159
Standard of Japan Electronics and Information Technology Industries Association Standard for Operating Conditions of Industrial Computer Control System Standard for Operating Conditions of Industrial Computer Control System WG Managing Committee on Electronic Equipment and Information Technology Standardization Japan Electronics and Information Technology Industries Association JEITA IT - 1004 JEIDA-63-2000

JEITA IT 10042.試験用ダスト規格 134 参考資料-3 震度階と加速度の関係についての考察(試算) 143 1.1949年当時の考え方(1949 2.1996年気象庁震度階級と加速度の関係

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  • 電子情報技術産業協会規格

    Standard of Japan Electronics and Information Technology Industries Association

    Standard for Operating Conditions of Industrial Computer・Control System

    1979年2月制定2007年3月改正

    作  成

    情報システム部会

    産業用情報処理・制御機器設置環境基準改定WGStandard for Operating Conditions of Industrial Computer・Control System WG

    情報処理標準化運営委員会Managing Committee on Electronic Equipment and Information Technology Standardization

    発  行

    社団法人 電子情報技術産業協会Japan Electronics and Information Technology Industries Association

    JEITA IT-1004

    産業用情報処理・制御機器設置環境基準

    (旧JEIDA-63-2000)

  • i

    目 次

    まえがき

    1.総 論 ……………………………………………………………………………………………… 1

    1.1 適用範囲 ……………………………………………………………………………………… 1

    1.2 環境のクラス分けと機器の耐環境性のクラス分け ……………………………………… 4

    1.3 機器と環境の適合 …………………………………………………………………………… 6

    1.4 環境と信頼性 ………………………………………………………………………………… 8

    1.5 環境と省エネルギー対策 …………………………………………………………………… 8

    1.6 本基準の適用 ………………………………………………………………………………… 8

    2.温度・湿度 …………………………………………………………………………………………… 9

    2.1 温度,湿度による影響 ……………………………………………………………………… 9

    2.2 クラス分け …………………………………………………………………………………… 10

    2.3 輸送,保管の期間 …………………………………………………………………………… 12

    2.4 記録媒体 ……………………………………………………………………………………… 13

    2.5 温度,湿度の管理 …………………………………………………………………………… 13

    2.6 空調設備導入時の留意点 …………………………………………………………………… 14

    3.供給電源 ……………………………………………………………………………………………… 16

    3.1 供給電源のクラス分け ……………………………………………………………………… 16

    3.2 供給電源の出力容量の選定 ………………………………………………………………… 17

    3.3 供給電源の安定化 …………………………………………………………………………… 18

    3.4 供給電源および給電方法の留意事項 ……………………………………………………… 20

    3.5 その他 ………………………………………………………………………………………… 24

    4.接 地 ……………………………………………………………………………………………… 25

    4.1 接地のクラス分け …………………………………………………………………………… 25

    4.2 接地の考え方 ………………………………………………………………………………… 27

    4.3 ラインフィルタ使用上の注意 ……………………………………………………………… 29

    4.4 分散システム,遠隔設置機器間等の接地 ………………………………………………… 29

    4.5 電源線,筐体,信号線の接地方法 ………………………………………………………… 30

    5.ノイズ ………………………………………………………………………………………………… 32

    5.1 静電気 ………………………………………………………………………………………… 33

  • ii

    5.2 電磁界 ………………………………………………………………………………………… 36

    5.3 サージ(雷サージ) ………………………………………………………………………… 41

    5.4 ACラインノイズ(誘導性負荷) …………………………………………………………… 44

    5.5 フィールドノイズ測定機器の紹介 ………………………………………………………… 46

    6.振動・衝撃 …………………………………………………………………………………………… 48

    6.1 振動・衝撃による影響 ……………………………………………………………………… 50

    6.2 加速度振幅と変位振幅の関係 ……………………………………………………………… 52

    6.3 振動・衝撃の分類とクラス分け …………………………………………………………… 53

    6.4 振動・衝撃対策 ……………………………………………………………………………… 60

    6.5 測定機器 ……………………………………………………………………………………… 62

    7.塵 埃 ……………………………………………………………………………………………… 64

    7.1 塵埃の問題点 ………………………………………………………………………………… 64

    7.2 塵埃の条件 …………………………………………………………………………………… 65

    7.3 塵埃対策 ……………………………………………………………………………………… 66

    8.腐食性ガス …………………………………………………………………………………………… 69

    8.1 腐食性ガスによる影響 ……………………………………………………………………… 69

    8.2 腐食性ガスの種類 …………………………………………………………………………… 69

    8.3 大気腐食に関与する他の因子 ……………………………………………………………… 72

    8.4 腐食性ガス環境のクラス分け ……………………………………………………………… 73

    8.5 大気腐食因子の測定 ………………………………………………………………………… 75

    8.6 情報処理・制御機器システムの腐食性ガス対策 ………………………………………… 77

    8.7 大気汚染状況 ………………………………………………………………………………… 80

    9.安全対策 ……………………………………………………………………………………………… 83

    9.1 情報処理・制御機器の安全対策 …………………………………………………………… 83

    9.2 防火対策 ……………………………………………………………………………………… 87

    9.3 防水対策 ……………………………………………………………………………………… 94

    9.4 セキュリティ対策 …………………………………………………………………………… 95

    9.5 入退室管理 …………………………………………………………………………………… 97

    9.6 鼠害,虫対策 ………………………………………………………………………………… 99

    10.人間工学的観点での環境対策 ……………………………………………………………………… 100

  • iii

    10.1 騒音 …………………………………………………………………………………………… 100

    10.2 照明対策 ……………………………………………………………………………………… 104

    10.3 温湿度環境 …………………………………………………………………………………… 106

    10.4 VDT(Visual Display Terminal )作業環境 ……………………………………………… 106

    11.地震対策 ……………………………………………………………………………………………… 109

    11.1 地震対策の目的 ……………………………………………………………………………… 109

    11.2 設備の地震対策 ……………………………………………………………………………… 109

    11.3 機器室の地震対策 …………………………………………………………………………… 112

    11.4 機器の地震対策 ……………………………………………………………………………… 114

    11.5 長周期地震動対策 …………………………………………………………………………… 116

    参考資料-1 機器のノイズ耐力試験方法の紹介 …………………………………………………… 118

    1.静電気 ……………………………………………………………………………………………… 118

    2.放射無線周波電磁界(電界) …………………………………………………………………… 121

    3.無線周波電磁界によって誘導された伝導妨害(連続波伝導ノイズ) ……………………… 124

    4.磁界(交流磁界) ………………………………………………………………………………… 127

    5.サージ(雷サージ) ……………………………………………………………………………… 128

    6.電気的ファストトランジェント/バースト波ノイズ(EFT/B) …………………………… 131

    参考資料-2 塵埃測定方法および集塵装置 ………………………………………………………… 134

    1.浮遊塵埃の測定方法の分類 ……………………………………………………………………… 134

    2.試験用ダスト規格 ………………………………………………………………………………… 134

    参考資料-3 震度階と加速度の関係についての考察(試算) …………………………………… 143

    1.1949年当時の考え方(1949年気象庁震度階級と加速度の関係) …………………………… 143

    2.1996年気象庁震度階級と加速度の関係 ………………………………………………………… 144

    3.考察 …………………………………………………………………………………………… 150

  • iv

    まえがき 「産業用情報処理・制御機器設置環境基準」JEIDA-63-2000は平成12年7月に

    JEIDA-29「工業用計算機設置環境基準」から上記のように名称を変更して以来,約6年が経

    過した。その間の技術変化・進歩は著しく,平成12年の改定時に対象でない機器,設置環境の変化、

    国際規格の設定等があった。そこで平成18年度(社)電子情報技術産業協会では情報システム部会

    に産業用情報処理・制御機環境基準改定ワーキンググループを設け,見直し・改定を行ってきた。

    A.改定の主旨

    昭和54年2月に制定,発行された「工業用計算機設置環境基準」JEIDA-29は,昭和57年2月に第一

    回の改定版を,平成2年5月に第二回の改定版を行い,生産システム委員会・工業用計算機設置環境

    WG(委員長・東京農工大・仁田周一氏)のもとに 平成12年7月に名称を「JEIDA―63産業

    用情報処理・制御機器設置環境基準」に変更した第三回の改定版を発行し現在に至っている。

    その間,本基準はユーザ,メーカの利用度が高く,当協会に対する問合せ,意見が寄せられることが

    多い状態で今日に至っている。ここ6年間の技術の進歩は急速で,新しい原理に基づく機器が開発さ

    れ利用されていること,マルチメディアに代表される新しいシステム環境が創出されていること,およ

    び情報機器に対する国際/国内規格が多く制定されていること等々,周囲状況が変化していることに

    より,現在および将来のシステムに整合した本基準改定への要求がここ1~2年の間に強くなってき

    た。

    そこで本ワーキンググループでは上部組織である情報システム部会に所属する他の委員会をはじめ

    関係団体の調査研究結果を参考とし,また,その協力を得ることによって現状の把握と将来への展望

    を行った。さらに、本WGとしては,ユーザ,メーカの要望事項の収集,関連する国際/国内規格の

    調査,新規技術の実用化状態の調査等を行い,これらをもとに,名称を新たに「産業用情報処理・制

    御機器設置環境基準」JEIDA-63の改定版としてJEITA IT-1004を発行することとした。

    発行にあたり,ご協力を賜った関係団体・関係委員会および産業用情報処理・制御機器設置環境基

    準ワーキンググループの現委員,旧委員の方々に深甚な謝意を表する。

    B.改定概要

    今回のJEIDA-63の改定にあたっては,平成12年7月の改定後6年を経過し,実情と合っ

    ていない部分あるいは国際/国内規格と合わなくなっている部分も多いとの客観的な判断により,そ

    の全容について見直しを実施した。以下,見直しの概要について記す。

  • v

    (1)新た追加した規格

    国際規格との整合性のために,次の項目を追加した。

    ①ノイズ

    ・静電気の接触放電に「気中放電」を追加

    ・ファーストトランジェント/バースト波/ノイズを「電源ポートノイズ」に「信号ポー

    トノイズ」のクラス分けを追加。

    ②その他表記の変更

    ・CRT→CRTディスプレイ

    ・液晶表示器→液晶ディスプレイ(LCD)

    ・プラズマ→プラズマディスプレイ(PDP)

    ・UPS無停電装置→USP無停電電源装置等

    ・JISの表記に合わせる変更

    (2)説明及びコメントの追加

    ・総論:環境と省エネルギーの項を追加

    ・温度・湿度:記憶媒体の保管条件変更

    ・電源:UPSの負荷との整合追加

    ・無線機器の使用条件変更

    ・短時間振動の継続時間変更(5秒間→10秒間)

    ・塵埃のClass Sの値変更,

    ・塵埃に「ウイスカ」の注意追加,

    ・大気汚染(SO2,NO2)状況更新

    ・システムダウン要因の更新

    ・セキュリティ対策に「ウイルス等対策」と「ウイルス等の届出件数、被害件数」の最新デ

    ータの追加

    ・バックグランド騒音レベルの推奨値追加

    ・免要台の代表的な方式の比較表の追加

    ・長周期地振動とその対策追加

    ・参考資料-1:ノイズ試験方法の更新

    ・参考資料-3:震度階級と加速度値の比較の更新・追加。

    (3)引用文献の削除・更新

  • ― 1 ―

    1.総 論

    1.1 適用範囲

    本基準に規定する範囲は,「屋内に設置される産業用情報処理・制御機器の設置環境基準」である。

    また環境条件項目としては,電気的条件をも含めた広義の環境の要素を取り上げ,表1.1にあげる項

    目を対象とする。また,産業用情報処理・制御機器としては,表1.2にあげる機器をその範囲とする。

    表1.1 設定環境基準の定義

    Class A Class B Class S(S1) Class S2 Class S3(S4)

    温度 15~30℃ 5~40℃ 0~50℃ -10~60℃ -25~70℃

    湿度 40~70%RH 20~80%RH 10~90%RH 5~95%RH 5~100%RH

    結露含む

    温度・湿度 温度変化率 ±5℃/hr ±10℃/hr ±15℃/hr - -

    電圧 ±5% ±10% +15%

    -20% - -

    周波数 ±0.5Hz ±1Hz ±3Hz - -

    波形ひずみ率 5%以下 10%以下 20%以下 - - 波高値低下率 2%以下 5%以下 10%以下 - -

    供給電源

    瞬時停電 3mS以下 10mS以下または,

    1/2サイクル以下200ms以下 - -

    接地 専用A種または

    専用C種 専用D種

    共用D種

    (電力機器は除く)- -

    接触放電 2Kv 4KV 6kV 8kV オープン*4 静電気

    気中放電 2Kv 4KV 8kV 15kV オープン*4

    電界 1V/m 3V/m 10V/m (特殊) - 連続波

    伝導ノイズ 1V 3V 10V (特殊) -

    交流 1A/m 3A/m 10A/m 30A/m 100A/m

    磁界 直流 8A/m 400A/m 規定なし 規定なし

    規定なし

    (S4:4000A/m以下)

    雷サージ 0.5Kv 1.0kV 2.0kV 4.0kV 特殊*1 0.5kV 1.0kV 2.0kV 4.0kV 特殊

    ノイズ

    ファストトランジェント/

    バースト波ノイズ *2 0.25kV 0.5kV 1.0kV 2.0kV 特殊

    *A 0.125mm以下 0.25mm以下 0.625mm以下 - - 連続振

    動 *B 1.0m/S2以下 2.0m/S2以下 4.9m/S2以下

    *C 1.0mm以下 2.5mm以下 5.0mm以下 - - 短時間

    振動 *D 2.0m/S2以下 4.9m/S2以下 9.8m/S2以下

    輸送振動 鉛直4.9m/S2以下

    水平2.9m/S2以下

    鉛直9.8m/S2以下

    水平4.9m/S2以下

    鉛直19.6m/S2以下

    水平9.8m/S2以下- -

    振動

    輸送衝撃 鉛直49m/S2以下

    水平29.4m/S2以下

    鉛直98.1m/S2以下

    水平49.0m/S2以下

    鉛直196.1m/S2以下

    水平98.1m/S2以下- -

    塵埃 0.1mg/m3以下 0.3mg/m3以下 8mg/m3以下 - -

    腐食性ガス 温度,湿度が低く

    ガスが検知されない

    (評価点≦9)

    湿度が比較的低く

    ガスが少ない

    (評価点≦25)

    湿度がやや高く

    ガスが少ない

    (評価点≦36)

    温度,湿度が高く

    ガスが若干ある

    (評価点≦50)

    温度,湿度が高く

    ガスが多い

    (51≦評価点)

    代表的な数値だけを記載したので,正確な定義は本文を参照のこと

    *1 電源ポートへのノイズ *2 信号ポートへのノイズ *3 かっこ内は加速度から想定した気象庁震度階(参考値)である。

    *4 P40注1)参照 *A 1~14Hz *B 14~100Hz *C 1~7Hz *D 7~100Hz

    -1-

    はじめに

    sakamoto取り消し線

  • ― 2 ―

    表1.2

    機器の耐環境性例

    状の

    一般

    基準

    を示

    す。

    デー

    タは

    動作

    時の

    クラ

    ス分

    けの

    例で

    ある

    ,(

    )内は

    休止

    時の

    デー

    タで

    ある

    輸送

    ,保

    管条

    件は

    のぞ

    供給

    電源

    イズ

    磁界

    置名

    ,機

    器名

    度湿

    度温

    変化

    率電

    圧周

    波数

    ひず

    み率

    波高

    値低

    下率

    瞬時

    停電

    接地

    静電

    電界

    連続 波 伝導

    イズ

    交流

    直流

    雷 サー ジ

    ファスト

    トランジェ

    ント

    連続

    短時

    間輸

    送振

    動輸

    送衝

    塵埃

    腐食

    ガス

    <本

    体(C

    PUを

    含む

    電子

    回路

    )>

    用コ

    ンピ

    ュー

    A(S

    1)B(S

    1)B

    B

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    A

    A

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    BB

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    B

    A

    ーソ

    ナル

    コン

    ピュ

    ータ

    ,ワ

    ーク

    ステ

    ーシ

    ョン

    A(S

    1)B(S

    1)B

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    BB

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    ペレ

    ータ

    ズコ

    ンソ

    ール

    B(S

    1)B(S

    1)B

    B

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    BB

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    B

    B

    用コ

    ンピ

    ュー

    タ*4

    B(S

    1)B(S

    1)B

    B

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    BB

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    A

    ロセ

    ス制

    御,

    入出

    力装

    S1(

    S1)

    B(S

    1)S

    B

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    A

    <周

    辺装

    置>

    ウス

    B(S

    1)B(S

    1)S

    - -

    - -

    - -

    B

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    ーボ

    ード

    B(S

    1)B(S

    1)S

    - -

    - -

    - -

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    C

    RTデ

    ィス

    プレ

    B(S

    1)B(S

    1)B

    B

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    BA

    AB

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    B

    晶デ

    ィス

    プレ

    イ(L

    CD

    ) A(S

    1)B(S

    1)B

    B

    B

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    B

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    BB

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    A

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    ラズ

    マデ

    ィス

    プレ

    イ(P

    DP

    ) A(S

    1)B(S

    1)B

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    気デ

    ィス

    ク装

    置(H

    DD等

    ) A(S

    1)B(S

    1)B

    B

    B

    B

    B

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    B

    BB

    BB

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    B

    B

    B

    B

    A

    B

    レキ

    シブ

    ルデ

    ィス

    ク装

    置*2

    A(S

    1)B(S

    1)B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    BB

    BB

    B

    B

    B

    B

    B

    A

    B

    気テ

    ープ

    装置

    *2

    A(S

    1)B(S

    1)B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    BB

    BB

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    B

    B

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    B

    A

    B

    ディ

    スク

    装置

    *2

    A(B

    )B(S

    1)B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    BB

    BB

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    A

    A

    B

    B

    A

    B

    ーザ

    プリ

    ンタ

    *3

    A(B

    )A(B

    )B

    B

    B

    B

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    B

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    B

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    B

    ットプ

    リン

    タ,

    イン

    クジ

    ェッ

    トプ

    リン

    タ*3

    B(S

    1)B(S

    1)S

    B

    B

    B

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    B

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    BB

    BB

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    B

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    B

    B

    B

    熱式

    ,熱

    転写

    式,

    熱昇

    華式

    プリ

    ンタ

    *3

    B(S

    1)B(S

    1)S

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    BB

    BB

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    イン

    プリ

    ンタ

    *3

    B(S

    1)B(S

    1)S

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    BB

    BB

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    O

    CR

    A(B

    )A(B

    )B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    BB

    BB

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    C

    CDカ

    メラ

    (S1)

    A(B

    )S

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    BB

    BB

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    デム

    装置

    B(S

    1)B(S

    1)S

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    BB

    BB

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    メー

    ジス

    キャ

    ナー

    A(S

    1)B(B

    )B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    BB

    BB

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    UPS(無

    停電

    電源

    装置

    ) B(S

    1)S1(

    S1)

    S

    - -

    - -

    - B

    B

    B

    BB

    BB

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    B

    *1

    装置

    名は

    一般

    的に

    本体

    の項

    を参

    照,

    周辺

    機器

    を内

    蔵し

    てい

    る場

    合は

    ,そ

    の機

    器の

    一番

    狭い

    範囲

    を必

    要な

    クラ

    スと

    する

    *2

    記憶

    媒体

    が交

    換可

    能な

    装置

    では

    ,休

    止時

    条件

    は記

    憶媒

    体を

    取り

    付け

    たま

    まで

    の規

    定で

    ある

    *3

    プリ

    ンタ

    の休

    止時

    条件

    は,

    印刷

    紙を

    取り

    外し

    た条

    件で

    の規

    定で

    ある

    *4

    FA用

    パー

    ソナ

    ルコ

    ンピ

    ュー

    タを

    含む

    ― 2― -2-

  • ― 3 ―

    なお,改定前(平成12年7月改訂)の設置環境基準の定義を表1.3に示す。

    表1.3 設置環境基準の定義(改訂前)(JEIDA-63 2000)

    Class A Class B Class S(S1) Class S2 Class S3(S4)

    温度 15~30℃ 5~40℃ 0~50℃ -10~60℃ -25~70℃

    湿度 40~70%RH 20~80%RH 10~90%RH 5~95%RH 5~100%RH

    結露含む

    温度・湿度

    温度変化率 ±5℃/hr ±10℃/hr ±15℃/hr - -

    電圧 ±5% ±10% +15%

    -20% - -

    周波数 ±0.5Hz ±1Hz ±3Hz - -

    ひずみ率 5%以下 10%以下 20%以下 - -

    波高値

    低下率 2%以下 5%以下 10%以下 - -

    供給電源

    瞬時停電 3mS以下 10mS以下または,

    1/2サイクル以下200ms以下 - -

    接地 専用A種または

    専用C種 専用D種

    共用D種

    (電力機器は除く)- -

    静電気*1 2kV 4KV 6kV 8kV オープン

    電界 1V/m以下 3V/m以下 10V/m以下 (特殊) -

    連続波

    伝導ノイズ 1V 3V 10V (特殊) -

    磁界 1A/m以下 3A/m以下 10A/m以下 30A/m以下 100A/m以下

    (特殊)

    雷サージ 0.5kV 1.0kV 2.0kV 4.0kV 特殊

    ノイズ

    ファストトランジェント/

    バースト波ノイズ

    0.5kV

    (繰り返し率5kHz)

    1.0kV

    (繰り返し率5kHz)

    2.0kV

    (繰り返し率5kHz)

    4.0kV

    (繰り返し率2.5kHz) 特殊

    連続振動 1.0m/S2以下 2.0m/S2以下 4.9m/S2以下 - -

    短時間振動*2 2.0m/S2以下

    (震度4以下)

    4.9m/S2以下

    (震度5強以下)

    9.8m/S2以下

    (震度6弱以下) - -

    輸送振動 鉛直4.9m/S2以下

    水平2.9m/S2以下

    鉛直9.8m/S2以下

    水平4.9m/S2以下

    鉛直19.6m/S2以下

    水平9.8m/S2以下- -

    振動

    輸送衝撃 鉛直49m/S2以下

    水平29.4m/S2以下

    鉛直98.1m/S2以下

    水平49.0m/S2以下

    鉛直196.1m/S2以下

    水平98.1m/S2以下- -

    塵埃 0.1mg/m3以下 0.3mg/m3以下 10mg/m3以下 - -

    腐食性ガス 温度,湿度が低く

    ガスが検知されない

    (評価点≦9)

    湿度が比較的低く

    ガスが少ない

    (評価点≦25)

    湿度がやや高く

    ガスが少ない

    (評価点≦36)

    温度,湿度が高く

    ガスが若干ある

    (評価点≦50)

    温度,湿度が高く

    ガスが多い

    (51≦評価点)

    環境条件は,一般に動作時,休止時,輸送時,保管時に分けてそれぞれ規定される。本基準では,シ

    ステム稼働中の信頼性という観点で最も重要である動作条件を中心に定めるが,温度,湿度,及び振動

    については,休止時,輸送時,保管時の条件も重視されねばならないので,これについても規定を行う。

    塵埃と腐食性ガスについては,動作時と休止時を対象として規定する。

    ここで動作時,休止時,輸送時,保管時とは,それぞれ次の状態を指すものとする。

    -3-

    セッション1

    -3-

    セッション1

  • ― 4 ―

    動作時:システム稼働中

    休止時:運転を休止し,通電を停止した状態

    輸送時:梱包状態注1)

    で輸送中

    保管時:梱包状態注1)

    で保管中注2)

    注1)梱包を行わずに輸送,保管する場合には,休止条件が適用される。梱包を行わなくても,

    たとえば可動部のロックなどの簡単な処置により,輸送時条件を休止条件よりも拡げる

    ことができるであろうが,このような梱包以外の所定の処置を施しての輸送,保管条件

    については個別に規定するものとし,本基準では扱わない

    注2)本基準で規定する輸送,保管条件は,2~3ヶ月以内の期間のものを対象とする。それ

    以上の長期間にわたり輸送,保管が行われる場合,温度サイクルなどのストレスや湿度

    による悪影響が考えられるので,別途,メーカとユーザとの間で協議するものとする。

    1.2 環境のクラス分けと機器の耐環境性のクラス分け

    本基準では,環境条件の標準化のために,各環境項目ごとにクラス分けを行っている。クラス分けは

    Class A,Class B,Class Sの3つを基本とするが,項目によってはClassA,ClassBとしたり,Class Sをさ

    らにClass S1,Class S2,Class S3に分けたりするものもある。動作時および休止時についての各クラス

    は,おおよそ次のように定義される。

    Class A:産業用情報処理・制御機器の設置環境を完全化するための設備を有する環境,または産業用情

    報処理・制御機器に悪影響を及ぼさない良好な環境

    Class B:産業用情報処理・制御機器の設置環境を改善するための設備を特に持たない,一般レベルの環境

    Class S:産業用情報処理・制御機器の設置環境を改善するための設備がなく,産業用情報処理・制御機

    器にとって特に厳しい環境。Class S1~Class S4に分ける場合は,数字の大きいものほど,厳し

    い環境となる

    ある場所の環境に対するクラス分け,およびある機器の耐環境性に対するクラス付けは,各環境項目

    ごとに独立に行うものとする。したがって,ある場所の環境のクラスが,供給電源や温度についてはClass

    Aであるが,塵埃についてはClass Sであるというケースもあり得る。また,ある機器の耐環境性のクラ

    スが,温度についてはClass Bであるが,振動についてはClass Aであるというケースもある。

    (1)環境のクラス分け

    ある場所の環境クラス付けを行う場合には,その環境条件の変動範囲をカバーするクラスを選ぶ。温

    -4-

  • ― 5 ―

    度について例をあげれば,

    20~30℃の環境であれば,Class A(15~30℃)

    10~30℃の環境であれば,Class Aを一部はずれるためClass B(5~40℃)

    15~45℃の環境であれば,Class Bを一部こえるためClass S1(0~50℃)

    となる(図1.1)。

    図1.1 環境のクラス分けの例

    (2)機器の耐環境性のクラス分け

    ある機器の耐環境性のクラス付けは,そのクラスの全変動範囲を含むクラスの振りあてによって行う。

    たとえば,ある機器の使用温度範囲が10~35℃であれば,

    Class A(15~30℃)では全範囲で使用できる

    Class B(5~40℃)の全範囲では使用できない

    従って,この機器の温度の耐環境性はClass Aとなる。

    また,機器の使用温度範囲が0~35℃であっても,同様の考え方により,Class Aとなる(図1.2)。

    -10 0 20 40 60 ℃

    60

    0

    15 30

    40

    50

    -10

    5

    30 20

    ClassA

    ClassB

    ClassS1

    ClassS2

    30

    45 15

    設置場所の温度

    Class A

    Class B

    Class S1

    10

    -5-

    セッション2

  • ― 6 ―

    図1.2 機器の耐環境性のクラス表示の例

    さらに,一つの装置が複数の機器によって構成される場合は,すべての機器をカバーするクラスを選

    ぶ。たとえば,オペレターズコンソールに磁気ディスク装置(HDD)を内蔵している場合があるが,

    HDDを除いたオペレーターズコンソールは5~40℃であるためClassB,磁気ディスク装置は10~30℃で

    あるためClassAであるので,このオペレターズコンソール全体はClass Aとなる。

    表1.2は,メーカ各社の設置資料などをもとに,各機器ごとに耐環境性の分布を調査し,現状におけ

    る水準を示したものである。ここに記入されたクラス記号は,そのクラスの環境までは,すべての範囲

    でその機器が使用できることを示すものである。

    1.3 機器と環境の適合

    機器と環境の不適合,すなわち機器の耐環境性不足,または環境不備が,情報処理・制御システムの

    障害を引き起こす原因となる。

    環境との不適合による障害の例としては,

    1)誤動作,精度低下

    2)故障

    3)劣化促進,寿命短縮

    -10 0 20 40 60 ℃

    60

    0

    15 30

    40

    50

    -10

    5

    35 10

    ClassA

    ClassB

    ClassS1

    ClassS2

    機器の使用温度範 囲

    Class A

    Class A 0 35

    -6-

  • ― 7 ―

    4)損傷

    などであり,その対策としては2通りが考えられる。

    その一つは,機器の耐環境性の改善であり,もう一つは環境の改善(または設置場所の変更)である。

    いずれを選ぶかはコスト,信頼性,保守性を含めた総合的判断のもとに,決定されるべきである。

    たとえば多くの機器が満足し得ない環境条件については,それぞれの機器に対して耐環境性改善のた

    めの処置を施すよりも,環境改善のための設備を設けた方が,コスト,信頼性,保守性の面で有利にな

    る場合が多い。

    機器によっては動作原理や構造,材質からくる制約のために,耐環境性を高めることが本質的に難し

    いものがある。

    たとえば,光ディスク装置では回転体との情報授受があるため振動的に弱く,レーザープリンタでは

    トナーの吸湿による固化を考慮する必要がある。

    このような機器に対して無理に耐環境性を高めようとすると,機器価格の上昇をともなうばかりか保

    守性を低下させたり,信頼性を低下させたりすることもあり,得策とはいえない。

    図1.3 機器の耐環境性改善と環境改善のトレードオフ

    図1.3は,機器の耐環境性改善に要するコストと,環境の改善に要するコストを定性的に示したもの

    である。機器の耐環境性を改善するために要するコストは,その改善の度合に従い,指数関数的に増大

    する。また環境改善の設備のコストも,改善度合いに従い指数関数的に増大する。

    したがって,A点のようなトータル・コストの最小点が存在する。機器の耐環境性はA点のやや右側

    を目標にすべきであり,設置環境条件は,A点のやや左側に設定すべきであろう。A点の定量化は困難

    な点も多いが,いずれにせよ,機器の耐環境性と環境改善設備とは,表裏一体の関係にあることを忘れ

    てはならない。

    b: 環境改善設備コスト

    a: 機器のハードウエアコス ト a+b

    機器の耐環境性

    環境のよさ

    A

    コスト

    -7-

    セッション3

  • ― 8 ―

    1.4 環境と信頼性

    機器の信頼性と寿命は,使用される環境に大きく依存する。たとえ機器の耐環境条件規格の範囲であ

    っても,“良好な環境”で使用することが,高信頼度運転と寿命維持にとって重要なことである。

    たとえば,使用温度範囲5~40℃の機器を常時35℃の環境で使用すると,25℃で使用する場合に比べ,

    およそ推定寿命は1/2に,推定故障率は2倍になるのが一般的である。

    また,腐食性ガスがあれば,たとえ規定範囲内であっても,より清浄な雰囲気と比較すると接点部や

    プリント基板などの腐食の進行も速く,寿命は短縮されるであろう。さらに,塵埃が多ければフィルタ

    などの清掃,交換周期を短縮しなければならないであろう。

    1.5 環境と省エネルギー対策

    地球温暖化防止などのための産業用情報処理・制御機器及びそれを取り巻く電源設備,空調設備等の

    付帯設備の省エネルギー対策は緊急の課題である。特に大規模の情報処理システムでは,機器の消費電

    力の増大により付帯設備を含めた電力消費量の増加が顕在化している。

    従って,「省エネ法」等の環境法規の遵守はもとより,ユーザとメーカの協力・共同により産業用情

    報処理・制御機器及び電源設備,空調設備等の一層の省エネルギー対策の進展が望まれる。

    1.6 本基準の適用

    ユーザは,産業用情報処理・制御機器を設置する環境条件の表示を,本基準に準拠して行うことが望

    ましい。メーカは,システム機器の使用環境条件の表示にあたって,本基準に準拠することが望ましい。

    メーカの提示する機器の環境条件を越える条件で使用した場合,障害発生時にメーカの保証を得られ

    ないばかりでなく,機器の所要信頼性が確保されない,あるいは性能を達成できない等が予測される。

    もし本基準に規定するクラスに準拠できない場合には,ユーザ,メーカ間協議のもとに,個々に特殊ク

    ラスを設定してもよい。

    -8-

  • ― 9 ―

    2.温 度 ・ 湿 度

    2.1 温度,湿度による影響

    機器および記録媒体の設置されている室,建物または輸送,保管中の環境は,それらに定められた温

    度,湿度条件を満足するものでなければならない。もし機器および記録媒体に定められた温度,湿度の

    範囲をこえる場合,次のような悪影響を与えるおそれがある。

    また腐食性ガスや塵埃,静電気等の他の環境要因と複合した時,悪影響が増大するので,注意を要す

    る。(5章ノイズ,7章塵埃,8章腐食性ガスの章参照)

    2.1.1 高温の状態におかれた場合

    故障率の増大,寿命の低下

    アナログ信号の誤差増大(動作時)

    誤動作(動作時,起動時)

    機器の過熱(動作時)

    さびや腐食の進行

    グリースの劣化

    2.1.2 低温の状態におかれた場合

    アナログ信号の誤差増大(動作時)

    誤動作(動作時,起動時)

    グリースの性能低下

    2.1.3 高湿の状態におかれた場合

    結露と汚損の複合による電食や誤動作(急激な温度変化を伴う場合)

    さびや腐食の進行

    絶縁低下

    グリースの劣化

    トナーの固化

    2.1.4 低湿の状態におかれた場合

    静電気放電による機器の誤動作および故障

    -9-

    セッション4

  • ― 10 ―

    プリンタ用紙等の紙送り不良

    記録媒体の伸縮,変形による動作不良

    2.1.5 温度変化率が大きい場合

    高湿時,結露と汚損の複合による電食や誤動作

    装置内の温度バラツキによる誤動作

    また産業用情報処理・制御機器の故障率は周囲温度の影響を受けやすいので,周囲温度は空調設備を

    用い2.6(3)に規定される温度範囲に入るよう配慮すべきである。

    図2.1に電子部品の周囲温度による相対故障率例を示す。

    図2.1 電子部品の周囲温度による相対故障率例

    (MIL-HDBK 217Fによる計算例)

    2.2 クラス分け

    産業用情報処理・制御機器の正常な運用および維持のための温度,温度変化率,湿度の範囲を次のク

    ラスに分け,設定する。これらは機器の完全な屋内における動作時,休止時および機器の輸送,保管時

    の各環境を定める。なお,温度,湿度ともClass S3は,出荷・梱包状態での輸送,保管環境条件を規定

    するものである。

    1

    10

    25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

    周囲温度℃

    相対故障率

    C-ALアルミ電解コンデンサ(1600μF以下)

    SRAM(1Mbit)

    DRAM(1Mbit)

    PROM(1Mbit)

    EEPROM(1Mbit)2

    -10-

  • ― 11 ―

    温 度注1)

    Class A 15~30℃

    Class B 5~40℃

    Class S1 0~50℃

    Class S2 -10~60℃

    Class S3 -25~70℃(輸送・保管環境条件のみ)

    注1)温度は産業用情報処理・制御機器の周囲における空気の温度。

    温度変化率 Class A ±5℃/hr以内

    Class B ±10℃/hr以内

    Class S1 ±15℃/hr以内

    湿 度注2) Class A 40~70%RH(結露のないこと) ただし,湿球温度26℃以下 Class B 20~80%RH(結露のないこと) ただし,湿球温度30℃以下 Class S1 10~90%RH(結露のないこと) ただし,湿球温度30℃以下 Class S2 5~95%RH(結露のないこと) ただし,湿球温度30℃以下 Class S3 5~100%RH(結露含む) ただし,湿球温度30℃以下 (輸送・保管環境条件のみ)

    注2)各クラスの範囲を空気線図にて図2.2に示す。絶対湿度が高い場合,わずかな温度変化によ

    り結露する。このため急激な温度変化を生じないよう注意を要する。また動作時は温湿度条

    件に設定後,一定時間経た後に稼働させることが望ましい。

    -11-

  • ― 12 ―

    図2.2 湿度のクラス範囲

    上記,各クラスに適合しない機器に対しては,個別に温度,湿度範囲を設定してもよい。その場合,

    次の値でその範囲を設定するのが望ましい。

    表2.1 温度・湿度条件表示(推奨値)

    温 度(℃) -25,-10,0,5,10,15,20,30,35,40,50,60,70

    温度変化率(℃/hr) ±5,±10,±15,±20 湿 度(%RH) 5,10,20,30,40,60,70,80,90,95,100

    2.3 輸送,保管の期間

    保管が長期にわたると,昼夜の温度サイクルによるストレスの蓄積に伴う部品の劣化,グリースの劣

    化,アルミ電解コンデンサなどの長期無通電による劣化などのおそれがでてくる。そこで,本基準で規

    定する保管条件は,出荷包装状態での外側に対するものであり2,3ヶ月以内の保管を対象とするもの

    である。保管期間がこれを超える場合は,保管時の環境条件についてユーザ,メーカ間で個々に取決め

    がなされなければならない。

    -12-

  • ― 13 ―

    2.4 記録媒体

    産業用情報処理・制御機器に使用される記録媒体の保管時の温度,湿度条件は表2.2の範囲とするこ

    とが望ましい。

    表2.2 記録媒体の保管条件

    記 録 媒 体 保管条件

    フレキシブル・ディスク

    温度 5~50℃

    湿度 10~90%

    磁気テープ

    温度 5~30℃

    湿度 20~80%

    磁気ディスク(HDD) 温度 -20~60℃ 湿度 10~80%

    光磁気ディスク(MO)

    温度 -10~55℃

    湿度 5~90%

    光ディスク(CD-ROM)

    温度 -20~50℃

    湿度 5~90%

    光ディスク DVD(-R/RW,ROM,RAM

    +R/RW) CD-R/RW

    温度 -10~50℃

    湿度 5~85%

    2.5 温度,湿度の管理

    完全な屋内(気象の直接の影響が完全に遮断されている場所)に機器を設置する。機器の設置後,日

    常的に温度,湿度を管理することは,環境の異常を早期に発見し,システムの正常な運用,維持を図る

    上で有効である。

    また,障害発生時の原因究明を容易にする。

    温度,湿度の管理を行うには,温湿度記録計(例:自記温湿度計)を用い,次の点に留意のこと(図

    2.3参照)。

    温湿度記録計の設置位置は機器の空気の吸い込み口が最適である。

    なお,規格値の測定条件とは相違があるため相関を取り,管理することが必要である。

    ・ 同一室内に複数の機器が設置される場合,相互に影響を受けないよう各機器の吸気方向,排気方向

    等を考慮し,適切な温湿度管理を行うことが必要である。

    室内条件によっては温度,湿度に差が出ることがあるため,測定点は複数とすることが望ましい。

    -13-

  • ― 14 ―

    2.6 空調設備導入時の留意点

    正常なシステムの運用,維持のため,温度,湿度は機器および記録媒体に定められた範囲に常に設定

    しなければならない。

    空調設備は極めて重要であり,次の条件を満足し設備されることが望ましい。

    産業用情報処理・制御機器専用の空調設備であること。

    空調設備は複数台設置されること。

    (空調設備の故障直後の温度上昇による産業用情報処理・制御機器の障害が極めて多い)

    常に一定の温度,湿度の範囲を維持するために連続的に制御できること。

    次の範囲にコントロールされることが望ましい。

    温 度 25℃±2℃(夏期) 夏期と冬期の温度差は外気条件により

    または 湿度が大幅に変化するのを防ぐため

    20℃±2℃(冬期) 考慮したものである。

    湿 度 50%±10%RH

    良好な空気の循環ができること。

    塵埃,腐食性ガスなどの除去用フィルタをもつこと。

    空調設備の起動は産業用情報処理・制御機器の動作温度,湿度条件を満足するよう装置で決められ

    た条件により行うこと。

    外気の室内への取り入れは腐食性ガス,塵埃など引き込む場合があるため,できるだけ室内の空気

    図2.3 温湿度記録計の設置位置

    -14-

  • ― 15 ―

    を循環させることが望ましい。

    低湿度条件を改善するため導入する加湿器については,直接水道水を飛散させるタイプ(超音波型

    や霧吹型)はカルシウムや塩素含有成分を飛散させ,機器内に付着し障害の原因となることがあるた

    め沸騰型や純水使用のタイプを用いることが望ましい。

    引用文献

    1.IEC60654-1(1993) Industrial-process mesurement and control

    equipment-Operating conditions part l

    Climatic conditions 日本規格協会

    2.JEMIS 022 工業計器性能表示法通則 日本電気計測器工業会

    3.JEMIS 033(1997) マイクロコンピュータ応用計測制御機器設置環境ガイドライン

    日本電気計測器工業会

    4.JASOD 001 自動車用電子機器の環境試験方法通則 日本自動車工業会

    5.JIS C1804(1995) 工業用プロセス計測制御機器の使用環境条件 日本規格協会

    -15-

  • ― 16 ―

    3.供 給 電 源

    3.1 供給電源のクラス分け

    供給電源は産業用情報処理・制御機器の安定動作に大きな影響をあたえる。さらに施工後の変更は多

    大な費用や期間が必要となる場合が多いので,適切な余裕を持たせたものが望ましい。供給電源にはAC

    とDCの2種類があるが,供給電源の品質を表わす指標として,AC供給電源に関しては,電圧変動,周

    波数変動,波高値低下率,電源波形ひずみ率および瞬時停電について,またDC供給電源に関しては電

    圧変動について,各々下記のようにクラス分けする。ここでは0.2秒以上継続する変動を対象とし,そ

    れ以内の過渡変動については規定しない。

    3.1.1 AC供給電源

    供給電源電圧変動 Class A:± 5%

    Class B:± 10%

    (注)電圧は機器受端における値とし,実効値で規定する。

    本クラス分けは目安として「Class A」は定電圧電源装置(UPS,AVR,MGなど)から,「Class B」は

    一般商用電源から,また「Class S」は工場等の一般動力電源から給電した場合を想定したものである。

    供給電源周波数変動 Class A: ± 0.5Hz

    Class B: ± 1Hz

    Class S: ± 3Hz

    本クラス分けは目安として「Class A」は一般商用電源やUPSから,「Class B」はMGから給電した

    場合を想定しており,また「Class S」は,停電時のMG出力などをを想定したものである。

    供給電源波高値低下率 Class A: 2% 以下

    Class B: 5% 以下

    Class S: 10% 以下

    + 15% - 20%

    Class S:

    -16-

  • ― 17 ―

    基本波の波高値―実電圧波の波高値

    基本波の波高値

    全高調波の実効値

    基本波の実効値

    (注)波高値低下率 = × 100

    供給電源波形ひずみ率 Class A: 5%以下

    Class B: 10%以下

    Class S: 20%以下

    (注)波形ひずみ率=

    波高値低下率と波形ひずみ率とも,実負荷状態にて機器受端における値とする。

    供給電源の瞬時停電 Class A: 3msec以下

    Class B: 10msecまたは1/2サイクル以下

    Class S: 200msec以下

    (注)停電とは供給電源が機器受端において,その許容電圧変動範囲以下(Class Aの場合-

    5%以下)に低下した場合をいう。この時,供給電源電圧は定格値とする。

    本クラス分けは目安として,Class AおよびBは無瞬断切替機能を持つ電源装置における系統切替の際

    の瞬時ならびに過渡変動を想定したものであり,Class Sは機械的接点による切替の際の瞬時ならびに過

    渡変動を想定したものである。200msecを超える停電については,別途電源設備などを用意して保護す

    るものとする。

    3.1.2 DC供給電源

    DC供給電源に関しては,電源電圧変動範囲をクラス分けする。

    供給電源電圧変動 Class A:± 5%

    Class B:± 10%

    + 15% - 20%

    Class S:

    -17-

  • ― 18 ―

    3.2 供給電源の出力容量の選定

    産業用情報処理・制御機器を構成する各機器の所要電力を加算することにより,定常時に必要となる

    電源装置の所要電力が算出できる。機器の電源投入の際にコンデンサの瞬時充電電流やトランスの励磁

    電流により,突入電流および波形ひずみが発生するので,電源装置としては定常時の所要電力量に加え

    て,これら突入電流や起動電流に十分耐えるものでなければならない。

    よって電源装置の出力容量は定常時の所要電力にこれらの安全係数(出力容量係数)を乗じた値とし

    て決定すべきである。出力容量係数の目安は2~2.5程度であるが産業用情報処理・制御機器の動作状

    態(重要性,重畳性)および,経済性との兼ね合い,また各電源機器メーカでの出力容量決定のための

    独自の計算方法があり,これらも十分確認尊重して適切かつ十分な容量を決定すべきである。

    3.3 供給電源の安定化

    供給される電源条件が構成機器の電源条件を満足しない場合には専用の電源設備または対策機器を

    準備し供給電源の安定化をはかる必要がある

    3.3.1 UPS(無停電電源装置)

    UPSの給電方式として,常時インバータ方式が望ましい。この方式は,UPS内部で二重変換(AC→

    DC/DC→AC)することで,入力のノイズ,ひずみ等を排除することができ,安定した電圧および周波

    数が得られる。また,停電時には無瞬断でバッテリによりAC給電を行うことができる。UPSには,過

    負荷時に自動的に商用電源に切換えるバイパス機能や出力タップを複数持ち,それぞれの出力のON時

    間あるいはOFF時間を設定できる機能を有するものもある。(図3.1)

    図3.1 無停電電源装置の例

    バイパス 切換器

    出力2

    交流入力

    フィルタ

    充電器

    バッテリ

    チョッパ

    整流器 インバータ

    フィルタ

    出力

    出力1

    出力2

    -18-

  • ― 19 ―

    No 技 術 項 目 技 術 標 準 瞬時過負荷対策 過負荷時,商用電源に自動切換を行う機能 複数の出力タップ間での出力遅延機能

    ひずみ電流対策 整流素子の大型化,適切なフィルタを内蔵する。

    出力容量係数の目安 2.0~2.5程度

    3.3.2 AVR(自動定電圧装置)

    電圧を一定にするために用いられる。

    No 技 術 項 目 技 術 標 準

    方式 絶縁型とし更にノイズ低減効果を高めるためラインフィルタを内蔵する (図3.2) 瞬時過負荷対策 突入電流,瞬時充電電流に耐えられるよう立ち上がり制御あるいは 出力コンデンサ容量を大きくする

    出力容量係数の目安 2.0~2.5程度

    図3.2 AVR(サイリスタ式)の例

    入力

    制御リアクトル

    並列リアクトル

    高周波フィルタ

    偏差電圧増幅器

    出力

    -19-

  • ― 20 ―

    3.3.3 絶縁トランス

    絶縁トランスとしては,単なる絶縁型ではなく静電シールド付絶縁トランス及びそれ以上の高機能で

    あることが望ましい(図3.3参照)。

    No 技 術 項 目 技 術 標 準

    巻き方 重ね巻きの場合は一次側が鉄心側

    シールド方式と接地 2重シールドとし のとり方 一次側シールド:デジタルシステム以外の電気設備の保護接地へ 二次側シールド:デジタルシステム回路のグランドへ

    雷サージ対策 混触防止板を付加する

    出力容量係数の目安 2.0~2.5程度

    出力調整タップ +5%,+10%の2タップ程度

    図3.3 静電シールド付き絶縁トランスとその接地例

    3.3.4 ラインフィルタ

    ラインフィルタは,外部からの高周波ノイズ等の混入を防ぎ供給電源の品質を向上させることができ

    る。接地に関する基準は4章を参照のこと。

    -20-

  • ― 21 ―

    3.4 供給電源および給電方法の留意事項

    3.4.1 ひずみ電流による電圧波形ひずみ

    産業用情報処理・制御機器で使用される直流安定化電源の制御方式としては小型,高効率であるスイ

    ッチング方式(スイッチング・レギュレータ)が一般に使用されている。この電源はコンデンサ入力形

    電源の代表的なものであり,図3.4に示すような入力整流回路をもっている。この回路ではAC入力電圧

    が平滑コンデンサの端子電圧より高くなる位相でのみ,入力電流実効値の2~5倍のピーク電流が平滑

    コンデンサに流れる。このため供給電源装置や配線路のインピーダンスによって,図3.5のような頭の

    かけたひずみのある入力電圧波形となるので供給電源装置や配線路のインピーダンスを可能な限り下

    げることが望ましい。

    図3.4 スイッチング・レギュレータの入力整流回路

    図3.5 スイッチング・レギュレータの入力電流波形と AC供給ラインの電圧波形ひずみ

    コンデンサ端子電圧

    AC100V

    入力側 負荷側

    ←電圧波形

    ←電流波形

    -21-

  • ― 22 ―

    3.4.2 突入電流と起動電流

    産業用情報処理・制御機器に電源を投入すると代表的な負荷である直流電源に対して,トランスの励

    磁電流やコンデンサへの瞬時充電電流など,図3.6に示すような定常負荷電流の10倍以上のピーク値を

    もった突入電流が流れることがある。さらにこの突入電流は電源投入時だけでなく,停電や瞬時停電か

    ら復電した場合にも初期電源投入と同様に突入電流により,大きな電流が流れる場合がある。電源装置

    によっては,この突入電流により過電流保護機能が作動することがあるので注意を要する。またシステ

    ム構成機器のなかに回転機器を用いた装置が含まれる場合は,電源投入後のモータが定常回転数に達す

    るまで 図3.7に示すような定常負荷電流の3~10倍の起動電流が大型の装置では数十秒も流れること

    がある。したがって電流容量を算定するにあたってこれらを加算する。

    電源装置の出力容量の制約から,これらの突入電流や起動電流により全負荷同時投入ができない場合

    には次の対策を講じること。

    ① 電源装置の瞬時過負荷耐量を大きくする

    ② UPSは無瞬断切換方式として,産業用情報処理・制御機器の起動時は直送側から供給し,負荷電流

    が定常状態になってからUPSに切換える

    ③ 負荷を分割して自動的に順次,電源を投入する順序投入回路を設ける

    ④ 出力電圧の立ち上がりを遅くする機能をもった電源装置とする

    図3.6 突入電流波形

    図3.7 モータ起動電流波形

    突入電流

    約5ms

    -22-

  • ― 23 ―

    3.4.3 波形ひずみを持つ電圧,電流の測定

    図3.5に示すようなひずみを持つ電圧波形の場合,回路計(テスタ)で代表される平均値応答形の計

    器の指示値が,ひずみのない電圧波形と同じであっても平滑コンデンサの端子電圧は低くなり,産業用

    情報処理・制御機器が停電検出をすることが起こる。

    すなわち,下図のように入力電圧波形のAとBとでは,実測値が100VACと同じであっても平滑コンデ

    ンサの端子電圧は120VDCとBの方が低く,このことはひずみの無い85VACを供給されたことと等価に

    なる。

    回路計の読み コンデンサ端子電圧

    A AC100V DC138V

    B AC100V DC120V

    電流波形についても,平均値応答形の計器は波形ひずみに関係なく,平均値に1.11を掛けて実効値目

    盛がふられているので,ひずみの大きな電流波形では-20%から,ときには-50%もの大きな指示誤差

    を生じるので,正確な実効値応答形計器を使用する必要がある。

    3.4.4 動作可能供給電圧範囲

    波高値の低下が大きいと,産業用情報処理・制御機器の停電検出回路で異常を検出され,機器内の直

    流電源出力の安定性が失われることがある。したがって電圧変動と波高値低下率とがそれぞれ許容範囲

    内であっても前述の支障をきたすことがあるので注意を要する。逆に波高値低下の許容範囲は図3.8の

    ような電圧変動との組合せ条件で動作可能範囲が示されるべきである。本基準では組合せ条件の規定は

    しないが,実際の運用にあたっては,注意を要する点である。

    図3.8 動作可能供給電源範囲の例

    125 130 140 150

    110

    105

    100

    95

    動作可能範囲 実効値

    波高値(V)

    127

    (V)

    波高

    B(ひずみのある入力電圧波)

    A(ひずみのない理想的な入力電圧波)

    -23-

  • ― 24 ―

    3.4.5 3相からの給電

    単相の機器を3相電源に接続する場合は,一般に不平衡負荷となるので,できるだけ各相に負荷が平

    均化するよう接続機器の配分を行う。

    ひずみ電流が流れるコンデンサ入力形電源やサイリスタ位相制御回路を持つ機器に3相4線式で電

    源を供給する場合は,中性線に正弦波の時には打ち消しあって流れない電流が流れ,中性線が過負荷に

    なり電圧低下,発熱などのトラブルを起こすことがあるので注意すること。

    3.4.6 配電路

    電源装置から産業用情報処理・制御機器までの電源配線は,信号ケーブルに対して誘導ノイズを与え

    ないように,また他の強電ラインから誘導ノイズを受けないようお互いに,電気的,物理的に隔離して

    配置する。電源供給線および他の強電ラインは,金属管配線またはシールド線を使用する。電源供給線

    のライン抵抗は,電圧低下の原因となるだけでなく,電圧波形ひずみを生じることにもなるので,線長

    に応じた充分な線径のものを使用すべきである。

    3.4.7 分電盤

    産業用情報処理・制御機器の設置場所には分電盤を設け,原則として各構成機器ごとにサーキットブ

    レーカを設け,個々の異常がシステム全体に影響を与えないよう考慮すること。

    3.4.8 UPSの負荷との整合

    UPSの負荷が容量性負荷(位相進み負荷)の場合に通常の3倍の高周波振動電流が発生し,その結果

    ブレーカが応答できずカットオフできないためにブレーカが発熱し発煙した事例がある。このように,

    UPS特性によっては「位相進み負荷」特性との組合せで整合(UPSと負荷側間にインピーダンス挿入等)

    をとる必要がある場合があるので,注意すること。

    3.5 その他

    前記の留意点はあくまでも一般的な目安である。実際の設置にあたっては,産業用情報処理・制御機器の

    安定した運転を確保するために,ユーザとメーカがよく協議して,現場に適した方策を検討する必要がある。

    -24-

  • ― 25 ―

    引用文献

    1)IEC 60359 2001 Electrical and electronic measurement equipment –

    Expression of performance 日本規格協会

    2)IEC 60654-2 1979 Operating conditions for industrial-process

    measurement and control equipment Part 2:Power 日本規格協会

    3)1988.7 ディジタルシステム耐ノイズ設計ガイド 計測自動制御学会

    4)JEMIS 022 1983.3 工業計器性能表示法通則 日本電気計測器工業会

    5)JEMIS 033 1997 マイクロコンピュータ応用計測制御機器

    設置環境ガイドライン 日本電気計測器工業会

    6)JISC1804 工業プロセス計測制御機器の使用環境条件 日本規格協会

    7)IEC 61000-4-11 2004 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-11:

    Testing and measurement techniques - Voltage dips,

    short interruptions and voltage variations immunity tests 日本規格協会

    8)JEITA IT-3002 パーソナルコンピュータの瞬時電圧低下対策 電子情報技術産業協会

    -25-

  • ― 26 ―

    4.接 地

    4.1 接地のクラス分け

    接地については,「電気設備技術基準とその解釈」に規定されている接地工事の種類,およびその接

    続方法によるクラス分けとし,次の通り規定した。

    注1)専用接地としては,その接地極を他の接地極から10m以上離すことを推奨する。これは,以下の

    式で求められる2つの接地電極間の結合度Kを典型的な場合に0.1以下とするために必要である。

    (図4.1参照)。

    接地 Class A :専用注1)A種(旧第一種),C種(旧特別第三種)

    Class B :専用注1)D種(旧第三種)

    Class S :共用注2)D種(旧第三種)

    V2:影響を受ける電極の電位

    V1:電位変化を発生している電極の電位

    l :接地棒の長さ (m)

    a :接地棒の半径 (m)

    d :接地棒間の間隔 (m)

    V2

    V1

             

        

       

       2l a  a

    ÷{Ln

    Ln

               2             2× 1+  1+      +   -  1+

               2             2× 1+  1+      +  -  1+

    d2l

    a2l

    d2l

    a2l

    d  2l

    a2l

    2ld

    2l

    a

    K= =

    -26-

  • ― 27 ―

    図4.1 2接地電極間の距離とその影響

    注2)他の機器と共用する接地を示す。ただし,電力用機器および避雷器との共用を除く。

    注3)接地工事の種類は,「電気設備技術基準とその解釈第19条」に,以下のように規定されている。

    表4.1 接地工事の種類(電気設備技術基準とその解釈第19条)

    接地工事の種類 接地抵抗値 備 考

    A種接地工事 10Ω 旧第一種接地

    B種接地工事 変圧器の高圧側又は特別高圧側の電路の1線地絡電流のアンペア数で

    150(変圧器の高圧側の電路又は使用電圧が35,000V以下の特別高圧側の電路と低圧側の電路との混触により低圧電路の対地電圧が150Vを超

    えた場合に,1秒を超え2秒以内に自動的に高圧電路又は使用電圧が

    35,000V以下の特別高圧電路を遮断する装置を設けるときは300,1秒

    以内に自動的に高圧電路又は使用電圧が35,000V以下の特別高圧電路

    を遮断する装置を設けるときは600)を除した値に等しいオーム数

    旧第二種接地

    C種接地工事 10Ω(低圧電路において,当該電路に地絡を生じた場合に0.5秒以内に

    自動的に電路を遮断する装置を施設するときは,500Ω)

    旧特別第三種

    接地

    D種接地工事 100Ω(低圧電路において,当該電路に地絡を生じた場合に0.5秒以内

    に自動的に電路を遮断する装置を施設するときは,500Ω)

    旧第三種接地

    1.0

    0.1

    0.01

    0.0011 10 100 1000

    d[m]

    K(結合度)

    ① l =5m a=0.03 ② l =3m a=0.03 ③ l =1m a=0.03

    -27-

  • ― 28 ―

    4.2 接地の考え方

    接地には,以下の2つの目的がある。

    システムの基準電位を確保するための機能用接地

    (雑音対策用接地,および信号用接地)

    人身,機器の保護(保安用接地)

    4.2.1 機能用接地

    確実な接地は,産業用情報処理・制御機器の動作を保証するために実施しなければならない基本的事

    項である。接地の不備による障害はきわめて多い。例えば,

    ・ 強電機器と産業用情報処理・制御機器の共用接地による障害

    ・ 溶接機のアーク電流が産業用情報処理・制御機器用の接地線に混入したための障害

    ・ 接地極の場所が地下水の経路にあたり渇水期に接地抵抗が大きくなったための障害

    等がある。

    接地配線において考慮すべき事項

    (1)接地配線は,恒久的な連続性を確実にするための経路やその太さを確保すること。

    (2)システムは,信号線が絶縁されるリモート機器を除いて,1つの基準点に対し各機器独立に接続

    するといういわゆる1点接地が原則である。

    (3)接地線のインダクタンス

    接地線のインピーダンスを減らすために,接地線を太くすることが望ましいが,そればかりでなく,

    サージ侵入によるグランド電位の変動を抑えるために,高周波インピーダンス,つまり接地線のイン

    ダクタンスを小さくすることが重要であり,接地極までの配線長をできるだけ短くする配慮が必要であ

    る。(図4.2参照)

    接地線径は,配線コストや端子サイズの制約を考え,次を目安として推奨する。

    産業用情報処理・制御機器筐体に引き込む接地線径

    A種(旧第一種),C種(旧特別第三種):22mm2以上

    D種(旧第三種) :8mm2以上

    断面積22mm2の接地線インダクタンスと周波数の関係を図4.2に示す。

    -28-

  • ― 29 ―

    図4.2 接地線インダクタンスと周波数の関係(断面積22mm2の接地線の計算例)

    (補足説明)

    22mm2,30m長の接地線を例にとれば直流抵抗は数10mΩであるが,10MHZでの高周波インピーダン

    スは数kΩにもなる。

    4.2.2 保安用接地

    保安用接地は,人体の安全を確保することを第一目的として施す接地である。従って,対地電位上昇

    限界値が「低圧電路地絡保護指針」に規定されている第2種許容接触電圧25Vを越えない範囲において

    D種(旧第三種)以上の接地工事を実施すること。

    → 周波数(Hz)

    100k

    5

    5

    5

    5

    5

    5

    2

    2

    2

    2

    2

    2

    10k

    1k

    100

    10

    1

    0.1

    1k

    2 2 222 55 555

    10k 100k 1M 10M 100M

    インダクタンスによるインピーダンス(Ω)

    L:線長(m)

    L=1000 L=300

    L=100 L=30L=10 L=3 L=1

    -29-

  • ― 30 ―

    4.3 ラインフィルタ使用上の注意

    ラインフィルタは外部から電源線を通じて入るノイズを防止できるのみでなく,外部へ出るノイズを

    防止する効果もある。ラインフィルタ設置にあたっては交流透過電流に対する下記の規定があり,過大

    とならないよう注意が必要である。

    電子計算機機器のラインフィルタ設置に関する基準[JEIDA-48-1995]

    可搬形機器の場合,機器ごとに1mA以下

    (簡単に持ち運びできる機器に装着されるラインフィルタの交流透過電流)

    すえ置き形機器の場合,機器ごとに3.5mA以下

    (据置形であり,かつ確実に接地線が取り付けられる機器に装置されるラインフィルタの交流透過

    電流)

    複数の機器またはシステムの場合,合計で15mA未満

    (1台の変圧器の負荷として複数の機器を施設する場合,ラインフィルタの交流透過電流の合計)

    4.4 分散システム,遠隔設置機器間等の接地

    分散化システムや産業用情報処理・制御機器本体と長い距離をおいて接続される端末装置,ビルの上

    層と下層に設置される機器,あるいは他のシステムと接続する等の場合,4.2.1に述べた1点接地を実

    施することが困難な場合が多い。これらに対し共通的に実施できる接地方法を見いだすことは非常に困

    難である。従って,接続される機器の仕様に基づいて,以下にあげるような方法例を参考として,最も

    適している接続方法を,取拾選択することが重要である。

    光(光通信)結合機器,無線機器の使用による分離接続

    (機器別接地の実施)

    モデムの使用による分離接続(トランス絶縁)

    (機器別接地の実施)

    トランシーバあるいはハブ使用による分離接続(トランス絶縁)

    (機器別接地の実施)

    保安(筐体)接地と機能接地の分離

    (保安接地は,多点接地,機能接地は1点接地とする方式)

    網状接地(メッシュ接地,ネットワーク接地)に接続する方式

    特に,他社機器間あるいは異なるシステム間を接続する場合には接地システムの違いによる誤動作を

    防止する(対策の実施を容易にする)ため,連結接続は避けることが必要である。

    -30-

  • ― 31 ―

    4.5 電源線,筐体,信号線の接地方法

    4.2.1,4.3,4.4をまとめた電源線,筐体,信号線の接地方法である。

    電源線の接地方法

    ① それぞれの機器にて接地

    電源線のラインフィルタはそれぞれの機器の接地端子に接続し,接地線にて大地に接地する。

    ② 電源設備側にて接地

    それぞれの機器で接地が取れない場合,電源線を3線としてその1本を接地線としてラインフィ

    ルタを接続し,電源設備側で接地する。

    筐体の接地

    ① それぞれの機器にて接地

    筐体はそれぞれの機器の接地端子に接続し,接地線にて大地に接地する。

    ② 共用の接地

    それぞれの機器で専用接地が取れない場合,設置場所近傍の同一システム機器の接地端子に 共

    用の接地として接続し,接地する。

    信号線の接地

    ① それぞれの機器にて接地

    信号が機器ごとに分離されている場合,それぞれの機器の接地端子に接続し,接地線にて大地に

    接地する。

    ② 代表機器にて1点接地

    信号が複数機器で結合している場合,複数機器の内,接地クラスの良い機器で接地端子に接続し,

    1点接地する。

    引用文献

    -1996 情報システム安全対策基準解説書 情報サービス産業協会(監修 通産省)

    -2006 電気設備技術基準とその解釈 日本電気協会

    JEMIS-033-1997 マイクロコンピュータ応用計測制御機器設置環境ガイドライン

    日本電気計測器工業会

    JEAC-8001-2005 内線規程 日本電気協会

    JEAG-8101-1971 電気技術指針「低圧電路地絡保護指針」 日本電気協会

    -31-

  • ― 32 ―

    -1988 ディジタルシステム耐ノイズ設計ガイド 計測自動制御学会

    JEIDA-48-1995 電子計算機機器のラインフィルタ設置に関する基準 日本電子工業振興協会

    JEIDA-G-23-1999 情報処理システム用接地に関するガイドライン 日本電子工業振興協会

    ノイズ対策室編-1988 ノイズ対策マニュアル ㈱イーエムシー発行 ノイズ研究所

    -32-

  • ― 33 ―

    5.ノ イ ズ

    ノイズには,静電気放電,電界,磁界,雷サージ,電源ラインノイズなどがあり,空中や電源ライン,

    信号・通信ラインから機器に侵入し,誤動作を引き起こすだけでなく,その強度によっては回路部品の

    破損などを生じさせる場合もある。

    一方,機器は,環境や他の機器に対して許容できないような電磁ノイズを与えず,かつ,その電磁環

    境において機器自身も正常に機能するように設計されている。これを電磁両立性(EMC)と呼ぶ。

    各種ノイズ源から発生するノイズのレベル(機器自身から発生するノイズも含む),装置の感受性(装

    置耐力レベル),機器の耐力試験(イミュニティ限度値)レベル,そして両立性レベルの関係を図で表

    すと図5.1のようになる。

    以上より,本項でのノイズレベルの規定は,本来なら図5.1の両立性レベルを採用すべきである。

    しかしノイズレベルとして国際的に明確に規定されているのは,IEC61000-4(JIS C61000-4)シリ

    ーズとして発行されている機器のノイズ耐力(イミュニティ限度値)レベルである。そこで,以下に述

    べる各ノイズに対する環境基準値,クラス分け等は,このIEC61000-4(JIS C61000-4)シリーズに

    規定されている機器のノイズ耐力試験基準(イミュニティ限度値)に準じて設定することとする。

    よって各種の環境から発生し,機器に影響を与える恐れのあるノイズレベルは,本項で規定する各ノイ

    ズレベルより,より小さく抑え・管理することが望ましい。

    機器の感受性(誤動作発生等)(統計的分布)

    イミュニティ限度値(規定試験レベル)

    両立性レベル(環境値)

    全発生ノイズレベル(統計的分布)

    統計的分布

    図5.1 電磁妨害のレベルの関係

    -33-

  • ― 34 ―

    5.1 静電気

    静電気に帯電した人体や運搬用台車等が装置筐体の金属部分に接触し,静電気放電が起こり,機器の

    誤動作を引き起こすことがある。また,印刷用紙を使用する機器等においては静電気による紙づまりな

    ども発生する。

    静電気の環境に対し,次のクラス分けを設ける。

    静電気 接触放電 気中放電

    Class A ; 2kV 2kV

    Class B ; 4kV 4kV

    Class S1 ; 6kV 8kV

    Class S2 ; 8kV 15kV

    Class S3 ; 注1) 注1)

    注1) Class S3は,オープンクラスである。このクラスは使用者と製造業者との合意に従う。

    Class A,Class B,Class S1,Class S2,Class S3の基準電圧は,IEC61000-4-2(JIS C61000-4

    -2)の厳しさレベルのそれぞれレベル1,レベル2,レベル3,レベル4,レベルXの接触/気中放

    電試験電圧と同じとした。

    尚,静電気の試験方法としては,静電気を機器に直接放電させる「直接放電試験」と,機器の近くに

    ある物体への人体からの放電の影響,例えば台車から人に放電することやフリーアクセス床板同士が接

    触し,放電することなどを模擬するために,静電気を機器に近接した結合板に放電させる「間接放電試

    験」とがある。

    図5.2に衣類により人に生じる帯電圧の一例を,図5.3にじゅうたんの上を歩くことによって生じる帯

    電圧の一例を示す。

    これらの例からわかるように,帯電圧は湿度に大きく影響し,また床については帯電防止処理をして

    図5.2 衣類により人に生じる帯電圧例 図5.3 じゅうたんの上を歩くことによって生じる帯電圧例

    -34-

  • ― 35 ―

    いないじゅうたん・カーペット等は,より高い帯電圧が発生する。

    また,人体が帯電し,放電した場合の人体帯電電位と電撃の強さの関係を整理すると表5.1のようにな

    る。

    表5.1 人体帯電と電撃の関係 人体帯電 電位(kV)

    電 撃 の 程 度 備 考

    1.0 全く感じない 2.0 指の外側に感じるが痛まない かすかな放電音発生 2.5 針に触れた感じを受け,ピクリと感じるが痛まない 3.0 針で刺された感じを受け,チクリと痛む 4.0 針で深く刺された感じを受け,指がかすかに痛む 放電の�