課題
事後保全から予知保全へ
軸受や歯車の故障は通常、数週間前から兆候が現れますが、発見されるのは異音、発熱、停止によってであり、計画外停止のコストは部品そのものよりはるかに大きくなります。予知保全では定量的な指標で劣化の進行速度を追跡し、ゾーンが許容できなくなる前に修理を計画することで、停止を突発的な事故から予定された作業に変えます。
ISO 10816 / 20816
機械振動に関する国際規格で、RMS速度からゾーンA～Dを判定します。共通の規格があることで、判定が個人の意見に左右されなくなります。
10～1000 Hz
アンバランス、ミスアライメント、ゆるみをカバーする標準の評価帯域です。判定が成り立つには、センサの帯域がこの範囲を完全にカバーしている必要があります。
3軸
1か所の取付けでラジアル方向とアキシャル方向をカバーするため、軸ごとに取付けを繰り返す必要がなく、工数とセンサ数の両方を削減できます。
アーキテクチャ
センサ、ゲートウェイ、上位システム
特徴量はセンサ内で算出し、ISO判定はゲートウェイで行い、上位システムは結果を利用するだけです。各層がそれぞれの役割を担うため、状態監視を導入しても既存の監視ロジックを書き換える必要はありません。
現場・センサ
HY-VTシリーズセンサ
HY-VT2000 / VT3K / VT5K
3軸振動＋温度
特徴量をセンサ内で算出
M12ケーブル1本
1ポートに複数センサ
3機種を1台のゲートウェイに混在可能
重要機械には3K / 5K
RS-485
Modbus RTU
6ポート並列
ETH-VHS-A2N
振動監視ゲートウェイ
絶縁RS-485×6、個別スケジュール
ISO 10816-3ゾーン・ヘルススコア
トレンドバッファ・アラーム・監査ログ
内蔵Webインターフェース
インストール不要、ライセンス不要、4言語対応
判定基準セットHOYAN-CBM v1.1
ISOゾーン表12種・境界値24個
オフライン時はバッファとTFカードに記録
10/100
Ethernet
Modbus TCP
MQTT・HTTP
上位システム
Webブラウザ
内蔵UIに直接アクセス
FluxLiveVHS-Viewer
複数ゲートウェイのウォール監視
VibrationHealthSystem
デスクトップでのスペクトル・トレンド解析
SCADA / PLC / MES
Modbus TCPで判定結果を読み取り
設計思想
判定はエッジで実行
ISOゾーンとヘルススコアは、上位へ渡して後から算出するのではなく、ゲートウェイ内で算出します。この1つの選択が、状態監視の導入コストを左右します。
上位ロジックの書き換え不要
既存のSCADAは結果を購読するだけで、スペクトル処理のロジックを追加する必要はありません。10年稼働している監視システムでは、これが決め手になることも少なくありません。
ネットワーク停止時も動作
判定はクラウドサービスや上位PCに依存しません。トレンドバッファとTFカードのログは障害中も記録を継続するため、測定記録に欠落が生じません。
帯域は結果の送信に使用
上位へ送られるのはゾーン、ヘルススコア、アラームイベントであり、生波形ではありません。工場間やセルラー回線経由では、この差は大きくなります。
HOYAN-CBM v1.1
3層の評価アーキテクチャ
ISO 10816 / 20816シリーズが答えるのは「この機械の全体振動は大きすぎるか」という1つの問いです。問題があることは示せても、それが何かは示せません。HOYAN-CBMはISOの上に診断層を追加し、同様に重要な点として、どの層が規格に基づき、どの層がエンジニアリング上の経験に基づくかを明示しています。判定基準セットは内部フラッシュに保持され、ファームウェアに同梱されます。TFカード、PCソフトウェア、追加ライセンスは不要です。
L0 ゾーン判定（根拠：国際規格）
「振動はどの程度か」に答えます。境界値はISO 10816-3 / ISO 10816-1からそのまま採用しており、12の表と24の境界値のすべてが検証可能です。
L1 特徴量による兆候表示（根拠：エンジニアリング上の経験）
「何が悪い可能性があるか」に答えます。クレストファクタ、尖度、歪度、軸回転次数成分が進行中の故障を示唆します。ISOはこれらの量に限界値を定めていないため、この層はHOYANがエンジニアリング上の経験に基づいて定義しており、ルールは計12個です。
L2 ベースライン比較（予定）
「自身と比べてどれだけ変化したか」に答えます。168時間の学習期間を設け、今後のファームウェアでリリース予定です。
L1が重要な理由
全体値による方法の2つの盲点
初期の故障は全体値を上昇させません。軸受の小さなはく離はピークが高くエネルギーの低い衝撃を生じるため、RMS速度はほとんど変化しません。クレストファクタや尖度が存在するのはまさにこのためです。2つ目の盲点は、同じ全体値でも原因が異なりうることです。3.0 mm/sはアンバランス、ミスアライメント、ゆるみのいずれの場合もあり、軸回転次数ルール（1× / 2× / 0.5×）はそれらを見分ける最も低コストな方法です。L1は以下の状態を示唆できますが、最終的な判定は、トレンドとスペクトルを解釈する有資格者に委ねられます。
アンバランス
ミスアライメント
機械的ゆるみ
軸受の初期故障
顕著な衝撃
ギア異常
ラビング（接触）
転がり軸受の異常
すべり軸受のオイルホワール
判定の根拠
ゾーン対応範囲と評価の優先順位
評価の優先順位は、カスタムしきい値 > センサが報告するゾーン > 内蔵の12テーブルです。センサの値が常に優先され、内蔵テーブルはネットワーク断時やゾーンが報告されない場合のフォールバックとなります。
ISO 10816-3 Group 1～4（8テーブル）
各グループについて剛支持と弾性支持を用意し、300 kW超の大型機、15～300 kWの中型機、および駆動機が別置き・一体型のポンプをカバーします。
ISO 10816-1 Class I～IV（4テーブル）
専用のISO規格パートがない機械向けです。この分類はISO 2372:1974に由来し、機械を分類しないISO 20816-1:2016に置き換えられているため、Groupテーブルの設定を推奨します。
カスタムしきい値（無制限）
現場の経験に基づいて設定し、最も高い優先順位を持ちます。同じ機種でも基礎が異なれば、異なる値が妥当となります。
管理指標
ヘルススコア0～100
スコアは絶対的なmm/s値ではなく、各機械固有のISOゾーン境界からマッピングされるため、グループや規模の異なる機械を直接比較・順位付けできます。これはHOYANの管理・概観用の指標であり、ISO規格にこのようなスコアの定義はありません。判断の決め手は、ゾーン判定と専門家による解釈です。
A | 100～85 | 良好
ISOゾーンAです。新規に据え付けた機械や良好な状態の機械がここに該当します。
B | 85～60 | 許容
ゾーンBです。長期運転に適していますが、トレンドの傾きには注意が必要です。
C | 60～30 | 注意
ゾーンCです。点検・修理を計画する時期であり、長期間の運転は推奨しません。
D | 30～0 | 許容不可
ゾーンDです。損傷を引き起こすほど振動が激しく、速やかな対処が必要です。
内蔵インターフェース
インストール不要、ライセンス不要
完全な監視Webアプリケーションがゲートウェイに内蔵されています。ブラウザだけで、リアルタイム監視、トレンド照会、アラーム処理、設定が行えます。繁体字中国語、簡体字中国語、英語、日本語をその場で切り替えられ、ダーク／ライトの両テーマを選択できます。キオスク全画面モードは工場現場の壁面ディスプレイに適しています。
ダークテーマ — 4台すべてがゾーンA、ヘルススコア84～85。スクリーンショットは開発版のもので、出荷時のファームウェアが優先されます。
ライトテーマ — 2台がゾーンCに移行し、カードが警告色に変わってアラーム発生源を表示しています。
リアルタイムダッシュボード
各センサのISOゾーン、ヘルス状態とスコア、RMS速度、クレストファクタ、機械表面温度を表示します。ゾーンバーは、AからDの間の現在位置を示します。
トレンド
トレンドのスパークラインを内蔵。停止中やオフラインの期間は網掛け表示され線で結ばれないため、「データなし」を「レベルが低下した」と誤読することがありません。
レイアウトと表示
カード表示またはリスト表示、ライトまたはダークテーマ、並び順の選択、キオスク全画面モードに対応します。
言語とステータス
4言語をその場で切り替え可能です。ヘッダーにゲートウェイの接続状態と最終更新時刻を表示するため、画面が静止しているのか接続が切れているのかを判別できます。
ソフトウェア
3段階の監視・解析
ゲートウェイが1台なら内蔵インターフェースだけで十分です。複数台ある場合はマルチステーションビューアを、診断が必要な場合にのみデスクトップアプリケーションを追加します。各段階は、最初からまとめて購入するのではなく、必要になった時点で追加できます。
FluxLiveVHS-Viewer — 4台のゲートウェイを1画面に表示。オフラインのステーションは破線の枠で示され、各ステーションはそれぞれのカード／リスト表示とテーマを保持します。
VibrationHealthSystemのスペクトル解析 — スペクトル履歴の3Dウォーターフォールにより、時間とともに増大する成分が明らかになります。開発版。
内蔵インターフェース（ゲートウェイ1台）
全ユニットに内蔵され、ブラウザから直接アクセス：リアルタイム監視、トレンド照会、アラーム処理、設定。インストール不要、ライセンス不要。
FluxLiveVHS-Viewer（複数ゲートウェイ）
FluxLiveCenter-Viewerのアーキテクチャをベースに、複数のゲートウェイを1画面に並べて表示します。各タイルはそのゲートウェイ自身のリアルタイム画面であり、データの複製ではないため、中央監視室と現場で2系統の数値が存在することはありません。サブネットスキャンによる機器の自動検出が可能です。無償版があり、アラームログと重大アラーム時の自動ズームはPro版の機能です。
VibrationHealthSystem（診断）
ゲートウェイが常時実行しない詳細解析を提供するPC側ソフトウェアです：オンデマンドのスペクトル取得、スペクトル履歴の3Dウォーターフォール、長期トレンドおよびベースライン解析。使用する判定基準セットはゲートウェイ上のものと同一です。
他社システム
既存のSCADA、PLC、MESがModbus TCPでゲートウェイの判定結果を直接読み取ります。HOYANのソフトウェアは不要です。
設計上のトレードオフ
スペクトル取得は常時ポーリングではなくオンデマンド
スペクトルデータは特徴量よりはるかに大きなデータです。1025本のスペクトルラインをページ転送で読み取るには約3.2 sかかり、その間、当該RS-485バスのポーリングは一時停止し、その後自動的に再開します。通常の監視は安定した更新周期を保ち、診断が必要なときだけバスの時間を使う設計です。中断が始まる前に、インターフェースが予想所要時間と影響範囲を表示するため、オペレータが画面が止まった理由に戸惑うことはありません。
シリアルポート
7ポート、それぞれに独立した役割
本機は7つのシリアルポート（RS-485×6、RS-232×1）を備え、各ポートに以下の役割を個別に割り当てられます。そのため1台のゲートウェイが、収集用マスターとして動作しながら、同時に上位システムに対するスレーブとしても動作できます。RS-485の各ポートは独自のスケジュールとバッファを持つため、1台のセンサのタイムアウトや脱落が他のセンサの更新周期に影響せず、長いバスを異なるボーレートの複数ポートに分割することもできます。
センサデータ収集
HY-VTシリーズセンサを能動的にポーリングし、特徴量、ISOゾーン、有効フラグを取得します。RS-485 1～6で使用可能。
コンテキストデータ収集
回転数計、電流計、温度調節器などの他社製Modbusスレーブを読み取り、判定とトレンドのコンテキスト情報とします。RS-485 1～6で使用可能。
上位向けスレーブ
処理済みの状態データをModbus RTUスレーブとして既存のPLCやHMIに提供します。RS-485 1～6およびRS-232で使用可能。
ブリッジ（透過）
双方向のシリアル－Ethernetトンネリングにより、従来のシリアルデバイスサーバ機能を維持します。全ポートで使用可能で、RS-232の工場出荷時設定です。
無効
ポートを停止し、ポーリングスケジュールから除外します。全ポートで使用可能。
システム連携
1台で2つの役割
本機はETH-A2Nシリアルデバイスサーバのプラットフォームを継承しているため、振動監視に加えて、データ配信とシリアル連携の機能をすべて備えています。1台のゲートウェイで、判定結果のクラウド送信、ポーリングによる既存SCADAへのデータ提供、既存シリアル機器の透過接続を同時に行えます。1つのデータストリームを複数の送信先へ同時に届けられるため、外部の分配器は不要で、クラウド接続のために既存のポーリング構成を手放す必要もありません。
MQTTノースバウンド
測定値、ISOゾーン、ヘルススコア、アラームイベントを、TLSと証明書管理に対応してパブリッシュします。クラウドプラットフォーム、IoTデータレイク、複数工場にまたがる監視向け。
Modbus TCPマッピング
センサのレジスタをゲートウェイのModbus TCPアドレス空間にマッピングするため、上位システムは単一のIPをポーリングするだけです。既存のSCADAやHMIが、現場機器を変更することなく直接読み取れます。
Modbus RTUスレーブ
処理済みの状態データを、シリアルポート経由で既存のPLCやHMIに提供します — ネットワーク接続のない旧設備や閉じたセグメント向け。
透過ブリッジ
TCPサーバ、TCPクライアント、UDPによる双方向のシリアル－Ethernetトンネリング。既存のシリアル機器を、プロトコルはそのままでネットワークに接続します。
サイバーセキュリティ
IEC 62443-4-2の考え方に沿って設計したベースライン
ゲートウェイが工場ネットワークに接続されると、セキュリティ境界の一部となります。以下の対策は工場出荷時に有効化されており、追加の設定は不要です。パスワードがTFカードや内部設定に平文で保存されることはありません。
アカウントとログイン
3階層のRBAC（管理者／オペレータ／閲覧者）。パスワードはアカウントごとのランダムソルト付きSHA-256で保存され、初回ログイン時にデフォルトパスワードの変更が必須です。連続して失敗するとロックアウトされ残り時間が表示されます。ログインバナーは設定可能です。
セッションと監査
アイドルタイムアウトと絶対タイムアウトに加え、リアルタイムのセッション一覧と強制ログアウトに対応。ログイン、ログアウト、ロックアウト、設定変更、ファームウェア更新のイベントをすべて記録します。
設定とファームウェア
設定は2つのスロットに書き込まれるため、書き込みが中断された場合は最後の完全な設定にロールバックします。OTA更新はバックアップイメージを持ち、更新失敗や電源断の後も自動的に復旧します。CONFIGボタンで工場出荷時設定に戻せます。
設置
取付けと配線
外形寸法は端子とDINクリップを除いて105×118×60 mm、質量は約650 gで、35 mm DINレール（EN 60715）または壁面に取り付けます。金属筐体はIP30で屋内専用、動作範囲は−25～+70 °C、5～95 % RH（結露なきこと）です。電源は9～36 V DC、最大5.4 Wで、5ピン端子台は冗長二重電源に対応し、Gはシャーシ接地端子です。盤の接地バーに最短経路で接続してください。RS-485側は、ゲートウェイのRX+をセンサM12のピン2（A+）へ、TX−をピン4（B−）へ、GNDをピン3へ接続します。センサ電源は外部から供給し、ケーブルシールドはコネクタ本体に接続して1点のみで接地し、バスの両端に120 Ωの終端を取り付けます。TFカードスロット（microSD最大32 GB、FAT32）とUSB-C保守ポートを備え、パネルにはPOWER、COM、ALARMのLEDとRESET、CONFIGボタンを配置しています。
用途
モーター・ポンプ設備
ファン・送風機
ギアボックス
冷却塔・チラー
コンプレッサー室
船舶補機
工作機械の主軸
施設の機械室
既存PLC／SCADAとの連携
