PLCopen / OPC UA 通信仕様と PLCopen XML の紹介 ~PLC プログラムの生産システムエンジニアリング連携に向けて ~ Industrial Automation Forum - Forum 2015 PLCopen Japan Page 1
PLCopen の主な取り組み PLCopen は IEC 61131-3 プログラミングの普及促進と関連技術仕様の策定を う 営利団体 主な取り組みは IEC 61131-3 仕様改訂作業への参加 IEC 61131-3 プログラミングの 教育 普及促進 モーション制御 FB 安全制御 FB 通信 FB などの応 FB の仕様策定と認証 他の標準技術団体との連携 協調仕様の作成 PLCopen Japan 製 IEC 61131-3 標準プログラムエディタ Page 2
PLCopen の技術仕様 Page 3
インダストリー 4.0 参照アーキテクチャモデル報告書 通信層の実装方法 OPC UA 首尾一貫したエンジニアリング AutomationML Page 4
生産システム連携のための仕様 1) PLC プログラムによる OPC UA 通信仕様 運転中の PLC プログラムと 産システムのオンライン連携 2)PLCopen XML (IEC 61131-10 として審議中 ) PLC プログラム設計情報の 産システムの各種エンジニアリングツール連携 Page 5
PLC が OPC UA 通信機能を搭載 OPC_UA はプラットフォーム (OS) 依存で UA 以前の OPC クラシックでは フットプリントが さいため 個々の PLC に通信機能が搭載できる 制御層と MES 層を OPC で接続 するためのサーバーマシンが介在 OPC UA 搭載 PLC を前提に 以下の仕様を PLCopen と PLC 間は様々な制御層プロトコル OPC Foundationと共同で作成 1)PLC 内部情報を公開するサーバアドレス空間仕様 2)PLC 内のプログラムから外部のサーバにアクセスするクライアント仕様 Page 6
OPC UA 搭載 PLC 1) サーバアドレス空間仕様 マッピング仕様を策定 PLC 内部の IEC 61131-3 プログラム OPC UA サーバが公開するアドレス空間 マッピング仕様を 2010 年にリリース Page 7
OPC UA 搭載 PLC 2) クライアントアクセス仕様 OPC_UA 通信に対応した PLC で IEC 61131-3 プログラムから外部 OPC UA サーバへ 接続に いる OPC UA クライアント通信ファンクションブロックの技術仕様をリリース Page 8
生産システム連携のための仕様 1) PLC プログラムによる OPC UA 通信仕様 運転中の PLC プログラムと 産システムのオンライン連携 2)PLCopen XML (IEC 61131-10 として審議中 ) PLC プログラム設計情報の 産システムの各種エンジニアリングツールとの連携 Page 9
PLCopen XML とは ラダー SCF, FBD などのグラフィカルなロジック表現を含む IEC 61131-3 の ソースコードは テキストでは表現できない XML による標準フォーマットを定義 Page 10
PLCopen XML によるエンジニアリングツール連携 Page 11
独インダストリー 4.0 と AutomationML Page 12
PLCopen XML と AutomationML との連携 1 AutomationML アソシエーション講演資料より転載 AutomationML (IEC 62714) は FAのエンジニアリングデータ連携のために 欧州で開発されたオープンなXMLフォーマット 場のCPS(Cyber-Physical System) に必要な様々なエンジニアリングデータを表現できる 欧州の複数のインダストリー 4.0 関連研究プロジェクトにおいて 連携 データフォーマットとして利 されている Page 13
PLCopen XML と AutomationML との連携 2 AutomationML は 制御ロジックの表現形式および PLC 内の IEC 61131-3プログラムの表現形式として PLCopen XML を採 している AutomationML アソシエーション WhitePaper Part1 より転載 Page 14
PLCopenXML と AutomationML との連携 3 2014 年にリリースされた AutomationML の Part5 により プロトコルに依存しない様々なネットワークの物理 / 論理トポロジーの表現が可能になった IEC 61131-3 単独では物理アドレス %QB7, %IW215 のようにしか表現できなかったフィールドデバイスの I/O とのマッピングの表現が AutomationML と連携することで具体的に可能に PLC 下のフィールドネットワーク構成の AutomationMLによる表現サンプルの概念図 AutomationML Whitepaper Part 5 より転載 AutomationMLドキュメントの要素と PLCopen XMLの変数のマッピング概念図 AutomationML Whitepaper Part 3 より転載 Page 15
AutomationML による段取替えモデリング AutomationMLの特徴の1つとして 場の 産設備 (Resource) の構成に加え 産対象たる製品 (Product) のパーツ構成とその組み合わせのバリエーション 産に必要な 程知識 (Process) の3 者とその間の関係を表現することで 場の 産能 のモデリングを狙っている この特徴を使って 産設備の スマート段取替えの研究が欧州にて われている AutomationML の Resource-Product-Process モデル概念図 AutomationML Whitepaper Part 1 より転載 Page 16
AutomationML による段取替えモデリング 2 設備 (Resource) 製品 (Product) 程 (Process) によって表現される 産能 を Skill と呼び そのマッチングによって 産オーダーに対して必要な段取り替え情報 (= 設備モジュールの組み換えや それに伴って れ替える制御プログラム レシピ 設定情報 ) の 動導出を図る AutomationML による自動車組み立てラインの能力モデリング例 AutomationML Whitepaper Part 1 より転載 Page 17
インダストリー 4.0 に向けた今後の取り組み 産設備のコンポーネント化 スマート段取り替え (POU 再利 / 組み換え レシピ 設定パラメータの れ替え ) 等の実現検討 スマート 産設備に対応した PLC 制御ソフト設計 / 構成変更 法の研究 IEC 61131-3 Ed.3 オブジェクト指向拡張の効果的利 の研究 産システムエンジニアリング連携の促進 PLCopen XML の IEC 61131-10 改訂作業 ( 2018) への参画 既存 PLCopen XML v2.01の既知の問題点への対応 IEC 61131-3 Ed.3 (2013) によるオブジェクト指向拡張への対応 AutomationMLとの連携改善 Industry4.0 基盤通信プロトコルとして有望な OPC UA のサポート OPC-F との OPC UA ファンクションブロック仕様策定第 2 弾へ参画 Page 18
ご清聴ありがとうございました / PLCopen is a registered trademark owned by the association PLCopen, as well as the PLCopen logos Page 19