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技術情報

Moxa

産業用イーサネットの信頼性に必要な新しいベンチマーク

  • 2013.11.15

産業オートメーションの多くのミッションクリティカルなアプリケーションでは、システムのダウンタイムによる生産ロスを防ぎまた、オンサイトの作業員の安全を確保するためにリアルタイムの監視と制御を提供する可用性の高いネットワーク伝送が要求されます。しかし、産業環境では一般的に電磁干渉および様々なノイズ、激しい衝撃や振動、高い温度変動といった多くの厳しい要因が発生するためシステムの信頼性を損なう可能性があります。例えば、高電圧電力配電ネットワークにおいて発生するシビアな電磁干渉は、ネットワークスイッチに障害を与えまた、データ通信を中断します。 鉄道沿線ネットワークアプリケーションにおいては、激しい振動、電力サージおよび高熱、低温を含む屋外キャビネット内部のスイッチの環境状態が課題となります。このため産業用イーサネットスイッチの堅牢性は、信頼性の高いネットワークを実現するために重要なファクタとなります。変電所では、電気磁気干渉に耐えるためにLevel 4 EMS保護を提供するIEEE1613準拠が要求されます。しかし、高レベルのノイズ干渉は、電力配電ネットワークだけでなくまた、鉄道沿線ネットワークおよび工場フロアーおいても存在します。IEEE1613準拠のスイッチは、変電所アプリケーションを目的としているだけでなく信頼性の高いレベルを要求する産業用ネットワークの提供と共にシステムの導入、維持、管理にかかる費用の総額を示すTCO(総所有コスト)を低く抑えることができます。

信頼性の課題に対処するためにMoxaの次世代EDS Eシリーズ産業用イーサネットスイッチは、様々な苛酷の環境においてミッションクリティカルなアプリケーションのシームレスなデータ伝送を提供するために一般的な産業用スイッチに比べて高いレベルの保護を提供する設計がされています。堅牢なパフォーマンスを提供するためにEDS Eシリーズスイッチは、ラボでの電磁干渉実験で実証された免疫力とLevel 4 EMS基準を満たすだけでなく、鉄道の振動基準に準拠および非常に不安定な産業環境に対しての耐性を備えています。また、アルミのサーマルフィンパネルは、システムの信頼性を高めるために内部コンポーネントの温度を著しく低減することができる空気の流れと放熱を最適化するシミュレーションテストを慎重に行い設計されています。

EMS Level 4保護

磁感受性(EMS)は、電磁エネルギー干渉の存在下で動作に影響を受けないために電子デバイスを無力化します。新しいEDSスイッチは、Level 4 EMS規格に準拠し電磁干渉が発生したときに優れた保護を提供するためにESD、EFTおよびサージテストに合格しています。

静電気放電(ESD)免疫
静電放電は、2つの物体間で生じる静電気放電であり、機器の故障やネットワークの停止を引き起こす可能性があります。新しいEDSスイッチは、±8kVの接触放電または±15kVの空気放電時に正常な動作を維持することができます。Level 4 ESD保護を備えた新しいEDSスイッチは、繰り返しの接触放電の影響を受けません。
EFT/サージ免疫
電気的高速トランジェントのバーストは、モータや電気的メカニカルスイッチのオペレーションにより引き起こされシステムの内部回路を損傷させる可能性があります。電圧サージは、落雷や停電の復旧を通してハードウェアを破壊する恐れがあります。Moxaは、別々にEFTとサージテストの両方を実施するためにEN 61000-4-4およびIEC 61000-4-5規格を適用しました。Level 4 EFT保護、EFT/サージインジェクションは、スイッチのパフォーマンスに影響を与えずまた、中断されずに変電所アプリケーションを維持することができます。
耐震および耐衝撃耐性テスト
長期にわたり晒された衝撃や振動は、最終的に電源、データ、および冗長性を維持するためのケーブルが振動によりデバイスを無力化します。新しいEDSスイッチは、5~150Hzのランダム振動に耐えることができます。正弦半波の持続時間は30分およびピークの加速度は、衝撃テストのためにX/Y/Z軸で5g(50 m/s²)でした。新たに設計されたDINレールキットを使用するとEDS Eシリーズスイッチは、ハイレベルの衝撃や振動に耐え容易にスイッチの設置を可能にします。
最適化されたサーマル設計のシミュレーション
スイッチ内の発熱は、デバイスの信頼性に影響を及ぼす異なる要因となります。熱放散の数値シミュレーションにおいて新しいEDSスイッチは、熱対流フィンのサイドパネルの両面を通して放熱します。周囲温度75℃のバーンインルームにおいてスイッチ表面およびスイッチ内部両方のホットスポットは、スイッチがパネルなしでオープンエアーのときに比べて外付けサーマルパネルが装備されている時に低くなります。

次世代EDS Eシリーズイーサネットスイッチは、上記の厳しい条件を通してLevel 4 EMS、衝撃、振動、サーマルフィン放熱を含む一連の厳しいテストに合格したことにより苛酷な産業アプリケーションにおいて優れた信頼性を保証できることが証明されました。また、EDS Eシリーズは、ハイスピーデータ伝送のためのカッパーおよびSFPファイバスロットを組合せ最大16ギガビットイーサネットポート、電磁干渉に対するLevel 4 EMS保護および最大のネットワーク信頼性を維持する700,000時間以上のMTBFによる堅牢なパフォーマンスを提供しま。さらに、EDS Eシリーズは、融通性と生産性を強化する多くのユーザ中心の機能を備えています。