富士電機技報

第91巻第1号（2018年3月）

特集 環境保護と生産性向上に貢献するインダストリーソリューション

企画意図

富士電機は，国際的な重要課題である地球環境保護のために，革新的エネルギー・環境技術の開発に取り組み，エネルギーを創る供給側と使う需要側の両面での社会貢献に努めています。
本特集で紹介するインダストリーソリューションの分野においては，パワーエレクトロニクスの技術を駆使して，エネルギーの需要側で環境保護と生産性の調和に取り組んでいます。
プラントを含めた生産工場のあらゆる分野で，自動化・省力化・省エネルギーに貢献するファクトリーオートメーション製品，環境の見える化により安全と安心を提供する計測機器・センサ，基幹交通システムである鉄道の安全な運行と環境負荷の低減に貢献する輸送システム製品を紹介します。

〔特集に寄せて〕現代の重要課題とソリューション

藤本　康孝
横浜国立大学工学研究院教授　博士（工学）

〔現状と展望〕環境保護と生産性向上に貢献するインダストリーソリューションの現状と展望

友高　正嗣　・　鉄谷　裕司　・　松本　　康

今日のパワーエレクトロニクス技術は，社会・産業インフラの基盤を支えるとともに，地球規模で取り組む環境保護活動や施策を加速させるキーテクノロジーとして注目を浴びている。
富士電機は，本特集で紹介するインダストリーソリューションの各分野において，エネルギーを効率よく活用し，社会・産業の発展に貢献する生産性の向上と地球環境保護の調和に取り組んでいる。
本稿では，ファクトリーオートメーション，プロセスオートメーション，環境・社会ソリューションの分野で貢献する一般産業用およびプラント設備用のドライブ機器，計測機器，鉄道車両用機器などを使用し，最新のパワーエレクトロニクス技術を駆使したソリューションについて述べる。

IoT 技術とモーション制御技術によるFA ソリューション

藤川　泰孝　・　吉崎　久之　・　豊田　謙郎

スマートマニュファクチャリング技術の急速な発展を背景に，製造業におけるFA ソリューションにおいて，さらなる生産性の向上や付加価値の創出・最大化が求められている。富士電機は，IoT 技術を駆使し，自動車製造加工ラインにおける生産性の向上やコストの削減が可能となる品質トレーサビリティソリューションを実現した。さらに，食品工場の包装ラインにおいて，高性能コントローラを駆使したモーション制御技術を開発した。これにより，包装速度に関係なく安定したシーリングが可能となり，包装機システムの最適制御を実現した。

過酷な環境下に設置可能な耐環境インバータ「FRENIC-eFIT」

吉田　敏弘　・　田久保　拡　・　佐藤　圭輔

近年，インバータはさまざまな分野で用いられるようになってきており，腐食性ガス雰囲気下や屋外などの過酷な環境で，盤に収納せず単体で使用したいというニーズがある。富士電機は，過酷な環境下に設置可能な耐環境インバータ「FRENIC-eFIT」を開発した。冷却ファンレスの全閉構造にして電子部品を保護するとともに，SiC デバイスの低損失・高温動作という特性を利用して熱的課題を解決した。要素技術開発の結果を製品設計に適用して高速スイッチングによるノイズ課題を解決するとともに，富士電機製品のノウハウやフィールドテストの結果に基づき耐環境性能の信頼性を向上させている。

ユーザの多様なニーズに応える水冷式高圧大容量インバータ「FRENIC4800VM6」

宮下　　勉　・　中村　暢佑　・　岩元　麗之

プラントの主要設備である大容量インバータを更新する際には，高い制御機能に加えて充実したユーザ支援機能が，ユーザが製品を選択する上で重要な判断基準となっている。水冷式高圧大容量インバータ「FRENIC4800VM6」は，従来機種に比べて出力周波数の拡大やプラント制御機能の向上を図ったことにより，高品質・多品種製品の生産や歩留りの向上を実現する。また，これまで高度な技量と多くの人手を必要としていた保全作業を省力化し，プラント全体の安定操業に貢献するため，大型プログラマブル操作表示器を採用するとともに，ローダシステムなどのユーザ支援機能を刷新した。

技術伝承と生産性の向上に貢献するプラント運転支援システム

吉川　　譲　・　渡辺　大介　・　井上　昭夫

プラント操業において，技術伝承と生産性の向上が課題となっている。富士電機は，この二つの課題を解決するため，過去に開発したプラント運転支援システムを，現在の監視制御システムのあり方に合わせて再開発を行うことにした。この再開発によって，運転を支援する対象設備の監視制御システムに，汎用的なインタフェースで接続できるようになった。さらに，属人的であった運転技術を共有し，運転員のノウハウや技術レベルを平準化することで技術伝承が可能となった。また，運転員に依存しない運転手順や運転操作の確立により，標準化を行うことで生産性が向上した。

最新の海外棒鋼・形鋼圧延設備用電気品および駆動制御システム

小粥　史一　・　川口　鉄平

棒鋼・形鋼の圧延設備では，常に安定した操業が求められる。これを実現するためには，生産能力を向上させる高い情報処理能力と高速制御，および歩留りを向上させる高精度な処理が要求される。今回，海外のコンバインドミル工場の圧延設備用に，電気品と駆動制御システムを納入した。ここでは，生産性が高く安定した操業を実現するために，インバータやコントローラを主としたシステムを高速ネットワークで高精度に連係させた。加えて，日本から迅速なサポートを実施するために，操業や制御の状態を常に収集して閲覧できるリモートメンテナンスサポートシステムを組み込んだ。

世界最小の船舶用サイクロン式SOX スクラバ

青木　幸男　・　豊角　浩之　・　高橋　邦幸

船舶排ガス中には硫黄酸化物（SO_X）が多く含まれ，大気環境保護の観点から国際的な問題となっている。排ガス中の脱硫技術であるSO_X スクラバは大型のものが多く，小型化が望まれている。しかし，小型化に有利な脱硫方法であるサイクロン方式は，一般的に他の方式と比べて脱硫性能が劣る。富士電機は，小型かつ脱硫性能が優れた世界最小のサイクロン式SO_X スクラバを開発し，実船上試験で指定海域でも使用可能であることを実証した。SO_X スクラバの小型化で普及が加速し，低価格の高硫黄燃料油が継続使用可能となり，国際物流を支える海運会社の事業コスト低減に寄与することができる。

水環境保護に貢献するバチルス菌排水処理システム「FBS-Premium システム」

田口　和之　・　佐藤　匡則　・　井上　公平

バイオガスを生成して利用するバイオガス発電において，メタン発酵処理後に残った消化液は肥料として活用してきた。一方，未活用の消化液は排水処理設備を設置し，排水基準に適合した処理を講じる必要があり，処理設備の増設で初期投資がかさみ，FIT による売電収益を圧迫していた。富士電機は，これらの課題を解決するため，バチルス菌を用いた排水処理システムに回転円板装置を組み合わせた排水処理システム「FBS-Premium システム」を開発した。これにより，処理設備の増設が不要で，ランニングコストを約30% 削減することができた。

安定生産と収益性の向上に貢献する農業ソリューション「SmileAGRI」

吉田　　仁　・　河村　　賢

近年，農業従事者の減少や気象などの栽培環境の不安定化などにより，安定生産と収益性の向上が急務となっている。富士電機は，通年で安定した農産物の生産をサポートする農業ソリューション「SmileAGRI」を展開している。株式会社北海道サラダパプリカの植物工場においては，オランダ規格に準拠したハウス新工法を開発し，収穫量を約10% 向上させた。暖房熱を得る際に発生する排ガスからCO₂ を供給するシステムを開発し，暖房コストを25% 程度削減した。また，作業の一元管理と栽培状況の見える化を実現する生産管理パッケージの開発を計画的に進めている。

環境保護に貢献する放射線管理ソリューション

中島　定雄　・　松本　　巌　・　小西　英之

富士電機は，放射線および放射能汚染に関する環境保護活動に貢献する放射線管理ソリューションと放射線計測機器を提供している。今回，IoT 環境モニタによる環境監視サービス，よう化ストロンチウムシンチレータを搭載したスペクトルサーベイメータ，大気中の放射性浮遊じんあいをリアルタイムで監視できる大気モニタを開発した。震災復興関連の放射線計測装置としては，仮設焼却施設における排ガス放出管理に用いる排ガス放射性物質濃度監視装置，ならびに除染作業で発生した汚染土壌の中間貯蔵処理施設での放射能濃度による分別のための土壌濃度分別装置を開発した。

輸送品質向上を目指したJR 東日本E235 系車両（山手線）向けドアシステム

辻村　　勲　・　梅澤幸太郎　・　藤田　憲司

鉄道車両用電気式ドアシステムは，乗務員の開閉操作に従ってモータ動力でドアを開閉する装置である。富士電機は，JR 東日本が運用を開始したE235 系車両（山手線）向けにラック・アンド・ピニオン式ドアシステムを納入している。このドアシステムでは，既存製品に比べて永久磁石の使用量を低減し，装置全体で14% 軽量化した。また，調整箇所や部品点数を削減したことにより，メンテナンスコストの削減や故障率低減を実現した。さらに，ロック装置の方式変更により引抜き性と耐こじ開け性の両立を図りつつ，制御シーケンスの改善により戸挟み検知感度と引きずり検知性能が向上した。

解説

略語・商標

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