モニタリングシステム SIPLUS CMS2000｜安川シーメンス

インテリジェントなメンテナンスで
持続可能な投資を保証
機械装置およびプロセスの効率的なモニタリングシステム
siemens.com/siplus-cms
Answers for industry.
SIPLUS CMS –
体系的により優れた稼働性
故障による機械装置やプラントのダウンタイム、そのような状況で発生するコストなど
を回避できればと思われてはいませんか？システムの動作状況を知りたくはありません
か？機械装置の摩耗はどうしょう？確実な投資効果をお捜しではありませんか？
このようにお考えでしたら、長期的視点に立ったソリューションで機械装置およびプラ
ントの稼働率を向上させる – SIPLUS CMS – をご利用いただけます。このシーメンス社製
のモニタリングシステム (CMS) により、機械および装置の破損の早期検出やメンテナン
スの計画が容易になります。
機械装置およびプラントの運転状態を常時監視
システムの高稼働率は、生産性を向上させるための最も効
果的な手段です。故障時間が少ないほど、優れた稼働率と
いうことになります。このためには、故障の潜在的原因を
早期に特定し、製造サイクル中の正しいタイミングで保
守・保全作業を実行することが重要です。
シーメンス社製 SIPLUS CMS モニタリングシステムは、機
械装置の監視に理想的です。すべての機械装置およびシス
テム全体を常時監視することができます。これにより、将
来を見据えた保守・保全作業が容易になり、最適な時期に
作業を計画・実行することができます。
連続運転時にもヒストリカルトレンド機能を使用して、摩
耗や破損に起因する深刻な異常を早期に検出することがで
きます。
多くの場合、(修復費などの) 多額のコストがかかる重大な
破損または全体的な故障に至る前の早い段階で問題を解決
することができます。
2
世界各地で生産性向上に貢献
SIPLUS CMS は、生産性の大幅な向上に貢献する機械装置
や軸受、ギアユニットを常時監視することで、毎日、世界
各地のアプリケーションでその価値を証明し、あらゆる産
業における機械装置およびプラントの稼働率の改善に寄与
しています。
■■自動車産業
■■化学
■■再生可能エネルギー
■■機械エンジニアリング
■■金属および鉱業
■■飲食産業
■■石油 & ガス
■■医薬品
■■上 / 下水処理
■■紙・パルプ
産業領域を超えて使用されるアプリケーションでシステム
が完成されます。
■■オートメーションシステムへの統合 (TIA、PCS 7)
■■SCADA システムへ容易な接続 (WinCC など)
■■リモートサービス
予知保全による
持続可能な投資の保証
メンテナンス方法の変遷
過去
保守・保全
問題指向 (型)
予防保全
時間基準
状態基準
状態監視
エネルギー効率将来を見据えたメンテナンス
機械的摩耗、不釣り合い、欠陥がある軸受や破損により、
機械装置のエネルギー消費が増加する場合があります。
SIPLUS CMS の使用により、例えば SIMATIC Maintenance
Station 経由でアラーム / 故障信号が出力され、このよう
な不具合の早期検出が容易になります。これにより、想定
されるシステムのエネルギー効率維持に必要な対策を講じ
ることができます。
予知保全
今日
サービス –
プラントの保守・保全 & モニタリング
保守・保全管理およびモニタリングによりシステムの稼働
率、信頼性や生産性の向上が継続的に保証されます。
日本では安川シーメンスオートメーション・ドライブ株
式会社のサービス担当者、海外ではそれぞれの国のシーメ
ンスのサービス担当者が常に保護、セーフティやセキュリ
ティに焦点を当てながら、皆様をサポートいたします。
ひとめでわかる、ユーザを納得させるモニタリングのメリット
コスト削減
より優れた効率
より優れた計画
Totally Integrated
Automation
の一部
カスタマイズ
されたシステム
最適化された
リソース利用
より優れた生産性
(データの) 透過性
• 容易なシステム
統合
• 効率的な予備品
管理
• 計画に基づく
非稼働状態
• プロセスデータ
の記録
• オープン規格
• 計画に基づく
メンテナンス
• 高稼働性
• 機械的摩耗
• 拡張性
• 世界各地での
保守・保全
• 投資保護
• 品質保証
3
カスタマイズされた状態監視:
すべての要件を満たす CMS ファミリー
SIPLUS CMS シリーズは、コンパクトでシンプルな
ソリューションからモジュラー構造でパワフルなソ
リューションまでの 3 つの異なるモニタリングシス
テムで構成されています。診断用ソフトウェア
CMS X-Tools により、皆様のシステムの詳細な解
析、徹底的な視覚化や快適なプロセスデータの記録
保存が容易になります。
CMS システム
用途
SIPLUS CMS1000 –
コンパクトでシンプルな
初期ソリューション
SIPLUS CMS2000 –
モジュラー構造、ウェブベースの
システムソリューション
SIPLUS CMS4000 –
パワフルで拡張可能な
システムソリューション
モータ、発電機、ファン、ポンプなどのモニタリング
(アンバランス、ミスアライメント、転がり軸受などに関して)
解析方法
軸受監視: DKW、VDI 3832 に準拠した K(t) に基づく
振動監視: RMS、DIN ISO 10861-3 に基づく
特性値
振動解析
–
–
–
パラメータ設定可能
–
滑り軸受監視
アプリケーション固有の特性値
(例) 波高率
コンフィグレーション可能
FFT、エンベロープ曲線、フィンガープリント比較、トレンド解析
–
–
ノウハウ保護を備え、
他の解析方法の自由な
コンフィグレーション
–
–
設定可能な軌道解析
監視機能
DKW および RMS のコンフィグレーションリミット: 警告、警報 (アラーム)
–
周波数範囲に対して設定可能なアラーム帯域
(周波数選択性診断)
プロセス変数例えば、速度、トルク、温度
–
アナログ入力のリミット監視
–
–
ユーザ固有の監視アルゴリズム作成
記録機能
–
–
未加工データ記録: 手動またはイベントトリガ、
FFT のスナップショット、特性値、長期間のトレンド保存
–
プロセスデータ用
ヒストリカルトレンド機能
表示 / 視覚化
DO を経由した外部の表示機での表示
ローカル表示
4
ウェブブラウザ / ソフトウェア
CMS X-Tools
Software CMS X-Tools
CMS1000 –
シンプルかつコンパクト
表示灯
SIMATIC
SIMATIC S7-300/400
本体
(ベアリング
ガード)
SIPLUS CMS1000
デジタル I/O
での接続
センサ
ドライブ
SIPLUS CMS1000 は、コンパクトな本体 (ベアリングガード) と堅牢で産業グレードの加速振動センサで構成されていま
す。このコンパクトなシステムはその優れた操作性が特徴です。つまり、[電源投入] > [基準値測定] > [監視開始] の操
作だけで、このメリットを享受していただけます !
機能性
■■警告リミットおよび警報 (アラーム) リミットの監視
■■リミット超過時に DO 出力
■■稼働および故障メッセージをローカルのディスプレイ
に表示
■■初期状態の転がり軸受の測定
ひとめでわかるメリット
■■容易な転がり軸受の監視
■■アンバランス、ミスアライメント、設置不良のモニタリ
ング
■■診断状態を表示灯で表示 / 通知
■■ひとめでわかるすべての診断
■■専門的なノウハウが不要
■■迅速かつ安全な配線
診断固有値　構造
■■振動測定を評価するコンパクトな本体 (ベアリングガー
ド)
■■ステータスメッセージとリミット値入力用のローカル表
示と制御ボタン
■■機械装置や軸受の加速振動を正確に検出する MEMS セ
ンサ
■■様々な長さのセンサ接続用加工済みケーブル
モータ軸受の監視
メンテナンス (給油)
警告
時間
5
警報
SIPLUS CMS2000 –
モジュラー構造でパラメータ設定可能
SIPLUS CMS X-Tools
リモートアクセス
SIMATIC IPC
SCADA
WLAN
アクセス
ポイント
Ethernet
バイナリ
信号
SIMATIC コントローラ
ドライブトレイン: ドライブ
携帯端末用に
最適化された
ウェブサイト
SIPLUS CMS2000
ギアボックス軸受
機械装置
SIPLUS CMS2000 には専用ソフトウェアが必要なく、ウェブブラウザで、容易に表示/視覚化およびパラメータ設定する
ことができます。これにより、現場でも遠隔操作によっても、保全担当者の作業が大幅に容易になります。モジュラー
構造であるため、皆様の要件にシステムを完璧に適合することができます。例えば、より多くの IEPE 振動センサを接
続したい場合、基本ユニットを VIB-MUX (振動マルチプレクサ) モジュールで拡張することができます。これにより、
最大 16 個の振動センサの接続がサポートされます。更に、温度、速度や圧力などのアナログ信号を測定することがで
きます。
構造
基本ユニット
■■統合診断ソフトウェア
■■IEPE インターフェース (振動センサ用) 2 点
■■アナログ信号 2 点
■■3 Drehzahleingänge: 1 Digitaleingang, 2 der analogen
Eingänge
■■デジタル入力 2 点、デジタル出力 3 点
拡張モジュール
■■SIMOCODE 温度モジュール (最大 2 台)
■■SIPLUS CMS2000 VIB-MUX: 最大 2 台、IEPE 振動センサ
9 点または 16 点
構造 (取り付け)
■■DIN レール取り付け
■■着脱可能な端子ブロック (ネジ端子)
機能性
■■診断固有値 (軸受および振動監視)
■■FFT、H-FFT を使用した周波数選択性解析
■■周波数帯域、プロセス変数、温度のリミット監視
■■トレンド値、未加工データ、周波数範囲、メッセージ
アーカイブをタイムスタンプ付きで記録
■■正常値との比較による破損個所の検出
■■システムおよびステータスメッセージの出力
■■その他の診断のために CMS X ツールにオンラインで
データ伝送
■■ウェブサーバおよびメール通知
■■LAN 経由での時間同期
■■外部入力からの診断禁止
ひとめでわかるメリット
■■ウェブブラウザでのコンフィグレーション、および
表示 / 視覚化
■■個々の装置から複雑な駆動系までを監視
■■パラメータ設定および表示 / 視覚化のための専用
ソフトウェアは不要
■■詳細かつ早期な破損個所の特定による率先した
予防保全 / 予知保全
■■ひとめでわかる迅速な全体診断
■■イベント (異常) 検知時に
サービスセンタ (リモート)
に通知
■■CMS X ツールにオンライン
でのデータ伝送によりギア
ユニット解析などのさらな
る解析
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SIPLUS CMS4000 –
パワフルで拡張可能
CMS X-Tools
クライアント
www
SIMATIC MS
SIMATIC S7-400
WAN
CMS X-Tools
Microbox/IPC
SIPLUS
SW Node
PROFIBUS
IEEE1394a
SIPLUS CMS
インター
フェース
ノード
SIMOTION
センサ
…
SIPLUS
SW Node
SIPLUS
SW Node
SIPLUS
SW Node
SIMATIC
コントローラ
SIMATIC TDC
ドライブ
SIPLUS CMS4000 は、個々の機械要素と複雑なシステムの両方を監視するために使用することができます。複雑な製造
プロセスやダイナミック性能に応じたカスタマイズが可能なシステムです。
構造
■■振動加速およびアナログ信号の検出、距離測定による滑
り軸受監視用の最大 30 のハードウェアインターフェー
スノード (IFN) の接続
■■ファンクションブロックとしてのソフトウェアノード (
ソフトウェア ION)
■■バステクノロジー: PC (例: Microbox) への測定値伝送用
IEEE1394a (firewire/ファイヤワイヤ)、長距離 (500 m)
では光ファイバリピータを使用
■■解析用ソフトウェア CMS X-Tools
機能性
■■最大 180 個のセンサ信号を最大 192 kHz 同期サンプリ
ング
■■保護等級 IP67 であるため、IFN は測定される機械装置に
直接取り付け可能。
■■ソフトウェア ION により、SIMATIC S7、SIMATIC TDC
や SIMOTION から直接プロセスデータを取得; Ethernet
TCP/IP 接続経由で CMS X-Tools にデータ伝送
ひとめでわかるメリット
■■個々の機械要素と複雑なプラントの監視
■■低周波数振動 (例: 風力発電所) までの機械要素の恒久的
なモニタリング
■■既存および新規オートメーションシステムにおける
フィードバックのない統合に最適
■■ヒストリカルトレンド機能による製造プロセスの品質保
証
■■ドイツ・ロイド船級協会およびアリアンツ (Allianz)
グループの風力発電タービンに関する要件に準拠
■■ATEX 認証 II 3G での危険ゾーンでの使用
アラーム帯域を含む
FFT 解析モデル
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CMS X-Tools –
パワフルな解析用ソフトウェア
データ取得および解析の質や量はモニタリングの効率を左右するものです。この領域でパワフルな解析用ソフト
ウェア CMS X-Tools が新しい基準となります。
CMS-X-Tools により、プラントの様々な運転パラメータや信号、論理的相互関係におけるその表示 / 視覚化が容易
になります。これにより、メンテナンス対策の前提条件が示されます。管理運営システム (メンテナンスやスペアパ
ーツの物流用) 用インターフェースはフレキシブルに調整することができます。
CMS X-Tools は満足できる解析、診断、表示 / 視覚化、記録保存や通知のための解析ブロックの包括的なライブラ
リで構成されています。
機能性
■■同時、高速かつ満足できる状態解析
■■例えば、ベクトル図、軌道図、ヒストグラムをグラフィ
カルに表示
■■自動報告生成
■■測定カーソルと周波数マーカ。例えば、側波帯または高
調波周波数用
■■オープンなソフトウェア構造。例えば、解析モデルを作
成するためのファンクションブロックをグラフィックま
たはスクリプトベースで相互接続
■■マルチユーザサポート、権限管理 – リモート運転でも
■■汎用または産業用 PC での実行。例えば、SIMATIC IPC
■■例えば、品質データのために運転パラメータおよび信号
の迅速、フレキシブルかつイベント制御での保存
解析およびデータ処理
■■解析モデルとスクリプトは X-Tools においてオプション
にてオンラインまたはオフラインで使用することがで
きます。解析スクリプトの実行は、一定サイクル、イベ
ント制御またはシーケンスに基づいて行うことができ
ます。
表示 / 視覚化
■■表示 / 視覚化では、複数の時間軸をサポートし、一つの
グラフに複数の時間枠をまとめて表示します。モニタリ
ングビューは、例えばスペクトル、ヒストグラム、ベク
トル図、軌道や時間枠などを組み合わせた表示を可能に
します。
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データ取得および通信
■■SIPLUS CMS2000 CMS4000 から CMS X ツールへの振動
信号データなどのオンラインデータ伝送。
■■CMS X-Tools により、SIMATIC S7、SIMATIC TDC
や SIMOTION からのプロセスデータの取得が容易になり
ます。PROFIBUS DP ではデータ取得の際に、通信設定を
変更する必要がありません。診断結果や解析データ
は、TCP/IP により外部システムに伝送することができま
す。
■■CMS X-Tools は、例えば、SIMATIC WinCC または
SIMATIC PCS 7 の下位のメンテナンスシステムへの統合
が容易になります。
記録保存
■■データ記録の中に、データ削減機能が用意されていま
す。例えば、リングバッファ内の記録は、測定値の変化
を用いて行うことが可能です。より高速での処理のため
のファイルへ / からの測定データの部分または圧縮ロー
ドや保存がサポートされています。
サーバ・クライアント構造
■■サーバ 1 台に対し、最大で 16 台のクライアントを構築
することができます。サーバは、クライアントなしでの
単独運転も可能なため、サーバの起動にあわせてデータ
収集を自動でスタートすることが可能です。サーバ機能
とクライアント機能を 1 台の PC にセットアップするこ
とも可能です。ユーザごとに、要望に応じたアクセス権
限を設定することも可能です。
ひとめでわかるメリット
■■クライアント・サーバ構造により、低コストでマルチ
ユーザ環境に対応
■■モジュール化されたソフトウェアにより SIMATIC S7、
SIMATIC TDC、SIMOTION や ePS ネットワークを使用し
たシステムへの組み込みが容易
■■最適化されたデータ圧縮と表示技術による高効率なモニ
タリング
■■ヒストリカルトレンド機能による品質管理
■■詳細な解析のために SIPLUS CMS2000 から CMS X ツー
ルにオンラインデータ伝送
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実際に使用されているモニタリングシステム
Balaji Cement 社, インド
インドにあるセメント製造メーカ Balaji 社は、ギアの破損
を適切かつ確実に検出する目的で、セメント施設の革新的
なドライブトレイン MultipleDrive を監視する SIPLUS
CMS4000 を採用しています。スケジュールになく、コス
トがかかる非稼働時間が防止されると共に、迅速な試運転
に貢献しています。
Ascutec Airlaid-Produktion 社, ドイツ / ニュルンベルク
紙から不織布までのエアレイド製法のシステム稼働率を向
上させるために、ハンマーミルおよびピンミルの軸受が
SIPLUS CMS2000 で監視されます。ミルはすべて、製造全
体に重大な意味のある非常に大きな負荷がかかったローラ
です。
「すぐにでもデータ解析を行い、それを基にして、この安
価な装置で機械および機器の実際の詳細状況を判断するこ
とができます。」
Märker Zement GmbH 社, ドイツ / ハンブルク
ドイツ・シュバーベン地方のハンブルクにある Märker
zement 社にある 2 台の巨大なファンには状態監視システ
ムが設置されています。
「高品質のセメントを継続的に市場に確実に供給するに
は、弊社のシステムが確実に機能する必要があります」
と、Märker で電気工学部門の責任者であるブラッター氏
は説明します。このため、シーメンスの状態監視システム
SIPLUS CMS2000 がフィルタファンと原料ミル用ミルファ
ンに設置されました。2 台のファンのドライブシステムは
現在常時監視されています。
毎時 700,000 m3 の空気流量を誇る直径 4m 以上のミル
ファンには、約 2,400 kW のドライブ用電力が必要です。
Volkswagen AG 社, ドイツ / ヴォルフスブルク
Volkswagen AG 社は、ヴォルフスブルクのプレス工場で
状況に応じたメンテナンスのために、統合システムソ
リューションの体系的な実装を担当する独自の状態監視
チームを組織しました。ハードウェアに SIPLUS CMS4000
ソフトウェアに SIPLUS CMS4000 CMS X-Tools で構成され
る安価なシステムを設置することで、技術的なプレスライ
ンの状態を監視する包括的なシステムを構築しました。
「弊社では、倉庫設備更新計画の早い段階で状態監視シス
テム CMS を導入しました」と、ヴォルフスブルクにある
プレス工場の状態監視チーム責任者であるフロリアン・
ベッカー氏 (Dipl.-Ing) は説明します。それには約 10 ... 15
トンのフライホイールが含まれていました。時間やコスト
を節約するだけでなく、CMS では省エネも可能です。
10
SIPLUS CMS – 技術仕様
手配形式
CMS1000
6AT8001* ¹⁾
監視対象
モータ、発電機、ファン、ポンプなど (アンバランス, ミスアライメント, 軸受などに関して)
データ出力
なし
接続可能なセンサ:
最大数およびタイプ
センサ (MEMS テクノロジー) x 1,
速度センサ x 1
外部通知、通信
DO
メモリ
システム
CMS2000
6AT8002* ¹⁾
トレンドメモリなし
CMS4000
6AT8000* ¹⁾
1 GB, 例えば, 特性値, 未加工データ,
ヒストリカルトレンド (スペクトル)
容量による,
(HDD など)
DO,
ウェブサービス (HTTP, メール)
IEEE1394a, ION PROFIBUS DP SPY,
ソフトウェアノード
追加診断用の WAV ファイル形式で未加工
データをオンラインで CMS X-Tools に伝送
IEPE 振動センサ x16,
センサ CMS4000 (例: VIB-SENSOR S01),
速度センサ (デジタル) x 1, 温度センサ v 6
プロセスおよびシステムデータは
すべて CSV および Diadem 形式
センサ x 180,
IEPE またはアナログ
操作方法
オペレータパネルキー
ウェブブラウザ / SIPLUS CMS X-Tools
ソフトウェア SIPLUS CMS X-Tools
電源
115 ... 240 V または DC 24 V
DC 24 V
DC 24 V
構造
出力損失
自己監視機能
コンパクト
3.5 W (代表値)
–
モジュラー
2.6 W (代表値)
センサ入力, ファームウェア, 制御回路
測定入力
測定アプリケーション振動加速
測定チャンネル数
1
入力信号
差動電圧信号
周波数範囲
最大サンプリング
周波数
速度入力
1 ... 6.5 kHz
20 kHz
アナログ入力
–
デジタル入力
出力
DC 24 V, 500 mA x 1
モジュラーかつスケーラブル
4.6 W (代表値)
基本ユニット,
VIB-MUX
振動加速
温度モジュール
センサ入力, ファームウェア, 制御回路,
ソフトウェア, ハードウェアノード
IFN VIB-ACC
IFN AI, IFN AI-D
温度測定
振動加速
ベーシックユニット
2
••VIB-MUX x 1: 9
••VIB-MUX x 2: 16
標準 IEPE
3
6
Pt100, Pt1000,
KTY, NTC
10 Hz ... 10 kHz
–
46 kHz
500 ms
リフレッシュ
デジタル DC 24 V パル –
ス x 1 + アナログ入力
x 2, 以下を参照
± 10 V x 2 または
–
4 ... 20 mA x 2
DC 24 V, 500 mA x 2
–
標準 IEPE
リレー / スイッチ出力リレー 24 V, 最大 4 A x 2
構造
ベアリング
センサ
ガード
ハウジング
プラスチック
ステンレス
スチール
寸法 (高 x 幅 x 奥行)
106 x 45 x 86
長さ 64.3; Ø 22
単位 [mm]
取り付け
取り付けレールネジ / 接着
24 V, 500 mA x 3
ベーシックユニット,
VIB-MUX
プラスチック
–
温度モジュール
プラスチック
コントローラ経由
IFN VIB-ACC /
IFN AI
アルミニウム
106 x 45 x 124
101 x 22.5 x 124
210 x 86 x 95
取り付けレール
取り付けレール
取り付けレール
重量
環境条件 / 基準
動作周囲温度
相対湿度
保護等級
認証
± 10 V または 4 ... 20 mA
または DI DC 24 V パルス
アナログ信号,
距離測定
6
0.1 Hz ... 40 kHz
192 kHz
IFN AI: ± 10 V
IFN AI-D: ± 20 V
0 Hz ... 40 kHz
192 kHz
± 10 V x 1
調整可能
IFN アナログ入力経由
IFN アナログ入力経由
約 300 g
約 100 g
約 300 g
約 150 g
約 1,230 g
–25 ... +60 °C
5 ... 95 %
結露なし
IP20
CE, KC, EAC
–40 ... +120 °C
5 ... 95 %
結露なし
IP67
CE, KC, EAC
–20 ... +65 °C
5 ... 95 %
結露なし
IP20
CE, UL, CSA, C-TICK,
RCM, KC, EAC
–20 ... +60 °C
5 ... 95 %
結露なし
IP20
CE, UL, CSA, C-TICK,
RCM, KC, EAC
–40 ... +65 °C
5 ... 95 %
結露なし
IP67
CE, RCM, KC, EAC,
ATEX II 3G
¹⁾ 現在の注文情報および販売 / 納品条件はカタログ CA 01 およびインターネット (siemens.com/industrymall) から入手していただけます。
技術的変更 / 改善により変更される場合があります。
VIB センサ S01
ステンレス
スチール
長さ 52; Ø 21
M8 取り付け
ボルト UNF1/4-28
約 90 g
–50 ... +120 °C
5 ... 95 %
IP65
CE, UL, RCM,
KC, EAC
11
以下の項目に関する詳細はインターネットから入手していただけます：
SIPLUS CMS モニタリングシステムに関する情報:
siemens.com/siplus-cms
Integrated Drive Systems に関する情報:
siemens.com/ids
技術サポート
Tel: +49 911 895-5900 (ドイツ)
安川シーメンス
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本書の内容は予告なしに変更されることが
あります。(2014/09)
資料番号: E80001-A224-P320-V1-5Z00
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