温度調節器特集 市場堅調 激化する海外販売 食品・包装関連など旺盛

■警報器、モジュール…用途別に対応 各社工夫凝らす制御方法

温度調節器(計)市場は、日本経済全体が停滞気味な中でも、堅調な動きを見せている。大きな市場である半導体・液晶製造装置向けはもちろん、食品、包装関連や新エネルギーの2次電池、ソーラーパネル関連が手堅い動きを見せている。その他、自動車やスマートフォンなどの生産拡大で成形機など、温度調節器(計)の主力市場の設備投資増が継続している。円安の効果もあり、日本メーカーの海外競争力も高くなって、中国や韓国などの海外メーカーに優位に立っているが、新興国も技術力、販売力を高めており、予断を許さない状況だ。

温度調節器(計)は、温度・湿度・圧力など各種センサから取り込んだ測定値を、あらかじめプログラムした設定値と比較し、その差を修正する信号をリレーやアクチュエータなどへ出力することで、対象物の温度や湿度を調節する制御機器・システム。

温度の調節は目標値を入力し目標値に対して動作をさせるが、制御対象の特性によりすぐに安定させることは難しい。一般的に早く目標値に到達させる制御をしようとすると現在温度が目標値を行き過ぎたり、温度が上下に動いたりする。これをなくすには、目標値に遅く達する方法を選択せざるを得ない。

こうした微妙な温度の調節は、製品品質に大きな影響を与え、半導体や液晶パネル、小型成型部品などの製造では、温度制御を正確に行わないと不良品が発生、製品の歩留まり率が悪化する。食品加工でも温度調整を微妙にコントロールすることで、もっともおいしいと思える味を生み出すことができる。

現在の温度調節器(計)は、半導体技術を利用した電子式が主流になっている。機械式などに比べ、温度精度が格段に向上し、より緻密な温度制御を可能にする。同時に半導体の量産化などで価格が大幅に安くなったことで温度調節器(計)の単価は飛躍的に下がったが、その分使用台数が増加し、市場の拡大につながった。

温度調節器(計)の市場規模は、国内メーカーだけで350億円前後と推定されているが、海外での売り上げが毎年増加しつつある。技術力を付けた中国、韓国メーカーとの販売競争が激しくなっている。

一方、温度調節器(計)の世界市場の規模は750億円と推定され、国内メーカーは全世界でも大きなシェアを占める。新興国などではまだまだ市場が拡大しそうで、国内メーカーの海外輸出の余地も十分あると思われる。

温度調節器(計)を分類すると、汎用タイプ、警報器タイプ、エコノミータイプ、モジュールタイプ、PLCユニットタイプ、盤用ユニットタイプなどに分けられる。

汎用タイプは、高速で簡単設定、見やすい表示などが特徴で、食品機械・包装機械・成形機・半導体製造装置などの幅広い用途に対応する。

警報器タイプは、過昇温防止、装置保護での異常温度監視などの用途に特化した温度警報器。

エコノミータイプは、比較的単純な機能に特化した経済性を重視した温度調節器。警報用途にも使用できる。

モジュールタイプは、いろんなタイプのアプリケーションに柔軟に対応し、思い通りの温度制御を無理なく簡単に実現する。

PLCユニットタイプは、PLCの温度調節ユニット。ユニット1台で複数の温度制御が可能。

盤用ユニットタイプは、制御盤の温度の自動コントロールと、異常温度検知に使用される。

温度調節器(計)の需要としては、スマートフォンやタブレットPC、自動車などが堅調に推移していることで、半導体・液晶、電子部品・機器の生産が増加、温度調節器(計)が必要な機械装置の需要増につながっている。

新エネルギー関連では、電力買い取り価格の低下などから、PV(太陽光発電)パネルの生産がやや落ちているものの、依然として需要は継続しており、温度調節器(計)にプラス効果をもたらしている。電池関連も2次電池に対する需要が拡大傾向となっており、温度調節器(計)市場の新たな分野として期待されている。

温度調節器(計)の大きな市場としては、食品機械、包装機械があるが、食品関連は生活に必要なものとして、景気変動の大きな影響も受けずに安定した動きが継続している。温度調節器(計)メーカーにとっては、手堅い市場になっている食品機械の展示会などへ出展してPRを図る温度調節器(計)メーカーも多い。

海外メーカー、特に中国ローカルメーカーも実績を上げてきている。日本メーカー製品に比べると機能レベルは劣るがコスト競争力は高い。このため、品質、耐久性、コストなどを比較し、中国メーカーの温度調節器(計)を選ぶユーザーも増えている。日本メーカーでも数社が海外生産を行っているが、特に食品機械は海外輸出比率が他業種に比べてまだまだ低く、今後海外市場開拓に注力するメーカーが増えそうだ。

温度調節器(計)の製品動向としては、小型軽量化、視認性や操作性の向上、ネットワーク化対応などがポイントになっている。

外形寸法は、DINサイズの96ミリ角から、48×24ミリまで各種あるが、搭載機器・装置の小型化傾向に合わせて、さらなる小型・薄型化傾向が強まっている。特に薄型化については、最近は60ミリ前後の製品も増えており、機器の省スペース化につながっている。

視認性では、文字が遠くからでもハッキリ確認できるように10ミリ前後の大型化傾向が目立つ。文字色も赤、緑、白など各社が独自の特色を打ち出している。

表示素子はLED表示が多く、高輝度LEDバックライトによる鮮明な表示器を搭載、グラフやメッセージなどの表示が容易になる。11セグメントでキャラクタ表示が分かりやすいタイプや表示色も赤、緑、黄などカラフルになっており、高輝度の白色表示仕様タイプもある。

LCDも、アルファベット表示機能、設定値やパラメータ設定、出力値アナログバー、偏差値トレンド記録表示、偏差アナログバー表示などのほか、5桁3段の表示も可能で表示の情報量が増大し、新規の顧客開拓につながっている。LCDの表示素子も明るくなってきており、ユーザーのニーズによって使い分けがされている。

高速高精度な処理ニーズに対しては各メーカーとも、独自の特徴を出したアルゴリズムで制御技術をアピールしている。

「RSS(ランプ・ソーク・スタビライザー)機能」は、ランプ制御開始時の追従性向上とソーク制御移行時のオーバーシュート抑制を同時に行うことで、プログラムの制御性を一段と向上させている。高速に変化するプロセス量の制御(高速制御仕様)から、安定性を追求した制御(高分解能制御仕様)まで対応でき、使用の制御系に最適な制御仕様に切り替えて使用できる。

ヘルスインデックスという新しい機能も登場している。調節計本来の制御演算機能が扱う制御出力などを利用し、モデルレファレンス(基準値を参照すること)により、制御ループの健全性を数値化した診断パラメータで、生産設備や製造装置の故障予知や検知として利用できるもので、生産性、歩留まりを向上させる上で重要な装置の故障を未然に防止する予防保全が容易に実現できるという効果につながる。

操作性では、ダイレクト操作が可能なキーの搭載や、サポートソフトウエアの充実などが進んでいる。保守の簡単化のために、長寿命のリレー出力により、メンテナンスサイクルの長期化や、予防保全をサポートする制御出力のON/OFF回数のカウント機能などを備えている。

また、PLC(プログラマブル・コントローラ)のI/Oモジュールのひとつとして温度調節機能内蔵タイプも増加している。

温度データなどの収集やコピーなどを容易にできるように前面ローダに通信ポートを装備した製品が一般化している。盤面に取り付けた状態でパソコンやUSBと接続してデータの管理が行えることで、使いやすさがさらに高まる。

制御盤などのキャビネット用の盤用温度調節器も増えている。取り付け金具を用いなくてもIECレール、基板に取り付け可能なタイプがあり、外形サイズがコンパクトになっている。

節電・省エネ対応が重要視される中、温度調節器(計)を使用する工業炉や食品機械などでは、遠隔監視、銘柄監視、予熱管理、待機電力削減などの対策から通信ネットワークの利用が増えている。CC-LInk、プロフィバス、デバイスネット、Modbusなどに対応。プログラムレスでPLCなどと簡単に接続できることで、オープンなネットワーク環境で、温度調節器(計)間の通信や協調運転などが容易に実現できる。

フィールドバスは、省エネ対策にも貢献するとして注目されている。夜間や昼間など、機械・装置が休んでいる時の待機電力の削減にも効果が期待でき、さらに赤外線通信で簡単にセットアップでき、各種パラメータの読み書きやCAV形式でファイルの保存などが可能なタイプや、光通信タイプ、温調ボードとシーケンス制御・プロセス制御を組み合わせたシステムボードなどもあり、温度調節器(計)のパラメータ設定や管理などをパソコンで行うこともできる。

温度調節器(計)の選定を容易にするため、アプリケーションの違いで入力センサが異なる場合でも対応が容易なマルチ入力機能や、各国の船舶規格に対応するなどグローバルなサポートサービス体制の強化も充実されつつある。

サポートソフトウエアの充実も進んでいる。保守作業の簡略化のために、長寿命のリレー出力により、メンテナンスサイクルの長期化や、予防保全をサポートする制御出力のON/OFF回数のカウント機能などを備えている。

温度調節器(計)メーカー各社は、顧客の細かい要望に応えるため、機能の絞り込みや用途別対応などを打ち出している。今後もこうした取り組みが続きそうだ。

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