倉庫
・プレス機
・橋梁免震システム
EtherCATを活用した制御機器
●マスタ機器
  ・PLCマスタ ・PCマスタ ・組み込みPCマスタ
●スレーブ機器
  ・サーボシステム
・リモートI/O機器
・センサ
・エンコーダ
・インバータ
・バルブ
・流量コントローラ
・RFIDリーダ

Q.EtherCAT規格デバイスを開発する為に、認証テストは必須ですか?
A.EtherCAT製品はテストツールによる自己テストに合格すれば販売可能です。しかしながら、すべてのデバイスが工場で正しく動作するためには、正しい手順、正しい方法で規格適合性や相互接続、相互運用性の検証をする必要があります。そのためには当然、公式認証テストセンターが不可欠です。公式認証テストセンターである当センターの認証テストに合格すれば、EtherCAT本部の審査を経て“EtherCAT Conformance Tested”のロゴを商品に添付することが可能になり、商品の信頼度が格段に高まります。

Q.EtherCATデバイス開発から認証テストの流れを教えてください。
A.まずはEtherCAT公式ホームページにアクセスし、EtherCAT協会に加入し、会員となっていただく必要があります(登録費、会費などは無料)。現在、世界で約1200社、日本だけでもすでに120社を超える企業が会員となっています。EtherCAT協会会員になればEtherCAT規格の仕様書などのドキュメントが無償で提供されるので、デバイスなどの商品開発に活用できます。次に、開発したデバイスを当センターにお送りいただくか、持ち込んでいただき、認証テストを開始。もちろん技術者の方に立ち会っていただくことが可能です。テスト内容はプロトコルテストやエラー検出、エラーからの回復テスト、相互接続性などを確認します。1台のデバイスにかかる所要時間はおよそ2時間〜半日程度です。テストの合格後は協会本部より認定書を発行します。

Q.認証テストで問題点が見つかった時、ETC-JAPANでサポートを受けられますか?
A.ETC-JAPAN最大の強みは、日本人技術者による日本語でのサポートを受けられることです。認証テストで問題が見つかった場合は、技術担当者が技術指導やアドバイスなど、手厚いサポートを行いますので、ご安心ください。またETC-JAPANでは認証業務のみにとどまらず、技術者による問題解決支援や、商品開発段階で設計確認にご利用いただけるテスト施設の提供などのオプションプログラムもご用意。さらにはドキュメントや資料の日本語化にも日々取り組んでおり、より質の高いサービスの提供を目指しています。


EtherCAT認証テストセンター (ETC-JAPAN)
  (財)京都高度技術研究所(ASTEM)
京都市下京区中堂寺南町134番地
TEL/075-313-3636
http://www.testlab.astem.or.jp/


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京都リサーチパーク(株) 営業開発部
TEL:075-315-8342 Fax:075-322-5348
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