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PLCの処理負荷を減らすには? FLC搭載リモートI/Oによる分散処理の仕組み

ホワイトペーパー

IO-Linkデータの前処理、コンベアの速度監視、混流生産でのパラメータ切り替えなど、現場制御の活用例を解説

「センサやIO-Link機器の増加によって、PLCで処理するデータが増えている」
「リモートI/Oで信号を前処理し、必要なデータだけをPLCへ送りたい」
「混流生産におけるセンサのパラメータ変更を効率化したい」

こうした制御設計上の課題はありませんか?

従来のリモートI/Oは、センサやアクチュエータの入出力信号を集約し、PLCとの間でデータを中継する役割が中心でした。

しかし、リモートI/O自体にプログラミング機能を持たせることで、現場での簡易制御やデータの前処理が可能になります。

本資料では、TURCKのプログラマブルリモートI/O「TBEN-S・TBEN-L・FEN20シリーズ」を取り上げ、フィールドロジックコントローラ(FLC)機能による分散処理の仕組みと、具体的な活用例を解説します。

**【本資料でわかること】**

**1. プログラマブルリモートI/Oとは?**

- 従来のリモートI/OとプログラマブルリモートI/Oの違い
- FLC機能を使った現場での簡易制御・分散処理
- PLCとリモートI/Oの役割分担による制御構成の考え方
- EtherNet/IP、PROFINET、Modbus-TCPへのマルチプロトコル対応

**2. Webブラウザによるロジック設定**

- FLC機能と無償プログラミング環境「ARGEE」の概要
- 入力信号に対する論理演算と出力アクションの設定
- プログラムの保存・転送とメンテナンスへの活用

**3. PLCの処理負荷を軽減するデータ前処理**

IO-Linkデバイスから取得したデータをFLC側で前処理し、必要な情報だけをPLCへ転送することで、PLCの処理負荷や通信データ量を抑える仕組みを紹介します。

**4. 現場での具体的な活用例**

- **コンベアの速度監視:** 2つのパルス間隔から回転速度を算出し、設定したしきい値に応じてアラートを出力
- **混流生産のパラメータ切り替え:** ワークごとのIO-Linkデバイス設定を保存し、PLCからの信号に応じて切り替え
- **PLCとの通信異常時の制御:** あらかじめ設定したロジックに基づき、通信異常時に現場側で所定の動作を実行
- **制御システムのモジュール化:** リモートI/O単位で制御機能を分散し、設備構成の柔軟性やメンテナンス性の向上を図る

**【このような方におすすめ】**

- PLCの処理負荷や通信データ量を見直したい制御設計者
- IO-Link機器のデータ活用を進めたい生産技術担当者
- コンベアなどの速度監視・簡易制御を検討している装置設計者
- 混流生産でのパラメータ切り替えを効率化したい設備担当者
- 分散型制御やプログラマブルリモートI/Oの導入を検討しているSIer

リモートI/Oを単なる信号の中継装置としてではなく、現場でデータ処理や簡易制御を担う機器として活用するための技術資料です。

このカタログについて

ドキュメント名 PLCの処理負荷を減らすには? FLC搭載リモートI/Oによる分散処理の仕組み
ドキュメント種別 ホワイトペーパー
ファイルサイズ 784.6Kb
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このカタログの内容

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ターク・ジャパン株式会社 リモートI/Oなのにプログラミングが可能!? 「プログラマブルリモートI/O」のメリットとは 従来のリモートI/Oとは違い、使い方次第でさまざまな効果が得られる 今や産業用の機械や設備のいたるところで利用されている、リモート I/O。それが単なる中継装置でなく、プログラム による簡易制御が可能なものだとしたら、FA環境にどのような変化が起きるのだろうか。FA環境を変革させる可能 性を秘めた「プログラマブルリモート I/O」について紹介しよう。 スマートファクトリーを実現 ラインの迅速な立ち上げやダウンタイム短縮などの効果 するために センサの数と情報量が増大 が期待できることから、急速に普及しつつある状況だ。  こうした動向が加速していく中で、I/Oデバイスとデータ  産業用の機械や設備の監視、制御の内容は、時代の流 量が増加し、PLCは従来の役割である機械制御のほかに、 れとともに高度化し続けている。FAの取り組みは、かつ IoTに必要なデータ収集とデータ処理を実行し、上位側の て省力化やタクトタイム短縮、歩留まり向上などがメイン MES(製造実行システム)や ERP(統合基幹業務システ 課題だったが、近年では、無人化や IoT化などを目指すま ム)などへの情報伝達というタスクも追加され始めた。そ でになってきた。そのため機械や設備には、これまで以上 のため、IoTを導入する製造現場では最新かつ高機能な に多数のセンサやアクチュエータが用いられるようになり、 PLCの導入が不可欠となっている。 それらがやり取りするデータも内容が高度化し、情報量が 簡易プログラム機能を搭載し 急速に増大しつつある。単に制御するだけであれば、簡易 分散処理で課題を解決 な情報(例えば、ON/OFFの 1ビット信号)で済んでいた が、IoT化して予兆保全などを目指すとなれば、詳細なプ  こうした状況に対し、独自の対策案を製品に盛り込んだ ロセスデータが求められるのだ。 FA 機器メーカーがある。ドイツに本社を置き、FAおよび  また並行して、I/Oデバイスとそれらを制御するPLC(プ PA(プロセスオートメーション)用の各種センサおよび産 ログラマブルロジックコントローラ)との間の通信経路も変 業用ネットワーク機器大手の TURCK(ターク)だ。同社 化してきた。かつてはすべての I/Oデバイスが PLCに直結 では、リモート I/Oで分散処理・分散制御を行うという独 されていたのに対し、近年では、フィールドバスや産業用 自の発想に基づき、ロジックプログラムによる簡易制御機 イーサネットなどの技術によりネットワーク化され、いった 能を搭載したプログラマブルリモート I/O「TBEN・FENシ んリモートI/Oに複数の I/Oデバイスを接続して信号経路を リーズ」を提供して 集約する接続形態が一般的になっている。昨今では、セン いる。外見は一般 サやアクチュエータ用のデジタル通信技術として、IO-Link 的なリモート I/O (IEC規格 61131-9)が台頭してきた。IO-Linkでは、プロ そのもので、基本 セスデータとステータス情報のほか、I/Oデバイスに関する 的な機能や使い I/Oデバイスデータやエラー時のイベントデータなどをサ 方も従来のリモー ポートし、よりスマートなデータ通信を可能にするだけでな ト I/Oと変わらな く、I/Oデバイスの配線の標準化、設定や異常検知を容易 プログラマブルリモート I/O製品群 い。つまりセンサ 「TBEN-Lシリーズ」「TBEN-Sシリーズ」「FEN20 に行えるなど多くの特長を備えている。これにより、生産 シリーズ」の 3シリーズがあり、それぞれ多彩なモ やアクチュエータ デルをラインアップ 1 リモート I/Oなのにプログラミングが可能 !?「プログラマブルリモート I/O」のメリットとは
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の入出力信号を集約して、産業用ネットワークのスレーブ として利用する。また、同一型番でマルチプロトコル (EtherNet/IP、PROFINET、Modbus-TCPの 3 種類を自 動で認識)に対応し、IO-Linkのほかシリアルやアナログ、 RFIDに対応するラインアップが用意されているため、多 彩な環境に適用可能だ。 標準搭載の簡易制御機能で さまざまな処理を容易に実現 リモート I/O単体で 2つのパルス間の時間を計測、さらに回転速度に変換し、設定し  他のリモート I/Oと大きく異なるのは、簡易制御機能 た速度の閾値によってアラートを発する。主にコンベアなどの速度制御で使用される 「フィールドロジックコントローラ機能(FLC)」を標準で 必要なデータだけを PLC側へ送ることで効率的なデー 搭載し、これを無償で利用可能としている点だ。ちなみに タ通信が実現できる。 TURCKでは、この製品群を単なるリモート I/Oと区別す  また、制御システムを FLC対応リモート I/Oごとにモ る際には「、プログラマブルリモート I/O」、あるいは「フィー ジュール化することにより、制御システムのフレキシブル ルドロジックコントローラ(FLC)」とも呼んでいる。 性とメンテナンス性向上を図ることもできる。また、あら  FLCは、専用プログラミングツール ARGEE(A Really かじめ所定の動作を FLCにプログラムしておくことで、 Great Engineering Environment)上で、入力に対する PLCとの通信がダウンした際に機器や設備を安全な状態 論理演算と、その結果に対するアクション(出力)を記 で停止させるといったことも可能だ。 述する形となっており、活用次第でさまざまな処理を行  さらに FLC機能には、複数の IO-Linkポート設定/デ うことができ、かつ習得は難しくない。プログラミング バイスパラメータを保存しておく機能もある。これを利用 ツールの ARGEEはWebブラウザ画面上に展開しプロ すれば、混流生産の際の工数も削減することができる。考 グラミングを実行する。プログラムはファイルとして保 え方は簡単で、まずは事前に各ワークに応じた複数のパラ 存可能で、メンテナンス時、新しい FLCにはWebブラ メータセットと、その切り替えトリガー信号を FLCに保 ウザを経由してプログラムの転送が可能。 存しておく。稼働時は、センサ等の情報に基づき PLCが  FLC機能は、リモート I/Oに直接接続されている I/O 品物の種類を判別、メッセージ通信やトリガー信号を送っ 機器の制御を実行するが、簡易的なネットワークマスタ て FLCにパラメータセットを切り替えさせるだけだ。こ 機能(EtherNet/IPスキャナとModbus-TCPクライアン のような使い方をすれば、いちいち手動で I/Oデバイス設 ト)にも対応し、FLCを稼働させたリモート I/Oをネッ 定を変更する必要もなく、PLCへの追加プログラミング トワークマスタとして複数のリモート I/Oを制御するこ も最小限、フィールドバスの通信も圧迫せずに済む。 とも可能である。  以上のように、FLCを取り入れることで、PLC+リ  IO-Linkデバイスを導入する際にも、FLC機能を活用 モート I/Oにないメリットを得ることができる。その効果 することで PLCの負荷を抑えることが可能だ。IO-Link は、アイデア次第、使い方次第だ。ぜひ一度、カタログ デバイスからの IO-Linkデータを FLC機能で前処理し、 やターク・ジャパンのWebサイトを確認してほしい。 ターク・ジャパン株式会社 〒101-0041 東京都千代田区神田須田町2-13-12 秋芳ビル6F お問い合わせ TEL. 03-5298-2128 Email. japan@turck.com https://www.turck.jp/ja/field-logic-controller-5583.php すべての製品名、サービス名、会社名、ロゴは、各社の商標、または登録商標です。 製品の仕様・性能は予告なく変更する場合がありますので、ご了承ください。 2 リモート I/Oなのにプログラミングが可能 !?「プログラマブルリモート I/O」のメリットとは