イーサクラシック（ETC）で注目の新プロジェクトまとめ

イーサクラシック（ETC：EtherCAT Technology）は、産業用イーサネットにおける高性能な通信プロトコルとして、その地位を確立してきました。リアルタイム性、柔軟性、効率性に優れることから、FA（ファクトリーオートメーション）、ロボティクス、モーションコントロールなど、幅広い分野で採用されています。本稿では、イーサクラシックを取り巻く最新の動向と、注目すべき新プロジェクトについて詳細に解説します。

1. イーサクラシックの基礎と特徴

イーサクラシックは、1999年にベックホフオートメーション社によって開発されました。従来の産業用フィールドバスと比較して、以下の点で優位性を持っています。

• 高速な通信速度: 100Mbpsの通信速度を実現し、複雑なシステムにおいてもリアルタイム性を確保します。
• 高いリアルタイム性: 決定論的な通信により、遅延を最小限に抑え、正確な同期制御を可能にします。
• 柔軟なトポロジー: ライン、スター、ツリーなど、様々なネットワークトポロジーに対応し、システムの構成自由度を高めます。
• 効率的な帯域利用: フレームベースの通信方式により、帯域を効率的に利用し、通信負荷を軽減します。
• 簡素なハードウェア構成: 専用のハードウェアを必要とせず、標準的なイーサネットハードウェアで実装可能です。

これらの特徴により、イーサクラシックは、従来のフィールドバスでは実現困難であった高度な制御システムを構築することを可能にしました。

2. イーサクラシックの応用分野

イーサクラシックは、その高性能さから、様々な分野で応用されています。

• FA（ファクトリーオートメーション）: PLC（プログラマブルロジックコントローラ）、I/Oモジュール、センサー、アクチュエータなどの接続に使用され、生産ラインの自動化を促進します。
• ロボティクス: ロボットコントローラ、サーボドライブ、エンコーダなどの接続に使用され、高精度なロボット制御を実現します。
• モーションコントロール: サーボドライブ、モーター、エンコーダなどの接続に使用され、精密な位置決め制御や速度制御を可能にします。
• 半導体製造装置: ウェーハ搬送装置、検査装置、露光装置などの制御に使用され、高精度な半導体製造プロセスをサポートします。
• 印刷機械: 印刷機の制御、インク供給制御、搬送制御などに使用され、高品質な印刷を実現します。
• 風力発電: 風力タービンのブレード制御、発電機制御、変電制御などに使用され、効率的な風力発電をサポートします。

3. 注目すべき新プロジェクト

3.1. イーサクラシックとTSN（Time-Sensitive Networking）の融合

TSNは、IEEE 802.1規格で定義された、リアルタイム性を重視したイーサネット技術です。イーサクラシックとTSNを融合することで、更なるリアルタイム性の向上と、ネットワークの柔軟性の向上が期待できます。具体的には、以下のプロジェクトが進行中です。

• リアルタイムクロック同期: TSNのPTP（Precision Time Protocol）を利用して、ネットワーク全体のクロックを同期させ、より正確なタイミング制御を実現します。
• トラフィックシェーピング: TSNのQoS（Quality of Service）機能を利用して、イーサクラシックのトラフィックを優先的に処理し、遅延を最小限に抑えます。
• ネットワーク冗長化: TSNのPRP（Parallel Redundancy Protocol）を利用して、ネットワークの冗長化を実現し、システムの信頼性を向上させます。

3.2. イーサクラシックとOPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture）の連携

OPC UAは、産業オートメーションにおける相互運用性を高めるための標準規格です。イーサクラシックとOPC UAを連携することで、異なるベンダーの機器間でのデータ交換を容易にし、システムの統合を促進します。具体的には、以下のプロジェクトが進行中です。

• イーサクラシックスレーブデバイスのOPC UAサーバー化: イーサクラシックスレーブデバイスにOPC UAサーバー機能を実装し、デバイスの情報をOPC UAクライアントからアクセスできるようにします。
• OPC UAゲートウェイの活用: イーサクラシックネットワークとOPC UAネットワークを接続するゲートウェイを開発し、異なるネットワーク間でのデータ交換を可能にします。
• セマンティックモデリングの活用: OPC UAのセマンティックモデリング機能を利用して、イーサクラシックデバイスの情報を標準化し、相互運用性を高めます。

3.3. イーサクラシックとクラウド連携

クラウド技術の発展に伴い、イーサクラシックとクラウドを連携させることで、設備の遠隔監視、データ分析、予知保全などの新たなサービスを提供することが可能になります。具体的には、以下のプロジェクトが進行中です。

• イーサクラシックデータのクラウドへのアップロード: イーサクラシックネットワークからデータを収集し、クラウドにアップロードすることで、設備の稼働状況をリアルタイムに監視します。
• クラウド上でのデータ分析: クラウド上で収集したデータを分析し、設備の異常検知、性能予測、最適化などのサービスを提供します。
• クラウドからの遠隔制御: クラウドからイーサクラシックネットワークに制御信号を送信し、設備の遠隔操作を可能にします。

3.4. イーサクラシックのセキュリティ強化

産業用ネットワークにおけるセキュリティリスクの高まりを受け、イーサクラシックのセキュリティ強化が重要な課題となっています。具体的には、以下のプロジェクトが進行中です。

• 暗号化通信の導入: イーサクラシックの通信データを暗号化することで、不正アクセスや盗聴を防止します。
• 認証機能の強化: イーサクラシックネットワークへのアクセスを許可するユーザーやデバイスを認証する機能を強化し、不正アクセスを防止します。
• 侵入検知システムの導入: イーサクラシックネットワークへの不正な侵入を検知し、警告を発するシステムを導入します。

4. イーサクラシックの将来展望

イーサクラシックは、今後も産業用イーサネットにおける重要な通信プロトコルであり続けると考えられます。TSNとの融合、OPC UAとの連携、クラウド連携、セキュリティ強化などの技術革新により、その応用範囲はさらに拡大していくでしょう。特に、スマートファクトリー、インダストリー4.0といった新たな産業トレンドに対応するためには、イーサクラシックの役割はますます重要になると予想されます。

5. まとめ

イーサクラシックは、高速性、リアルタイム性、柔軟性に優れた産業用イーサネットプロトコルであり、FA、ロボティクス、モーションコントロールなど、幅広い分野で採用されています。現在、TSNとの融合、OPC UAとの連携、クラウド連携、セキュリティ強化などの新プロジェクトが進行しており、これらの技術革新により、イーサクラシックは今後も産業オートメーションの発展に大きく貢献していくことが期待されます。これらのプロジェクトの進展を注視し、自社のシステムに最適なソリューションを導入することが重要です。