ハウス環境制御のメーカー依存を減らす｜既存制御盤を活用した後付け自動化
複数のハウスを運営している農業法人では、設備の導入時期や施工業者の違いによって、異なるメーカーの制御盤が設置されていることがあります。
例えば、
Aハウス：メーカーAの灌水タイマー
Bハウス：メーカーBの灌水制御盤
Cハウス：メーカーCの換気制御盤
という構成です。
それぞれの設備は問題なく動いていても、操作方法や設定方法が異なれば、管理担当者の負担になります。
さらに、新しい設備を追加するときに、
「今の制御盤では対応できない」
「同じメーカーの設備で統一する必要がある」
「システム全体を交換した方がよい」
と提案されることもあります。
しかし、農業設備を遠隔化・自動化するために、必ずしもすべての制御盤を交換する必要はありません。
既存設備の仕様によっては、現在使用している制御盤を残しながら、新しい制御機能を追加できる場合があります。
■農業設備のレトロフィットとは何か
レトロフィットとは、既存の機械や設備を活用しながら、新しい機能や技術を追加する改修方法です。
農業分野では、例えば、
・既存の灌水制御盤に遠隔操作機能を追加する・既存の換気制御盤に温度制御機能を追加する・手動操作していた設備を電動化する・既存のセンサー情報を新しい制御システムへ連携する
といった方法があります。
重要なのは、既存設備をすべて撤去するのではなく、利用できる部分を残すことです。
例えば、ポンプや配管、電磁弁が正常に動いている場合、これらを交換せずに制御部分だけを追加できる可能性があります。
設備本体の更新と、設備を操作する仕組みの更新は、分けて考えることができます。
■なぜメーカーが異なると制御が難しくなるのか
農業設備では、メーカーや機種によって制御方式が異なります。
例えば、
・外部接点入力に対応している・専用通信方式で制御している・独自の制御盤と組み合わせる必要がある・外部からの操作を想定していない
といった違いがあります。
特に、専用通信方式だけで動作する設備では、他社製品との連携が難しい場合があります。
一方、外部接点入力に対応している設備であれば、別の制御装置から信号を送ることで操作できる可能性があります。
そのため、メーカー名だけで接続可否を判断するのではなく、制御盤の型番と外部入力仕様を確認することが重要です。
■既存設備を活かす鍵になる「接点制御」
農業設備の後付け自動化で重要になる技術の一つが、接点制御です。
接点制御とは、電気的な接点の開閉によって、設備へ動作指令を送る方法です。
例えば、外部接点入力に対応した灌水制御盤では、接点信号によって灌水の開始や停止を指示できる場合があります。
また、換気制御盤では、開く・閉じるといった指令を外部から受け付ける機種もあります。
この仕組みを利用できれば、既存の制御盤を残しながら、新しい遠隔操作装置を追加することが可能になります。
ただし、すべての制御盤が同じ信号方式に対応しているわけではありません。
無電圧接点なのか、有電圧入力なのか、信号の極性や動作条件はどうなっているのかなどを確認する必要があります。
■灌水制御盤は後付け自動化を検討しやすい
施設園芸では、すでに灌水タイマーや灌水制御盤を導入している農場も多くあります。
その場合、現在の設備を撤去する前に、外部入力に対応しているかを確認したいところです。
例えば、
既存の灌水制御盤↓外部接点入力↓後付けの遠隔制御装置↓スマートフォンなどから操作
という構成を検討できます。
GREEN OFFSHOREの「GO SWITCH」は、既存設備を活用した後付け型の遠隔制御システムです。
灌水設備の遠隔操作に加えて、スケジュール運転や日射比例灌水などに対応しています。
GO SWITCH
既存の灌水制御盤を活かせる場合には、設備全体を更新せずに制御機能を追加できます。
■換気制御盤も既存設備を活かせる場合がある
施設園芸では、側窓や天窓の開閉に電動モーターを使用している農場もあります。
こうした設備には、モーターの動作を制御するための制御盤が設置されている場合があります。
例えば、既存の換気制御盤が外部からの開閉信号に対応していれば、制御盤そのものを残して遠隔操作機能を追加できる可能性があります。
GREEN OFFSHOREでは、側窓の開閉に対応した「GO SWITCH+（側窓モデル）」を提供しています。
GO SWITCH+（側窓モデル）
また、既存の電動換気制御盤を活用する構成についても、設備の仕様に応じて検討できます。
ただし、モーターの電源仕様や正転・逆転の制御方法、停止位置の検出方法などによって、必要な構成は異なります。
そのため、既存の制御盤やモーターの仕様を確認した上で判断することが重要です。
■制御盤の更新では「メーカー依存」も考える
農業法人が設備を更新する際には、導入時の費用だけでなく、将来的な拡張性も重要です。
例えば、特定メーカーの専用システムだけで構成している場合、
・新しい設備を追加するときに同じメーカーの製品が必要になる・他社製センサーとの連携が難しい・既存設備を残したままシステムを変更できない・将来的な更新時に設備全体の交換が必要になる
といった問題が生じる可能性があります。
このように、特定メーカーの製品や技術に依存し、他の製品へ移行しにくくなる状態を「ベンダーロックイン」と呼びます。
もちろん、メーカーを統一することで保守や運用が簡単になるメリットもあります。
そのため、メーカー統一が必ずしも悪いわけではありません。
重要なのは、将来的に設備を追加・更新するとき、どの程度の自由度が残されているかという点です。
■センサーと制御装置を別々に考える方法もある
農業の環境制御では、温度、湿度、日射量、土壌水分などのセンサー情報を利用します。
しかし、すべてのセンサーを一つの制御盤へ直接接続する必要があるとは限りません。
例えば、
既存の環境計測システムでデータを取得する↓取得したデータを制御システムへ連携する↓灌水や換気設備を制御する
という構成も考えられます。
GREEN OFFSHOREでは、環境計測システム「あぐりログ」との連携にも対応しています。
これにより、対応する計測器から取得した環境情報を、制御の判断材料として利用できます。
ただし、すべてのセンサーや通信規格に対応しているわけではないため、導入前には接続仕様の確認が必要です。
計測する設備と、実際に動かす設備を分けて考えることも、既存資産を活かす方法の一つです。
■通信障害時に既存制御盤へ戻せるかも確認する
後付け自動化では、通常時の機能だけでなく、異常時の運用も重要です。
例えば、遠隔制御システムに通信障害が発生した場合、灌水や換気をどのように継続するのかという問題があります。
既存のタイマーや制御盤を残している場合には、必要に応じて従来の制御方法へ切り替えられる構成を検討できます。
GREEN OFFSHOREでも、既存の制御盤やタイマーをバックアップとして残す構成に対応しています。
ただし、切替方法や動作条件は設備構成によって異なります。
そのため、導入前に、
・通信が切れた場合の動作・既存制御盤への切替方法・現地での手動操作・復旧後の運転再開方法
などを確認することが重要です。
■農業法人が制御盤を更新する前に確認したい項目
既存制御盤のレトロフィットを検討する場合、次の項目を整理しておくと設備選定を進めやすくなります。
① メーカー・型番
現在使用している制御盤やタイマーのメーカー名、型番を確認します。
② 制御対象
灌水ポンプ、電磁弁、側窓モーターなど、何を操作しているのかを整理します。
③ 電源仕様
単相100V、単相200V、三相200Vなど、設備の電源仕様を確認します。
④ 外部入力仕様
無電圧接点など、外部からの制御信号を受け付ける機能があるかを確認します。
⑤ 既存設備の状態
モーターや配線、制御盤に劣化や故障がないかを確認します。
⑥ 通信環境
Wi-Fiやモバイル通信など、遠隔操作に必要な通信環境を確認します。
⑦ 異常時の運用
通信障害や制御装置の故障時に、既存設備へ切り替えられるかを確認します。
これらを整理することで、既存設備を活用できる範囲と、追加で必要な機器を判断しやすくなります。
■設備更新では「全交換」と「後付け」を比較する
農業法人が設備更新を検討するときには、少なくとも次の2つの方法を比較したいところです。
方法①：既存設備を撤去して新しいシステムへ更新する
設備全体を統一できる一方、制御盤や周辺機器の交換費用が発生します。
方法②：既存設備を残して必要な機能を後付けする
利用できる設備を残せるため、更新範囲を小さくできる可能性があります。
ただし、既存設備の劣化が進んでいる場合や、外部制御に対応していない場合には、後付けよりも設備更新が適切なこともあります。
重要なのは、最初からどちらか一方に決めることではありません。
現在の設備状態、導入費用、将来的な拡張性、保守性を比較して判断することです。
■GREEN OFFSHOREのスマート農業ソリューション
GREEN OFFSHOREでは、既存の農業設備を活用した後付け型の遠隔制御・自動化システムを提供しています。
GO SWITCHは、灌水設備などの遠隔操作や自動制御に対応しています。
**GO SWITCH+（側窓モデル）**は、側窓の開閉を遠隔化・自動化するための製品です。
また、このあとてんきでは、日射量や気温などの気象予測情報を提供しています。
既存制御盤を活用しながら必要な制御機能を追加することで、設備全体の交換を伴わずにスマート農業化を進められる場合があります。
