PLC初心者必見のPLCプログラミングの手順と流れ

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科学的なPLCプログラミングの手順は実は非常にシンプルですが、多くのエンジニアはそれを単純だと思い込み、多くの詳細を見落としてしまいます。細部を見落とすと、必ず後で問題が発生します。将来の問題を避けるためには、ルールをしっかり守るしかありません。規則がなければ秩序は成り立ちません。PLCプログラミングにもまた、それ自体のルールがあるのです。 第一歩：製品説明書を読む 製品説明書を読むことは一見すると至って簡単に思えますが、多くのエンジニアができていません。このステップは時間の無駄だと考え、供給元のトレーニングだけで機器を理解しようとする。 説明書をよく読むことはプログラミングの第一歩です。まずは安全規則を読み、どのアクチュエーターが人に危害を及ぼす可能性があるのか、どの部品同士が衝突しやすいのか、危険が発生した際にはどう対処するのか――これら最も重要な問題はすべて安全規則に記載されています。なぜそれを読まないのでしょうか？ また、装置の各部品の特性や使用方法、調整方法についても説明書に記載されています。それを読まなければ、プログラムが正しくても部品の調整がうまくいかなければ、装置は動作しません。また、すべての回路図、制御回路図、組立図も説明書に記載されており、それを読まなければ、どの部品でどのような改造ができるかはわかりません。 第2ステップ：取扱説明書に従って、I/Oをチェックします。I/Oのチェックは、通称「ダットイング」と呼ばれます。I/Oをチェックする方法は多々ありますが、必ず説明書に記載されているアドレスに従って順番にチェックし、絶対に安全な状況下で行う必要があります。 入力ポイントをチェックする際、一般的な入力信号としては、コンデンサ、インダクタ、フォトエレクトリック、圧電、超音波、磁気式、ストロークスイッチなど、さまざまなセンサーが挙げられます。これらの部品の点検は比較的簡単で、部品の説明に従ってワークをステーションに置いたり、アクチュエータを動かしてセンサーに信号があるかどうかを確認すればよい。もちろん、異なる機器の検出方法は異なる場合があり、状況によって左右されます。 しかし、出力信号をチェックする際には特に注意が必要です。電動駆動型の製品の場合、特に装置が衝突しないように安全を確保した上で、アクチュエータのドライバーに電力を供給し、アクチュエータが動作するかどうかを確認しなければなりません。油圧式または空気圧式のアクチュエータの場合も、安全な状態で手動で切替バルブに電力を供給し、それによってアクチュエータを制御する。出力信号をチェックする際には、アクチュエータの駆動方式が何であれ、必ず部品の取扱説明書に従い、まず装置と人の安全を確保しなければならない。また、すべての装置のアクチュエータが通電テスト可能なわけではないため、場合によっては個々の出力信号を手動でテストできないこともある。 入力装置であれ出力装置であれ、センサーに信号があるかアクチュエータの駆動装置に電力が供給されたら、同時にPLC上のI/Oモジュールのインジケーターライトも点灯しているかを確認しなければならない。多くの機器において、入出力信号は接続端子を介してPLCに接続されています。時折、接続端子のインジケーターライトに信号が点灯していても、接続配線内部で断線が生じているため、PLC上の対応するアドレスに信号が通っていない可能性があります。これは特に注意が必要です。 入力出力信号を測定した後は、測定したアドレスも同時に記録し、信号のアドレスが説明書と一致するようにしなければならない。もし異なる場合は、再度機器のアドレスを測定してください。何度測定しても一致しない場合は、まず機器メーカーに連絡してください。この時点では、メーカーが提供するアドレスに誤りがないとは保証できないからです。 ステップ3：プログラミングソフトウェアを起動し、ハードウェアの設定を行い、I/Oアドレスをシンボルテーブルに記入する。PLCによって使用するプログラミングソフトウェアは異なる。しかし、どのようなソフトウェアにおいても、プログラミングを行う前の最初のステップはハードウェアの設定であり、実際のPLCの種類に応じてハードウェア構成およびそれに対応する通信設定を行うことです。ハードウェアの設定が完了したら、以前紙に記録しておいたI/Oアドレスをソフトウェアのシンボルテーブルに書き込みます。ソフトウェアによってはシンボルテーブルの定義が異なる場合がありますが、一般的なソフトウェアにはこの機能が備わっており、このステップは非常に重要です。シンボルテーブルを作成する際は、デバイスの入出力の絶対アドレスを正しく記述するだけでなく、各アドレスに名前を付けてコメントを追加しておくと、後のプログラミングに非常に役立ちます。プログラミング時に毎回絶対アドレスを照会する必要はなく、名前付けされた名前を入力すればよいだけです。もちろん、これはソフトウェアがその機能を備えているかどうかにもよります。 第4ステップ：プログラムのフローチャートを描く プログラミングを行う前に、必ず下書きでプログラムのフローチャートを描かなければならない。完全なプログラムには、メインプログラム、停止プログラム、緊急停止プログラム、リセットプログラムなどが含まれるべきです。ソフトウェアが許す場合は、各プログラムを「ブロック」として記述するべきであり、つまり1つのプログラムが1つのブロックとなり、最終的には必要に応じて各ブロックを呼び出せばよいのです。 PLCが最も得意とするのは順序制御の処理であり、順序制御においてはメインプロセスが核となります。策定したプロセスが正しいことを必ず確認し、下書き段階で入念にチェックする必要があります。メインプロセスに問題がある場合、プログラムがPLCによって実行されると、衝突が起こりやすく、機器が破損したり人命に危険が及んだりする可能性があります。 第五步：ソフトウェアでプログラムを記述する メインフローに問題がないことを確認したら、ソフトウェア内でプログラムを記述できます。また、停止、緊急停止、リセットプログラムの正確さにも注意が必要です。特に停止と緊急停止プログラムは、人命の安全と機器の安全に関わる最も重要なプログラムであり、決して軽視してはなりません。どのような状況下でも、停止または緊急停止プログラムが実行された場合、装置が決して人に危害を与えないようにしなければならない。 PLCのユーザープログラムは、設計者が制御システムの工程制御要件に基づき、PLCプログラミング言語を用いて作成するものです。国際電気標準会議が定めた産業用制御プログラミング言語の規格（IEC1131-3）では、PLCのプログラミング言語をラダーダイアグラム言語（LD）、命令リスト言語（IL）、機能ブロック図言語（FBD）、順序機能フローチャート言語（SFC）、および構造化テキスト言語（ST）に分類している。PLCプログラミング技術者は、これら5つのプログラミング言語のうち1つまたは複数を熟知しているべきです。 第六ステップ：プログラムのデバッグ プログラムのデバッグというステップには、2つの側面があります。1、条件が許せば、または論理的思考力が非常に高ければ、まずソフトウェアのシミュレーション機能を使ってテストを行うことができますが、複雑なプログラムの場合、ソフトウェアのシミュレーションだけではプログラムが正しいかどうかを判断するのは難しいです。 2、プログラムをPLCにダウンロードして、オンラインでデバッグする。装置が動かない、または動作中に異常が発生した場合は、まずプログラムを修正しないでください。おそらくセンサーの調整が不十分なだけです。センサーに問題がないことを確認してから、プログラムを修正してください。 第七歩：デバッグが完了したら、再度プログラムを編集する。前のステップでのデバッグによりプログラムに変更が加えられたため、もう一度全体をチェックまたは編集し、最終的なプログラムをPLCにダウンロードする必要がある。 第八ステップ：プログラムの保存 このステップでは、プログラムをどこに保存するかという点に注意する必要がありますPCのハードディスク？フラッシュメモリデバイス？外付けHDD？もちろん、これらはすべてダメで、これらのストレージデバイスはすべてウイルスに感染する可能性があります。したがって、プログラムは必ず、そして唯一、光ディスクに書き込む必要がある。それにもう一つ問題があります。焼成のプログラムはどのプログラムでしょうか？以前に、最終的な調整と修正が完了したプログラムをPLCにダウンロードしました。PLCがそのプログラムを問題なく実行できた場合、そのプログラムをPCにアップロードし、ディスクに書き込みます。 上記のすべては安全のためです。 第9ステップ：レポートの作成 プログラミングが完了したら、最後にデバッグレポートを作成し、遭遇した問題やプログラムの難点を一つ一つ記録しておくべきです。長い時間が経つと、自分自身もプログラムの特定のテクニックを忘れてしまう可能性があるからであり、同時に他の同僚が自分が書いたプログラムを理解しやすくなるからです。