JP4469288B2 - 無線ｌａｎ防爆型中継器及び危険地区における通信システム - Google Patents
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Description
本発明は、無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）防爆型中継器及び危険地区における通信システムに関し、特に、危険物の製造および取扱いを行う製油所や石油化学工場の広大な危険地区において、危険地区の製造設備と非危険地区の管理設備との間で、製造設備の運転データなどに関する大量のデータを、無線ＬＡＮを経由することにより、安全かつ効率よく通信することを可能とする無線ＬＡＮ防爆型中継器及び危険地区における通信システムに関する。
製油所や石油化学工場等では、多くの製造設備が設置されており、これらのプラントを安全かつ効率よく稼働させるためには、これらの製造設備が所定期間（たとえば、次の定期点検時まで）正常に作動する必要がある。
このため、製造設備を適切に操作することは勿論、製造設備が正常に運転されていることを確認するとともに、異常が発生した際、早期に異常を検知し速やかに対処する必要がある。
このため、製造設備を適切に操作することは勿論、製造設備が正常に運転されていることを確認するとともに、異常が発生した際、早期に異常を検知し速やかに対処する必要がある。
特に、製油所や石油化学工場では、可燃性ガスや可燃性液体の蒸気（適宜、爆発性ガスと略称する。）が存在するおそれのある場所（本発明における危険地区）に、製造用電気計装設備やモーターなどの電動機が設置されている。これらの設備や機器は、一般的に、防爆構造となっており、爆発性ガスに対して点火能力を有する電気火花が発生しないか、たとえ発生しても周囲の爆発性ガスに引火しない構造としてある。
ところで、製油所や石油化学工場の危険地区は、通常、非常に広いため、点在する複数の製造設備に設けられた測定機器と、非危険地区に設けられた計測室内のコンピュータとを測定用ケーブルで接続し、製造設備の運転データなどを収集することは、測定用ケーブルの費用及びそれを敷設する費用を考慮すると、経済的な負担が大きいといった欠点があった。
このため、上記欠点を解決する技術が提案されてきた。
このため、上記欠点を解決する技術が提案されてきた。
たとえば、危険場所に設置される防爆アンテナにおいて、アンテナ本体が送受信する電波を透過する材質で耐圧防爆構造とし、一端側が閉塞されると共に、他端側が開放の開口部を有する中空筒体からなる容器を形成し、容器の中空筒体内にアンテナ本体を収納し、アンテナを収納した容器が全閉容器に耐圧防爆構造を満足するように直接に全閉容器外壁面から略垂直に突設して接続される、防爆アンテナの技術が開示されている（特許文献１参照）。
この技術によれば、本質安全防爆構造を有する回路を構成するために、複数の阻止用コンデンサを直列接続する等の回路が不要となり、また、伝送線路のシードル線に対して接地工事を施す必要がなくなり、装置全体を簡略な構造とすることができる。
特許第３０４００６８号公報
この技術によれば、本質安全防爆構造を有する回路を構成するために、複数の阻止用コンデンサを直列接続する等の回路が不要となり、また、伝送線路のシードル線に対して接地工事を施す必要がなくなり、装置全体を簡略な構造とすることができる。
しかしながら、プラントをさらに高いレベルで安全かつ効率よく稼働させるためには、また、災害時などにおけるプラントの安全性をより向上させるためには、設備の運転データ，設備管理の履歴データ，現場操作作画情報，監視用画像情報，音響情報等の大量のデータを、危険地区と非危険地区との間で密に通信し、これらのデータにもとづいて精度よく管理する必要がある。これに対し、上記防爆アンテナの技術では、大量のデータを効率よく通信することができないため、上述した極めて重要な要求に応えることができないといった問題があった。
本発明は、上記問題を解決するために提案されたものであり、製油所や石油化学工場の広大な危険地区と非危険地区との間で、無線ＬＡＮを経由することにより、大量のデータを安全かつ効率よく通信することを可能とする無線ＬＡＮ防爆型中継器及び危険地区における通信システムの提供を目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の無線ＬＡＮ防爆型中継器は、製油所や石油化学工場の危険地区に設置され、所定の情報を送信及び／又は受信するための無線ＬＡＮ防爆型中継器であって、無線ＬＡＮにより、送受信機との間を接続する無線ＬＡＮアクセスポイントと、この無線ＬＡＮアクセスポイントと接続された一又は二以上の平面アンテナと、少なくとも一部に、前記平面アンテナが送受信する電波を透過する電波透過材料を使用し、かつ、前記無線ＬＡＮアクセスポイント及び平面アンテナを収納し、耐圧防爆構造とした密閉容器とを備え、前記密閉容器が、一端が半球状に形成され、他端が開放された、前記電波透過材料からなる円筒部と、この円筒部の前記他端と連結される金属製の基部と、前記基部に取り付けられ、該基部の内部を密閉する金属製の蓋とを有し、前記円筒部に前記平面アンテナを収納し、前記基部に前記無線ＬＡＮアクセスポイントを収納した構成としてある。
このようにすると、無線ＬＡＮを利用することにより、大量のデータを安全かつ効率よく通信することができる。また、平面アンテナを用いることにより、電波出力をより大きくすることができるので、通信可能エリアを拡張することができる。
また、円筒部の機械的強度を向上させることができ、かつ、平面アンテナの向きを自在に設定することができる。
このようにすると、無線ＬＡＮを利用することにより、大量のデータを安全かつ効率よく通信することができる。また、平面アンテナを用いることにより、電波出力をより大きくすることができるので、通信可能エリアを拡張することができる。
また、円筒部の機械的強度を向上させることができ、かつ、平面アンテナの向きを自在に設定することができる。
なお、送受信機は、携帯コンピュータ，防爆カメラなどであり、送信及び／又は受信される所定の情報としては、プラント運転データ，配管図に関する情報，操作方法に関する情報，プラント設計データ，機器のプロット表示に関する情報，運転操作要領書に関する情報，配管＆計装ダイアグラムに関する情報，ボード運転操作自動化システムに関する情報，機器点検に関する情報，及び，画像情報などを挙げることができる。
また、危険地区は、危険物の製造および取扱いを行う製油所や石油化学工場の広大な危険地区である。
また、危険地区は、危険物の製造および取扱いを行う製油所や石油化学工場の広大な危険地区である。
また、本発明の無線ＬＡＮ防爆型中継器は、前記平面アンテナを二以上収納し、これら二以上の平面アンテナを、Ｌ字状又は多角形状に配設した構成としてある。
このように、平面アンテナをＬ字状に設けることにより、一つの平面アンテナを設ける場合より、約二倍のエリアをカバーすることができる。また、平面アンテナを多角形状に配設することにより、ほぼ全周方向のエリアをカバーすることができ、すなわち、広角エリアでの通信が可能となる。
このように、平面アンテナをＬ字状に設けることにより、一つの平面アンテナを設ける場合より、約二倍のエリアをカバーすることができる。また、平面アンテナを多角形状に配設することにより、ほぼ全周方向のエリアをカバーすることができ、すなわち、広角エリアでの通信が可能となる。
また、本発明の無線ＬＡＮ防爆型中継器は、前記密閉容器の基部に、前記無線ＬＡＮアクセスポイントと接続され、電気信号と光信号を双方向又は一方向に変換する光・電気変換器を収納した構成としてある。
このようにすると、外部と光信号を介して通信することができるので、大量のデータを高速通信することができる。
このようにすると、外部と光信号を介して通信することができるので、大量のデータを高速通信することができる。
また、本発明の無線ＬＡＮ防爆型中継器は、前記密閉容器の基部に、ＡＣアダプタを収納した構成としてある。
このようにすると、一般的に使用される交流電源（たとえば、交流１００Ｖ電源）を利用することができる。
このようにすると、一般的に使用される交流電源（たとえば、交流１００Ｖ電源）を利用することができる。
また、本発明の危険地区における通信システムは、製油所や石油化学工場の危険地区に設置された送受信機と、上述した無線ＬＡＮ防爆型中継器と、非危険地区に設置された無線ＬＡＮサーバーと、この無線ＬＡＮサーバーと接続され、電気信号と光信号を双方向又は一方向に変換する、前記非危険地区に設置された光・電気変換器と、前記非危険地区に設置された光・電気変換器と前記無線ＬＡＮ防爆型中継器に収納された光・電気変換器とを接続する光ケーブルとを具備した構成としてある。
このようにすると、非危険地区の無線ＬＡＮサーバーと製油所や石油化学工場の危険地区の無線ＬＡＮ防爆型中継器が離れている場合であっても、大量のデータを高速通信することができる。また、無線ＬＡＮ防爆型中継器まで、光ケーブルで配線することにより、伝送ロスの低減と電磁ノイズの影響を防止することができる。さらに、無線ＬＡＮサーバーと無線ＬＡＮアクセスポイントの間を無線で通信した場合、他の機器からのノイズに影響されやすいといった不具合を回避することができる。
このようにすると、非危険地区の無線ＬＡＮサーバーと製油所や石油化学工場の危険地区の無線ＬＡＮ防爆型中継器が離れている場合であっても、大量のデータを高速通信することができる。また、無線ＬＡＮ防爆型中継器まで、光ケーブルで配線することにより、伝送ロスの低減と電磁ノイズの影響を防止することができる。さらに、無線ＬＡＮサーバーと無線ＬＡＮアクセスポイントの間を無線で通信した場合、他の機器からのノイズに影響されやすいといった不具合を回避することができる。
また、本発明の危険地区における通信システムは、製油所や石油化学工場の危険地区に設置された送受信機と、上述した無線ＬＡＮ防爆型中継器と、前記無線ＬＡＮアクセスポイントとＬＡＮケーブルを介して接続されたスイッチングＨＵＢ，このスイッチングＨＵＢと接続され、電気信号と光信号を双方向又は一方向に変換する光・電気変換器，及び，前記スイッチングＨＵＢと前記光・電気変換器を収納し、耐圧防爆構造とした密閉容器を備え、前記危険地区に設置された防爆型集線装置と、非危険地区に設置された無線ＬＡＮサーバーと、この無線ＬＡＮサーバーと接続され、電気信号と光信号を双方向又は一方向に変換する、前記非危険地区に設置された光・電気変換器と、前記非危険地区に設置された光・電気変換器と前記防爆型集線装置に収納された光・電気変換器とを接続する光ケーブルとを具備した構成としてある。
このようにすると、防爆型集線装置を利用して、無線ＬＡＮ防爆型中継器を容易に増設することができる。
このようにすると、防爆型集線装置を利用して、無線ＬＡＮ防爆型中継器を容易に増設することができる。
また、本発明の危険地区における通信システムは、製油所や石油化学工場の危険地区に設置された送受信機と、上述した無線ＬＡＮ防爆型中継器と、前記無線ＬＡＮアクセスポイントとＬＡＮケーブルを介して接続されたスイッチングＨＵＢ，及び，前記スイッチングＨＵＢを収納し、耐圧防爆構造とした密閉容器を備え、前記危険地区に設置された防爆型集線装置と、非危険地区に設置された無線ＬＡＮサーバーと、この無線ＬＡＮサーバーと接続され、前記非危険地区に設置されたＨＵＢと、前記非危険地区に設置されたＨＵＢと前記防爆型集線装置に収納されたスイッチングＨＵＢとを接続するＬＡＮケーブルとを具備した構成としてある。
このようにすると、非危険地区の無線ＬＡＮサーバーと製油所や石油化学工場の危険地区の無線ＬＡＮ防爆型中継器が離れている場合であっても、ＬＡＮケーブルを用いて通信することができる。
このようにすると、非危険地区の無線ＬＡＮサーバーと製油所や石油化学工場の危険地区の無線ＬＡＮ防爆型中継器が離れている場合であっても、ＬＡＮケーブルを用いて通信することができる。
以上のように、本発明の無線ＬＡＮ防爆型中継器及び危険地区における通信システムによれば、危険物の製造および取扱いを行う製油所や石油化学工場の広大な危険地区において、危険地区の製造設備と非危険地区の管理設備との間で、製造設備の運転データなどに関する大量のデータを、無線ＬＡＮを経由することにより、安全かつ効率よく通信することができる。また、大量のデータを安全かつ効率よく通信することにより、プラントをさらに高いレベルで安全かつ効率よく稼働させることができ、また、災害時などにおけるプラントの安全性をより向上させることができる。
［無線ＬＡＮ防爆型中継器］
図１は、本発明の実施形態に係る無線ＬＡＮ防爆型中継器の概略斜視図を示している。
同図において、無線ＬＡＮ防爆型中継器１は、無線ＬＡＮアクセスポイント２と、平面アンテナ３と、密閉容器４と、光・電気変換器５と、ＡＣアダプタ６とからなっている。
図１は、本発明の実施形態に係る無線ＬＡＮ防爆型中継器の概略斜視図を示している。
同図において、無線ＬＡＮ防爆型中継器１は、無線ＬＡＮアクセスポイント２と、平面アンテナ３と、密閉容器４と、光・電気変換器５と、ＡＣアダプタ６とからなっている。
（無線ＬＡＮアクセスポイント）
無線ＬＡＮアクセスポイント２は、無線ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）により、送受信機（図示せず）との間を接続する電波中継器であり、一般的に、有線ＬＡＮとの接続機能を有している。
無線ＬＡＮアクセスポイント２と送受信機（たとえば、無線ＬＡＮアダプタが取り付けられたコンピュータや送受信機能を有するＰＤＡ（個人情報端末）など）には、通常、ＥＳＳＩＤ（Extended Service Set Identifier）という識別子が割り当てられており、無線ＬＡＮアクセスポイント２は、自身と同じＥＳＳＩＤを持つ送受信機との通信しか中継しない。これにより、同一エリア内に複数の送受信機が混在するような環境であっても、混信や無駄な通信を防ぐことができる。
なお、無線ＬＡＮアクセスポイント２は、通常、複数の送受信機との通信を中継するが、一つの送受信機との通信を中継してもよい。
無線ＬＡＮアクセスポイント２は、無線ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）により、送受信機（図示せず）との間を接続する電波中継器であり、一般的に、有線ＬＡＮとの接続機能を有している。
無線ＬＡＮアクセスポイント２と送受信機（たとえば、無線ＬＡＮアダプタが取り付けられたコンピュータや送受信機能を有するＰＤＡ（個人情報端末）など）には、通常、ＥＳＳＩＤ（Extended Service Set Identifier）という識別子が割り当てられており、無線ＬＡＮアクセスポイント２は、自身と同じＥＳＳＩＤを持つ送受信機との通信しか中継しない。これにより、同一エリア内に複数の送受信機が混在するような環境であっても、混信や無駄な通信を防ぐことができる。
なお、無線ＬＡＮアクセスポイント２は、通常、複数の送受信機との通信を中継するが、一つの送受信機との通信を中継してもよい。
（平面アンテナ）
平面アンテナ３は、矩形平板状のアンテナであり、本実施形態では、一つのアンテナ素子（図示せず）を有している。この平面アンテナ３は、無線ＬＡＮアクセスポイント２から電気信号を入力すると、この電気信号に応じた電波を発信し、かつ、電波を受信すると、受信した電波に応じた電気信号を出力する。なお、本実施形態では、アンテナ素子の数を一個としてあるが、この数に限定されるものではない。また、平面アンテナ３は、電波を受信及び発信する構成としてあるが、受信又は発信のいずれか一方を行う構成としてもよい。
また、一般的に、平面アンテナ３は、電波を透過する樹脂によってモールド成形さており、下部中央から同軸ケーブル７４が引き出されており、無線ＬＡＮアクセスポイント２と接続されている。
平面アンテナ３は、矩形平板状のアンテナであり、本実施形態では、一つのアンテナ素子（図示せず）を有している。この平面アンテナ３は、無線ＬＡＮアクセスポイント２から電気信号を入力すると、この電気信号に応じた電波を発信し、かつ、電波を受信すると、受信した電波に応じた電気信号を出力する。なお、本実施形態では、アンテナ素子の数を一個としてあるが、この数に限定されるものではない。また、平面アンテナ３は、電波を受信及び発信する構成としてあるが、受信又は発信のいずれか一方を行う構成としてもよい。
また、一般的に、平面アンテナ３は、電波を透過する樹脂によってモールド成形さており、下部中央から同軸ケーブル７４が引き出されており、無線ＬＡＮアクセスポイント２と接続されている。
平面アンテナ３は、正面及び正面から所定の角度で広角に広がるエリアをカバーし、カバーしたエリア方向からの電波を受信するとともに、カバーしたエリアに向けて電波を発信する。したがって、平面アンテナ３は、設置された送受信機の方向に向けて取り付けられる。また、平面アンテナ３は、所定のエリアに向けて電波を発信するので、安定した電界強度を得ることができる。
また、好ましくは、二つの平面アンテナ３をほぼＬ字状に取り付けるとよく、このようにすると、一つの平面アンテナ３を取り付けた場合と比較して、約二倍の広角エリアをカバーすることができる。
さらに、図２に示すように、四つの平面アンテナ３を、上方から見てほぼ矩形環状に取り付けてもよく、このようにすると、ほぼ３６０°（すなわち、全周）方向のエリアをカバーすることができる。なお、平面アンテナ３の広角特性に応じて、たとえば、五つの平面アンテナ３を正五角形状に取り付けてもよい。さらに、送受信機が左右方向にある場合には、二つの平面アンテナ３を、背を向けて対向するように配設してもよい。
また、一般的に、平面アンテナ３は、上蓋４２１にねじ等（図示せず）で固定されるので、取り付け向きを容易に調整することができる。
さらに、図２に示すように、四つの平面アンテナ３を、上方から見てほぼ矩形環状に取り付けてもよく、このようにすると、ほぼ３６０°（すなわち、全周）方向のエリアをカバーすることができる。なお、平面アンテナ３の広角特性に応じて、たとえば、五つの平面アンテナ３を正五角形状に取り付けてもよい。さらに、送受信機が左右方向にある場合には、二つの平面アンテナ３を、背を向けて対向するように配設してもよい。
また、一般的に、平面アンテナ３は、上蓋４２１にねじ等（図示せず）で固定されるので、取り付け向きを容易に調整することができる。
（光・電気変換器）
光・電気変換器５は、外部から光信号を入力すると、この光信号を電気信号に変換し、変換した電気信号を無線ＬＡＮアクセスポイント２に出力する。また、無線ＬＡＮアクセスポイント２から電気信号を入力すると、この電気信号を光信号に変換し、変換した光信号を外部に出力する。なお、本実施形態では、光信号と電気信号を双方向に変換する構成としてあるが、いずれか一方向に変換する構成としてもよい。
また、光・電気変換器５は、たとえば、カテゴリ５のＵＴＰ（Unshielded Twist Pair）ケーブル７５を介して、無線ＬＡＮアクセスポイント２と接続され、外部の接続端子（図示せず）に対しては、光ケーブル７２を介して接続される。
このようにすると、外部に設けられた、たとえば、無線ＬＡＮサーバーなどと光通信を行うことができ、大量のデータを高速通信することができる。なお、本実施形態では、光・電気変換器５を設けているが、光・電気変換器５を設けず、外部と電気信号により通信する構成としてもよい。
光・電気変換器５は、外部から光信号を入力すると、この光信号を電気信号に変換し、変換した電気信号を無線ＬＡＮアクセスポイント２に出力する。また、無線ＬＡＮアクセスポイント２から電気信号を入力すると、この電気信号を光信号に変換し、変換した光信号を外部に出力する。なお、本実施形態では、光信号と電気信号を双方向に変換する構成としてあるが、いずれか一方向に変換する構成としてもよい。
また、光・電気変換器５は、たとえば、カテゴリ５のＵＴＰ（Unshielded Twist Pair）ケーブル７５を介して、無線ＬＡＮアクセスポイント２と接続され、外部の接続端子（図示せず）に対しては、光ケーブル７２を介して接続される。
このようにすると、外部に設けられた、たとえば、無線ＬＡＮサーバーなどと光通信を行うことができ、大量のデータを高速通信することができる。なお、本実施形態では、光・電気変換器５を設けているが、光・電気変換器５を設けず、外部と電気信号により通信する構成としてもよい。
（ＡＣアダプタ）
ＡＣアダプタ６は、電源ケーブル７１を介して、外部から交流１００Ｖの電流を入力し、低電圧の直流電流に変換し、この直流電流を、電源ケーブル７３を介して、光・電気変換器５及び無線ＬＡＮアクセスポイント２に供給する。
このようにすると、一般的に使用される交流電源（たとえば、交流１００Ｖ電源）を利用することができ、外部に直流電源がない場合でも、容易に設置することができる。
ＡＣアダプタ６は、電源ケーブル７１を介して、外部から交流１００Ｖの電流を入力し、低電圧の直流電流に変換し、この直流電流を、電源ケーブル７３を介して、光・電気変換器５及び無線ＬＡＮアクセスポイント２に供給する。
このようにすると、一般的に使用される交流電源（たとえば、交流１００Ｖ電源）を利用することができ、外部に直流電源がない場合でも、容易に設置することができる。
（密閉容器）
密閉容器４は、平面アンテナ３を収納する円筒部４１と、無線ＬＡＮアクセスポイント２，光・電気変換器５及びＡＣアダプタ６を収納する基部４２とからなっている。
円筒部４１は、一端が半球状に形成され、もう一端が開放されたほぼ円筒状に形成されており、材料としては、平面アンテナ３が送受信する電波を透過する電波透過材料、たとえば、ガラスや樹脂等が用いられる。このような形状とすることにより、内部圧力に対する円筒部４１の機械的強度を向上させることができ、また、平面アンテナ３の向きを自在に設定することができる。なお、本実施形態では、耐熱強化ガラスが用いられている。
密閉容器４は、平面アンテナ３を収納する円筒部４１と、無線ＬＡＮアクセスポイント２，光・電気変換器５及びＡＣアダプタ６を収納する基部４２とからなっている。
円筒部４１は、一端が半球状に形成され、もう一端が開放されたほぼ円筒状に形成されており、材料としては、平面アンテナ３が送受信する電波を透過する電波透過材料、たとえば、ガラスや樹脂等が用いられる。このような形状とすることにより、内部圧力に対する円筒部４１の機械的強度を向上させることができ、また、平面アンテナ３の向きを自在に設定することができる。なお、本実施形態では、耐熱強化ガラスが用いられている。
また、円筒部４１は、下部の円筒部分が、基部４２の上部の円筒部分に嵌入する構造としてあり、エポキシ樹脂等の接着剤（図示せず）により、密閉された状態で基部４２と連結される。
なお、本実施形態では、接着剤を用いているが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、一般的な密閉構造、たとえば、Ｏリングやガスケットを用いてシールする構造としてもよい。
なお、本実施形態では、接着剤を用いているが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、一般的な密閉構造、たとえば、Ｏリングやガスケットを用いてシールする構造としてもよい。
基部４２は、上部に上蓋４２１が取り付けられた、有底円筒状の金属製容器であり、無線ＬＡＮアクセスポイント２，光・電気変換器５及びＡＣアダプタ６を収納する。また、基部４２は、側面に電源ケーブル７１と光ケーブル７２が挿入され、かつ、外部と基部４２の内部を遮断する封止手段４２３が設けられている。一般的に、この封止手段４２３は、図示してないが、円筒状のゴムからなるケーブルパッキンが用いられる。
このようにすると、円筒部４１と基部４２の内部は、外部に対して密閉された状態となり、たとえば、無線ＬＡＮアクセスポイント２の内部で火花が発生しても、密閉容器４の外部に火花が飛び出さない構造とすることができる。
このようにすると、円筒部４１と基部４２の内部は、外部に対して密閉された状態となり、たとえば、無線ＬＡＮアクセスポイント２の内部で火花が発生しても、密閉容器４の外部に火花が飛び出さない構造とすることができる。
ここで、好ましくは、基部４２の内部を密閉するように、上蓋４２１を基部４２に接着し、さらに、同軸ケーブル７４が貫通するケーブル孔４２２をエポキシ樹脂等で密閉するとよい。このようにすると、基部４２の内部が、円筒部４１の内部と遮断されるので、仮に円筒部４１が破損した場合であっても、基部４２の内部から、外部に火花が飛び出すといった不具合を防止することができる。
上記構成の無線ＬＡＮ防爆型中継器１によれば、無線ＬＡＮを利用することにより、安全かつ効率よく通信することができる。また、平面アンテナ３を用いることにより、電波出力をより大きくすることができるので、通信可能エリアを拡張することができる。
［危険地区における通信システムの第一実施形態］
図３は、本発明の危険地区における通信システムの第一実施形態を説明するための概略ブロック図を示している。
同図において、危険地区における通信システム１０は、危険地区に、複数の端末に設けられた送受信機（図示せず）と、複数の上述した無線ＬＡＮ防爆型中継器１が設置され、無線ＬＡＮ防爆型中継器１に内蔵された無線ＬＡＮアクセスポイント２が、無線ＬＡＮにより、送受信機と接続されている。
図３は、本発明の危険地区における通信システムの第一実施形態を説明するための概略ブロック図を示している。
同図において、危険地区における通信システム１０は、危険地区に、複数の端末に設けられた送受信機（図示せず）と、複数の上述した無線ＬＡＮ防爆型中継器１が設置され、無線ＬＡＮ防爆型中継器１に内蔵された無線ＬＡＮアクセスポイント２が、無線ＬＡＮにより、送受信機と接続されている。
また、非危険地区の計測室８０に、無線ＬＡＮサーバー８と、ＬＡＮケーブル８２を介して無線ＬＡＮサーバー８と接続され、電気信号と光信号を双方向又は一方向に変換する光・電気変換器８１が設置され、かつ、光マルチケーブル８３を介して、光・電気変換器８１と複数の無線ＬＡＮ防爆型中継器１に収納された光・電気変換器５とが接続されている。
なお、無線ＬＡＮサーバー８は、無線ＬＡＮを通じて、危険地区の端末と接続されたコンピュータである。
なお、無線ＬＡＮサーバー８は、無線ＬＡＮを通じて、危険地区の端末と接続されたコンピュータである。
このように、本実施形態の通信システム１０によれば、非危険地区の無線ＬＡＮサーバー８と危険地区の無線ＬＡＮ防爆型中継器１が離れている場合（たとえば、数百ｍ離れている場合）であっても、大量のデータを双方向又は一方向に高速通信することができる。また、無線ＬＡＮ防爆型中継器１まで、光マルチケーブル８３で配線することにより、伝送ロスの低減と電磁ノイズの影響を防止することができる。
なお、本実施形態では、無線ＬＡＮサーバー８と光・電気変換器８１を、ＬＡＮケーブル８２を用いて接続する構成としてあるが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、ＬＡＮケーブル８２の代わりに、スイッチングＨＵＢを間に接続したＵＴＰケーブルを使用してもよい。
なお、本実施形態では、無線ＬＡＮサーバー８と光・電気変換器８１を、ＬＡＮケーブル８２を用いて接続する構成としてあるが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、ＬＡＮケーブル８２の代わりに、スイッチングＨＵＢを間に接続したＵＴＰケーブルを使用してもよい。
［危険地区における通信システムの第二実施形態］
図４は、本発明の危険地区における通信システムの第二実施形態を説明するための概略ブロック図を示している。
同図において、危険地区における通信システム１０ａは、第一実施形態と比較して、光・電気変換器５を取り外した無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａを使用し、無線ＬＡＮアクセスポイント２とＬＡＮケーブル８２を介して接続されたスイッチングＨＵＢ（スター型用集線装置）９，このスイッチングＨＵＢ９と接続された光・電気変換器５，及び，スイッチングＨＵＢ９と光・電気変換器５を収納し、耐圧防爆構造とした密閉容器４ａを備え、危険地区に設置された防爆型集線装置４０を設けた点が相違する。他の構成要素は第一実施形態と同様としてある。
したがって、図４において、図３と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図４は、本発明の危険地区における通信システムの第二実施形態を説明するための概略ブロック図を示している。
同図において、危険地区における通信システム１０ａは、第一実施形態と比較して、光・電気変換器５を取り外した無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａを使用し、無線ＬＡＮアクセスポイント２とＬＡＮケーブル８２を介して接続されたスイッチングＨＵＢ（スター型用集線装置）９，このスイッチングＨＵＢ９と接続された光・電気変換器５，及び，スイッチングＨＵＢ９と光・電気変換器５を収納し、耐圧防爆構造とした密閉容器４ａを備え、危険地区に設置された防爆型集線装置４０を設けた点が相違する。他の構成要素は第一実施形態と同様としてある。
したがって、図４において、図３と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
防爆型集線装置４０の密閉容器４ａは、電波を透過させる必要がないので、ガラス窓などが設けられていない、大型の金属製の密閉容器としてある。
ここで、大型としたのは、無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａを増設する際、増設する分の光・電気変換器５及びスイッチングＨＵＢ９を収納できるようにするためである。なお、光・電気変換器８１と光・電気変換器５を接続する光マルチケーブル８３は、増設する無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａの分だけ余分に、密閉容器４ａの内部に予め配線されている。このようにすると、防爆型集線装置４０を利用して、無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａを容易に増設することができる。
ここで、大型としたのは、無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａを増設する際、増設する分の光・電気変換器５及びスイッチングＨＵＢ９を収納できるようにするためである。なお、光・電気変換器８１と光・電気変換器５を接続する光マルチケーブル８３は、増設する無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａの分だけ余分に、密閉容器４ａの内部に予め配線されている。このようにすると、防爆型集線装置４０を利用して、無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａを容易に増設することができる。
スイッチングＨＵＢ９は、通信速度と通信モードを手動で変更できるスイッチングポートを装備したＨＵＢとしてある。なお、本実施形態では、光・電気変換器５とスイッチングＨＵＢ９を設ける構成としてあるが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、スイッチングＨＵＢを内蔵した光・電気変換器を設ける構成としてもよい。
このように、本実施形態の通信システム１０ａによれば、複数（たとえば、５台）の無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａが、数１００ｍ四方のエリアに点在し、このエリアと無線ＬＡＮサーバー８が数ｋｍ離れている場合、上記エリアのほぼ中央に防爆型集線装置４０を設置し、光・電気変換器８１と光・電気変換器５を光マルチケーブル８３で接続し、かつ、各スイッチングＨＵＢ９と無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａをＬＡＮケーブル８２で接続することができる。すなわち、数ｋｍの距離に対し光マルチケーブル８３による光通信を行うことができるので、信号増幅器などを設ける必要がなく、かつ、光マルチケーブル８３の敷設を容易に行うことができる。また、各無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａに対しては、防爆型集線装置４０との間にＬＡＮケーブル８２を敷設すればよく、通信システム１０ａの導入費用を削減することができる。
［危険地区における通信システムの第三実施形態］
図５は、本発明の危険地区における通信システムの第三実施形態を説明するための概略ブロック図を示している。
同図において、危険地区における通信システム１０ｂは、第二実施形態と比較して、防爆型集線装置４０の代わりに、スイッチングＨＵＢ９と、このスイッチングＨＵＢ９を収納し、耐圧防爆構造とした密閉容器４ｂとを備えた防爆型集線装置４０ｂを設け、さらに、ＬＡＮケーブル８２を介して、無線ＬＡＮサーバー８とスイッチングＨＵＢ９を接続し、光・電気変換器８１の代わりに、ＨＵＢ９ｂを設けた点が相違する。他の構成要素は第二実施形態とほぼ同様としてある。
したがって、図５において、図４と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図５は、本発明の危険地区における通信システムの第三実施形態を説明するための概略ブロック図を示している。
同図において、危険地区における通信システム１０ｂは、第二実施形態と比較して、防爆型集線装置４０の代わりに、スイッチングＨＵＢ９と、このスイッチングＨＵＢ９を収納し、耐圧防爆構造とした密閉容器４ｂとを備えた防爆型集線装置４０ｂを設け、さらに、ＬＡＮケーブル８２を介して、無線ＬＡＮサーバー８とスイッチングＨＵＢ９を接続し、光・電気変換器８１の代わりに、ＨＵＢ９ｂを設けた点が相違する。他の構成要素は第二実施形態とほぼ同様としてある。
したがって、図５において、図４と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
本実施形態のスイッチングＨＵＢ９は、信号増幅機能を備えており、ＬＡＮケーブル８２による中継距離を、最大で１００ｍ程度とすることができる。したがって、中継距離が長い場合には、必要な分だけ防爆型集線装置４０ｂをＬＡＮケーブル８２の間に接続することにより、遠方の無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａと接続することができる。また、本実施形態の通信システム１０ｂは、比較的小規模な危険地区に対して有効である。
また、上記通信システム１０，１０ａ，１０ｂは、危険地区が製油所や石油化学プラントである場合には、複数の製造設備の運転データ，設備管理の履歴データ，現場操作作画情報，監視用画像情報，音響情報等の大量のデータを、危険地区と非危険地区との間で密に通信することができるので、これらのデータにもとづいてプラントを精度よく管理することができる。したがって、プラントをさらに高いレベルで安全かつ効率よく稼働させることが可能となるとともに、災害時などにおけるプラントの安全性をより向上させることができる。
また、危険地区内における現場業務や設備の保守管理業務において、計測室や事務室（非危険地区）と現場（危険地区）との間で、大量のデータ（情報）を容易に通信することができるので、これら業務の作業効率を大幅に向上させることができる。
また、危険地区内における現場業務や設備の保守管理業務において、計測室や事務室（非危険地区）と現場（危険地区）との間で、大量のデータ（情報）を容易に通信することができるので、これら業務の作業効率を大幅に向上させることができる。
以上、本発明の無線ＬＡＮ防爆型中継器及び危険地区における通信システムについて、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係る無線ＬＡＮ防爆型中継器及び危険地区における通信システムは、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、無線ＬＡＮ防爆型中継器１は、設置台に載置した状態で固定する構造としてあるが、図示してないが、無線ＬＡＮ防爆型中継器１を上下逆さまに引っくり返して、脚部によって支持された天板の下面に固定してもよく、このようにすると、上方からの落下物により円筒部４１が破損するといった不具合を効果的に防止することができる。
例えば、無線ＬＡＮ防爆型中継器１は、設置台に載置した状態で固定する構造としてあるが、図示してないが、無線ＬＡＮ防爆型中継器１を上下逆さまに引っくり返して、脚部によって支持された天板の下面に固定してもよく、このようにすると、上方からの落下物により円筒部４１が破損するといった不具合を効果的に防止することができる。
また、例えば、無線ＬＡＮ防爆型中継器１は、円筒部４１を介して、電波を透過させる構成としてあるが、この構成に限定されるものではない。図示してないが、立方体状の金属容器の側面に、平面アンテナ３を収納する開口部を設け、この開口部をアクリル板で閉止する構成としてもよく、このようにすると、構造を単純化できるとともに、機械的強度の弱い電波透過材料の使用量が低減されるので、無線ＬＡＮアクセスポイントの全体的な機械的強度を向上させることができる。
以上説明したように、本発明の無線ＬＡＮ防爆型中継器及び危険地区における通信システムは、製油所や石油化学工場などのプラントに限定されるものではなく、たとえば、防爆機器を必要とする装置産業全般に対して、有効に適用することができる。
１ 無線ＬＡＮ防爆型中継器
２ 無線ＬＡＮアクセスポイント
３ 平面アンテナ
４，４ａ，４ｂ 密閉容器
５ 光・電気変換器
６ ＡＣアダプタ
８ 無線ＬＡＮサーバー
９ スイッチングＨＵＢ
９ｂ ＨＵＢ
１０，１０ａ，１０ｂ 危険地区における通信システム
４０，４０ｂ 防爆型集線装置
４１ 円筒部
４２ 基部
７１ 電源ケーブル
７２ 光ケーブル
７３ 電源ケーブル
７４ 同軸ケーブル
７５ ＵＴＰケーブル
８０ 計測室
８１ 光・電気変換器
８２ ＬＡＮケーブル
８３ 光マルチケーブル
４２１ 上蓋
４２２ ケーブル孔
４２３ 封止手段
２ 無線ＬＡＮアクセスポイント
３ 平面アンテナ
４，４ａ，４ｂ 密閉容器
５ 光・電気変換器
６ ＡＣアダプタ
８ 無線ＬＡＮサーバー
９ スイッチングＨＵＢ
９ｂ ＨＵＢ
１０，１０ａ，１０ｂ 危険地区における通信システム
４０，４０ｂ 防爆型集線装置
４１ 円筒部
４２ 基部
７１ 電源ケーブル
７２ 光ケーブル
７３ 電源ケーブル
７４ 同軸ケーブル
７５ ＵＴＰケーブル
８０ 計測室
８１ 光・電気変換器
８２ ＬＡＮケーブル
８３ 光マルチケーブル
４２１ 上蓋
４２２ ケーブル孔
４２３ 封止手段
Claims (7)
- 製油所や石油化学工場の危険地区に設置され、所定の情報を送信及び／又は受信するための無線ＬＡＮ防爆型中継器であって、
無線ＬＡＮにより、送受信機との間を接続する無線ＬＡＮアクセスポイントと、
この無線ＬＡＮアクセスポイントと接続された一又は二以上の平面アンテナと、
少なくとも一部に、前記平面アンテナが送受信する電波を透過する電波透過材料を使用し、かつ、前記無線ＬＡＮアクセスポイント及び平面アンテナを収納し、耐圧防爆構造とした密閉容器と
を備え、
前記密閉容器が、
一端が半球状に形成され、他端が開放された、前記電波透過材料からなる円筒部と、
この円筒部の前記他端と連結される金属製の基部と、
前記基部に取り付けられ、該基部の内部を密閉する金属製の蓋と
を有し、
前記円筒部に前記平面アンテナを収納し、前記基部に前記無線ＬＡＮアクセスポイントを収納したことを特徴とする無線ＬＡＮ防爆型中継器。 - 前記平面アンテナを二以上収納し、これら二以上の平面アンテナを、Ｌ字状又は多角形状に配設したことを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮ防爆型中継器。
- 前記密閉容器の基部に、前記無線ＬＡＮアクセスポイントと接続され、電気信号と光信号を双方向又は一方向に変換する光・電気変換器を収納したことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線ＬＡＮ防爆型中継器。
- 前記密閉容器の基部に、ＡＣアダプタを収納したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の無線ＬＡＮ防爆型中継器。
- 製油所や石油化学工場の危険地区に設置された送受信機と、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線ＬＡＮ防爆型中継器と、
非危険地区に設置された無線ＬＡＮサーバーと、
この無線ＬＡＮサーバーと接続され、電気信号と光信号を双方向又は一方向に変換する、前記非危険地区に設置された光・電気変換器と、
前記非危険地区に設置された光・電気変換器と前記無線ＬＡＮ防爆型中継器に収納された光・電気変換器とを接続する光ケーブルと
を具備したことを特徴とする危険地区における通信システム。 - 製油所や石油化学工場の危険地区に設置された送受信機と、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線ＬＡＮ防爆型中継器と、
前記無線ＬＡＮアクセスポイントとＬＡＮケーブルを介して接続されたスイッチングＨＵＢ，このスイッチングＨＵＢと接続され、電気信号と光信号を双方向又は一方向に変換する光・電気変換器，及び，前記スイッチングＨＵＢと前記光・電気変換器を収納し、耐圧防爆構造とした密閉容器を備え、前記危険地区に設置された防爆型集線装置と、
非危険地区に設置された無線ＬＡＮサーバーと、
この無線ＬＡＮサーバーと接続され、電気信号と光信号を双方向又は一方向に変換する、前記非危険地区に設置された光・電気変換器と、
前記非危険地区に設置された光・電気変換器と前記防爆型集線装置に収納された光・電気変換器とを接続する光ケーブルと
を具備したことを特徴とする危険地区における通信システム。 - 製油所や石油化学工場の危険地区に設置された送受信機と、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線ＬＡＮ防爆型中継器と、
前記無線ＬＡＮアクセスポイントとＬＡＮケーブルを介して接続されたスイッチングＨＵＢ，及び，前記スイッチングＨＵＢを収納し、耐圧防爆構造とした密閉容器を備え、前記危険地区に設置された防爆型集線装置と、
非危険地区に設置された無線ＬＡＮサーバーと、
この無線ＬＡＮサーバーと接続され、前記非危険地区に設置されたＨＵＢと、
前記非危険地区に設置されたＨＵＢと前記防爆型集線装置に収納されたスイッチングＨＵＢとを接続するＬＡＮケーブルと
を具備したことを特徴とする危険地区における通信システム。
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