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Carmel市WWTU

Carmel市は、Carmel市のClay地区、Hamilton Western地区からの廃棄物処理を行う廃水処理施設を所有し運用しています。プラントは、年中無休の24時間稼動を行い1日1200万ガロンの廃水処理能力を有しています。廃水処理施設の革新的な戦略と高い規格は、"このクラスで最も優れた公共プラント"として環境保護局から認識されました。

拡張およびアップグレード

廃水処理プラントは、既存のSCADAシステムの拡張およびアップグレードをする必要がありました。主要な目標は、将来の成長に伴う利用可能な拡張技術および帯域幅の確保を確実にする一方、増設されるロケーションに既存の設備サイトを組み込んだ信頼できるネットワークを構築することです。ファイバーは、施設内の長距離にわたる通信の展開をより簡単にまた、グラウンドループの排除、EMIおよびRFI両方の免疫を提供できるために多くのエリアで必要とされます。イーサネットネットワークに使用される中で最も一般的な通信プロトコルは、TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）です。TCP/IPパケットの中で特定のプロトコル（ModbusまたはDF1）を使用するメッセージをカプセル化することができるのでTCP/IPは、多数のプロトコルの使用を可能にします。柔軟性のあるイーサネットプロトコルは、産業ネットワークにおいて重要に使われます。イーサネットパケットにシリアルネットワークメッセージを"ラッピング"することができるMoxaのNPortシリーズのデバイスサーバを使用して既存のデバイスおよびプロトコルを統合するイーサネットネットワークを構築できまた、イーサネットワークを通して転送します。基本的にデバイスサーバは、既存のシリアルネットワークから高速かつ柔軟性のあるイーサネットネットワークに移行するために比較的簡単にシリアルデータをイーサネットデータに変換します。

信頼性およびセキュリティ

産業イーサネットネットワークは、高信頼性であり厳しい環境条件、偶然のネットワーク障害、設備の故障においても連続したオペレーションを続けなければなりません。公害制御の障害が発生することによるネットワークのダウンタイムは、汚染した水の供給に繋がることも考えられます。信頼性は、通常、設備および通信のリダンダンシを通して提供されます。即ち特定の障害があった際パスを変更するためにスイッチすることをネットワークに命令するネットワークデバイスのファームウェアと結びつけられます。更に、電源故障の間のオペレーションを提供するためにMoxa製品は、シングル電源の故障によりネットワークをダウンさせない保証をするためにデュアルリダンダント電源をサポートします。信頼性が一旦処理されるとセキュリティが最大の関心事になります。これらの関心は、同じネットワークに接続された複数のシステム間のユーザセキュリティおよび望まない相互の影響に関係するかもしれません。ネットワークがワイヤレスまたはワイヤの通信に係わらず市場では利用可能な多数のレベルのセキュリティオプションが存在します。簡単なパスワードプロテクションのものからVLAN（シングルの物理ネットワークを複数の仮想ネットワークに分割することができる）までの認証サーバ（例えば、RADIUS）を使用するセキュリティと洗練したレベルが予算と特定の必要性により決定されます。

何故Moxaが必要？

Carmel市のWWTUは、施設内のいくつかの既存のビルディングと新しいビルディング内の構成品の組み合わせをネットワークで接続する必要がありました。しかし、プラントの主たる目標は、産業イーサネットネットワークを中心に置きました。プラントは、制御ビルディングのためにプラントサイト全体を網羅するに必要な長距離のマルチモードをサポートする複数で容易にコンフィギュレーションできるモジュール化したポートを提供できるEDS-728 26ポートマネージドギガビットイーサネットスイッチを選定しました。ファイバーオプティック接続は、ツイストペアより何桁も異なるスピードと帯域幅を供給します。また、更に重要なことは、ファイバーオプティック接続が産業ネットワークのパフォーマンスと信頼性の両方に影響を及ぼすEMI、RFI、落雷、その他のノイズ問題を解決します。EDS-728は、カッパーとファイバーの両方の混在とマッチングにより集中管理に必要とされるPLCデータの収集を行うことができます。一方、将来追加拡張できるポートの余地を残しています。EDS-728のギガビット帯域幅は、当初必要ではありませんが将来を考えギガビットポート能力を提供します。

EDS-728に加えてプラントは、他の7つのビルディングに位置するPLC、HMI、周辺機器とのダイレクト接続のためにマネージドEDS-508およびアンマネージドEDS-308スイッチの組み合わせを利用しました。これらのスイッチは、カッパー（RJ45）とファイバーポート（SCまたはST）接続の組み合わせた帯域幅10/100Mbpsを使用することができます。TCP/IPの接続性に伴うイーサネットを使用するアンマネージドスイッチの"plug ＆ play"能力は、コンフィギュレーションおよび再コンフィギュレーションを劇的に削減します。

SNMP（Simple Network Management Protocol）、一般法人のユニバーサルネットワーク、他の共通的なイーサネットツールを使用してネットワークマネージャがリモートからネットワークパフォーマンスのコンフィギュレーションおよび監視を行うことができます。このことは、ネットワーク能力が脅かされる前に潜在的な問題を特定することを可能にします。その上、Moxaのマネージドスイッチのすべてが自己治療ネットワークリカバリの優れた信頼性を提供します。若しファイバーが故障するかまたはネットワークスイッチが故障するときMoxaのTurbo Ringネットワークは、例え最大80台のスイッチを組み込んだネットワークでさえ20ms以内の高速のリカバリを実行します。Rapid Spanning Treeプロトコル（IEEE 802.3D）ネットワークと比べてリングトポロジーネットワークの利点は、ネットワークケーブリングコストが削減できます。制御ルームにファイバーを戻す配線を要求しませんのでプラントのファイバーオプティックケーブル数が少なくて済み、材料およびレーバーコストを削減します。セキュリティを扱うためにCarmel市は、Moxaのマネージドスイッチの利用可能な機能の組み合わせを使用するのを選択しました。パスワードプロテクション、ポートロッキング、MAC ID フィルターリング、IPマスキングは、またセキュリティーレベルをネットワークに追加するために使用されました。プラントは、A-Bダイヤルアップモデム/ルータをインストールしてサイトに設備されているすべてのOEMマシナリベンダにIPアドレスを提供しました。OEMがアクセスを必要とするときプラントは、IPを加えることができ一時的に一部の機器だけへの直接のアクセスを与えるためにMAC IDフィルタをアンロックすることができます。それが終わるとプラントは、もう一度不正アクセスを防ぐためにフィルタを再び使います。結局、Moxaソリューションは、費用対効果が優れたネットワークリダンダンシとセキュリティを施設に提供しました。

全体のメリット：

• 管理された冗長なスイッチとモジュラーギガビットオプションへのネットワーク化するための幅広い範囲（アンマネージドされたプラグ＆プレイからの切替）
• スタンダード SNMPマネージメント
• ネットワークリダンダンシとパワーリダンダンシ
• パスワード保護、ロックポート、MACおよびフィルタリングされているIPアドレス
• 銅とファイバーケーブルオプションによる柔軟性
• モジュラースイッチフォームファクターによるスケーラビリティ
• ユーザーフレンドリーな構成のために組込まれたウェブブラウザ
• スペースをとらないフォームファクター
• 北アメリカでの生涯保証