危険な産業施設に危険区域通信システムを導入することは、大きなエンジニアリング上の課題です。導入を成功させるには、正確な危険度評価、既存の産業ネットワークとの円滑な統合、予算とコストの厳格な管理が必要です。
本記事では、危険区域通信システムで特に重要な点を取り上げます。
- 各種適合規格
- 用途に基づく製品選定ルール
- 既存通信システムとの統合方法
- 長期的なライフサイクルコストを抑える方策
危険区域通信に関する規制と規格
危険区域向け通信機器の調達には、国際および地域の認証枠組みを厳格に遵守する必要があります。
ATEX、IECEx、NEC
ATEX は欧州連合内の爆発性雰囲気に関する必須規制枠組みであり、 IECEx はIEC規格に基づく、世界的に認知された認証制度です。
北米では、 米国電気工事規程（NEC） がクラスおよびディビジョン方式を定めています。
国際プロジェクトでは、複数の国際拠点における適合性確認を簡素化できるため、IECExが強く推奨されます。調達仕様書を作成する際、エンジニアは現場要件を正確に対応付ける必要があります。
- Zone 0 / Class I, Div 1: 連続して危険が存在します。Category 1 / Ex ia機器が必要です。
- Zone 1 / Class I, Div 1: 危険が断続的に存在します。Category 2 / Ex db、Ex ib、またはEx e機器が必要です。
- Zone 2 / Class I, Div 2: 異常時に危険が存在します。Category 3 / Ex ic、Ex nA機器が必要です。
IP等級（NEMA）の重要な役割
ATEXおよびIECExは機器が着火源にならないことを認証しますが、侵入保護（IP）等級は、機器が実際に過酷な環境に耐えられることを示します。船舶、洋上石油リグ、化学処理工場では、通信システムは高圧洗浄、腐食性の強い粉じん、極端な気象条件にさらされます。
調達仕様書を作成する際、エンジニアは危険区域分類に加え、厳格な環境等級を指定する必要があります。
- IP66 (NEMA 4X): 強力な噴流水や荒れた海から保護します。屋外産業設備および日常的に薬品洗浄を行う区域に必要な最低基準です。
- IP67 / IP68: 一時的または継続的な水没から保護し、過酷な海洋または鉱山用途に適しています。
エンジニアリング仕様：防爆（Ex d）と本質安全防爆（Ex i）
機器を選ぶ際、エンジニアは機械的封じ込めとエネルギー制限のどちらを採用するか決める必要があります。この判断は、設置費用、ケーブル設備、将来の保守手順に直接影響します。
機械的封じ込め（防爆 / Ex d）
防爆（Ex d） 機器は堅牢な筐体を用いて内部爆発を封じ込め、漏出するガスを冷却します。これらの機器は重量があり、堅牢な取付金具や専用の電線管またはケーブルグランドが必要になることがよくあります。
耐久性に優れる一方で、運用上の重要な注意点があります。保守時には機器の電源を切り、筐体を開ける前に「火気作業」許可またはガス安全確認許可を取得しなければなりません。
エネルギー制限（本質安全防爆 / Ex i）
本質安全防爆（Ex i） 機器は内部の電気エネルギーおよび熱エネルギーを、特定のガス混合物に着火できないレベルに制限します。本質安全防爆機器の主な運用上の利点は、通電状態で保守できることです。技術者は回路の電源を切ったり、無ガス許可を取得したりせずに、活線での機器交換、校正、トラブルシューティングを実施できるため、保守によるダウンタイムを大幅に削減できます。
状況に応じた機器選定
通信アーキテクチャの各構成品は、産業環境に耐えるために特定の技術要件を満たす必要があります。以下に主要機器の調達時に検討すべき点を示します。
産業用VoIP・アナログ電話機
防爆電話機 は現場と制御室を直接音声でつなぐ基盤となります。これらの機器を仕様化する際、エンジニアはATEX/IECEx証明書だけでなく、他の要件も確認してください。
- 筐体と耐久性： 高耐久筐体と、 耐候性等級 IP66以上を備え、薬品洗浄に耐えられるものを選びます。
- 音響性能： 騒音の大きい環境では、通話を聞き逃さないよう、ノイズキャンセリング受話器と大音量ベル、または視覚式点滅ビーコンが必要です。
- ネットワークプロトコル： 最新インフラへの移行にはネイティブSIP互換性が不可欠です。煩雑なアナログゲートウェイを介さず、PBXシステムへ直接統合できます。
構内放送・一般警報（PAGA）システム
効果的な 構内放送システム は、危険区域における緊急手順や日常の業務連絡に不可欠であり、端末、スピーカー、中央サーバーから成るシステム全体を構成します。
- 音響・視覚によるカバー範囲： スピーカーの音は周囲の機械騒音を上回る必要があるため、高出力のEx dホーンスピーカーが標準です。また、音声だけでは不十分な極端な騒音区域（90-100dB超）では、警報を聞き逃した場合にも確実に目視できるよう、ATEX認証済みの 視覚式点滅ビーコン （ストロボ）を併設する必要があります。
- マルチゾーンIP放送： IPベースのPAGAネットワークを利用すると、制御室から工場全体を一律に警報するのではなく、影響を受けた区域だけに特定の緊急音や音声メッセージを放送できます。
- システム冗長性： 安全上重要な用途では、アンプまたはネットワークコントローラーの単一障害点をなくすため、A+B冗長構成を調達仕様に定める必要があります。
緊急インターコム呼出ステーションと集合場所
堅牢な 緊急インターコム呼出ステーション は、主な通路、危険設備の近く、指定された集合場所に設置され、事故を即時に報告する手段となります。緊急時に真価を発揮するには、次のような設計機能が必要です。
- ハンズフリー・ワンタッチ操作： 緊急時には、作業員が負傷していたり、重装備のPPE（手袋、呼吸用保護具）を着用していたりする場合があります。端末には大きく照明付きのワンタッチSOSボタンを備え、ハンズフリーの全二重通信に対応させる必要があります。
- 音声処理： 制御室のオペレーターが轟音の機械音を上回って発信者の声を明瞭に聞き取れるよう、インターコムには高度な
- 自己監視： 最新のSIP緊急ステーションを利用すると、故障を自動監視できます。端末がネットワーク接続または電源を失うと、中央制御システムに即座に通知されるため、必要なときに機器が使えない状態を防げます。
腐食環境に適した材料の選定
前述のとおり、IP等級は機器が過酷な環境に耐える能力を示します。その能力を適切に確保するには、設置場所の化学的または環境的条件に耐えられる筐体およびハウジング材料が不可欠です。
調達・エンジニアリングチームは、設置場所固有の極端な環境条件に合わせて筐体材料を選定する必要があります。
- 銅フリーアルミニウム（ダイカスト）： 陸上の石油化学工場や製油所の多くで標準的な選択肢です。高い耐久性、効果的な放熱性、コスト効率のバランスに優れています。ただし、局所的な孔食を防ぐため、アルミニウムには耐久性の高い耐紫外線エポキシ粉体塗装を施してください。
- 316Lステンレス鋼： 洋上プラットフォーム（FPSO、掘削リグ）や重化学処理施設に最適な選択肢です。316Lは塩水噴霧腐食や強い工業薬品に対する優れた耐性を備えています。
- ガラス繊維強化プラスチック（GRP / SMC）： 強酸性環境や、非導電性・帯電防止筐体が必要な区域に適しています。GRPは軽量でさびず、幅広い薬品に対する耐性が高いため、特定のEx i（本質安全防爆）端末や軽工業区域では金属製筐体に代わる優れた選択肢です。
プロセス施設のシステム統合とネットワークアーキテクチャ
ITおよび計装・制御（I&C）エンジニアは、厳格な ネットワーク信頼性を維持しながら、レガシーインフラと最新のIPネットワークを接続する課題に直面します。
IPへの移行と高可用性の確保
最新の施設では、音声通信を産業用イーサネット基盤へ移行しています。危険区域では光ファイバーケーブルが強く推奨されます。電流が流れないため火花のリスクを排除しながら、長距離伝送に対応できます。
これらは安全上重要なシステムであるため、調達仕様には冗長ネットワークトポロジー（リング構成など）と堅牢なUPSバッテリーバックアップを定める必要があります。
DCSおよびF&Gシステムとの統合
安全性を最大化するには、通信端末を分散制御システム（DCS）および火災・ガス（F&G）パネルに直接統合する必要があります。
無電圧接点または産業用プロトコルを利用すると、F&Gシステムの警報をトリガーとして、PAGAシステムから録音済みの避難放送を自動的に流し、 消火活動 および人員の安全手順を迅速に実行できます。
危険区域通信チェックリスト
次回の調達仕様書または提案依頼書（RFP）を作成する際は、以下の技術チェックリストを使用してください。
- 区域分類を確認する： 正確なZone（0/1/2）またはClass/Divisionと、固有のガスグループ（例：IIB、IIC）を特定します。
- 認証を確認する： 設置対象に適した有効なATEX、IECExまたは地域の同等認証を求めます。
- 環境の極限条件を定義する： 必要なIP等級（IP66/IP67）、動作温度範囲、耐腐食材料（例：316L SS、GRP）を指定します。
- 音響要件： 必要なスピーカー出力またはノイズキャンセリングマイク技術を指定するため、周囲騒音レベル（dB）を記録します。
- ネットワーク相互運用性： 必要なプロトコル（例：SIP 2.0、PoE対応）とPBX/DCS互換性を明記します。
- 取付アクセサリーを確認する： ケーブルグランドなどのアクセサリーも、主機器と同じ規制基準に適合する必要があります。
- ベンダーSLA： MTBF、保証条件、長期的なスペアパーツ供給保証に関する資料を求めます。
Joiwo：認証取得済み通信機器メーカーとともにプロジェクトを安全に
危険環境向け通信機器の調達では、厳格な安全規制への適合と複雑なIT統合のバランスが求められます。この要求に応えるには、確かな実績を持つパートナーが必要です。
Joiwoは、防爆電話機、SIP対応インターコム、統合PAGAシステムなどを提供しています。製品は幅広い認証を取得しており、 ATEX、UL、CE、FCC、CCC、RoHS、CNEXに加えて、厳格な IP65、IP67、IP68 の耐候性等級を備えています。
また、当社の製造工程は ISO9001、ISO14001、ISO45001 の認証を取得しており、防爆・防水通信設計に関する複数の独自特許を保有しています。
世界各国の認証に関する当社の全ポートフォリオはこちらをご覧ください または 本日、当社のエンジニアリングチームにお問い合わせください 次のプロジェクト向けに、適合性を確保しコスト効率にも優れた通信アーキテクチャを設計します。
