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あうぜん
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プログラミングコース P06 PLC通信制御 TCPネットワーク上に接続された PLCとの通信を学ぶ （TCP/IP & RS-485 Interface） 株式会社ペリテック
本コースで習得すべき内容 ① LabVIEW TCP関数を使用してTCPネットワーク上に接続されたデバイスとの通信 プログラムが作成できるようになること。 ② PLCと通信するプログラムを作成することによってPLC側のパラメータ設定を学ぶ こと。 ③ PLCに接続されている装置（本コースでは、ヒータとポンプ）を制御する方法を学ぶ こと。 ④ NIが推奨しているキューメッセージハンドラ（生産者／消費者デザインパターン）を 使用してLabVIEWプログラムが作成できるようになること。 ⑤ 波形チャートを使用して計測データのグラフ表示を行うLabVIEWプログラムが作 成できるようになること。 ※ NI＝米国ナショナルインスツルメンツ社 ※ PLC＝Programmable Logic Controllerの略でシーケンサとも呼ばれる。
本コースでプログラミングを学ぶシステム構成 温度 調節計 PLC
本コースで作成するプログラムの機能 ① LabVIEW TCP関数を使用してPLC内データメモリのRead/Writeを行うプログラムを作成する。 ② キューメッセージハンドラ（生産者／消費者デザインパターン）を使用する。 ③ PLCに接続されているスイッチBOXの状態がモニタできること。 ④ 画面にポンプON/OFFスイッチを配置してポンプのON/OFFが制御できること。 ⑤ 画面にヒータON/OFFスイッチを配置してヒータのON/OFFが制御できること。 ⑥ PLCとの通信周期が設定できること。 ⑦ 温度調節計から温度データを取得して数値表示、グラフ表示すること。
本コースで配布するプログラムの画面設計
Step①使用するTCP関数 下記４つの関数を使用してPLCと通信を行います。 ①TCP接続を開く ②TCP読み取り ③TCP書き込み ④TCP接続を閉じる
Step②PLC通信ドライバの説明 MELSEC QnA 3E Driver.vi
Step②PLC通信ドライバの説明 （つづき） MELSEC QnA 3E Driver.vi
Step②PLC通信ドライバの説明 （つづき） このドライバを使用して通信するには、PLC側の設定が必要となります。 設定内容については、別資料【PLC側の設定】を参照してください。
Step③スイッチBOXとPLCデータメモリのI/O表 QX40 ： 入力ユニット QY10 ： 出力ユニット
Step④テストプログラムでPLCとの通信を確認する。 MELSEC QnA 3E 教育用.VI 制御BOXにLANケーブルを接続してスイッチBOXの状態をモニタする。 （注）WRITEは実行しないでください。制御BOXのリレーが破損する場合があります。
Step⑤RS-485 MODBUS通信ドライバの説明 ・RS-485 モード ・ボーレート ・データビット ・パリティ ・ストップビット ・フロー制御 ：Wire2-Auto ：19200 ：8 ：None ：1 ：なし PZ900 MODBUS Driver.VI RS-485 トランシーバ制御のサンプルVIを参考に作成しています。
Step⑤RS-485 MODBUS通信ドライバの説明 （つづき） このドライバを使用して通信するには、調節計側の設定が必要となります。 設定方法については取扱説明書を参照してください。
Step⑥テストプログラムで温度調節計との通信を確認する。 PZ900 PV値 test.vi
Step⑦生産者／消費者デザインパターンでメインVIを作成する。
Step⑧キューで送信するメッセージを列挙定数で作成する。 配付するプログラムは、以下のように処理を分割し て作成しました。 ①initialize ：初期化処理① ②wait ：idle loop ③monitor ：計測データ保存処理 ④pomp control：ポンプ制御処理 ⑤heater control：ヒータ制御処理 ⑥exit : プログラム終了処理
Step⑨生産者ループのイベント処理を作成する。 配付するプログラムは、以下のように イベント処理を作成しました。 複雑な処理は実行せず、ファイル操作 及び計測処理はキューで消費者ループ へ処理の実行を通知します。 ①Graph Clear：値変更 ②通信周期：値変更 ③ポンプ制御：値変更 ④ヒータ制御：値変更 ⑤Exitボタン：値変更
Step⑩消費者ループのinitializeを作成する。 スタックシーケンス0： プログラム終了時、ファイルに保存した 画面設定データを読み込んで再現す る処理を作成しています。 スタックシーケンス1： 画面の初期化とPLC通信ドライバの Openを実行しています。
Step⑪消費者ループのwaitを作成する。 通信周期で設定されている時間（msec）待機します。 Monitor処理をキューに入れて次の計測を起動します。
Step⑫消費者ループのmonitorを作成する。 画面上の温度計測スイッチがONのとき温度調節計から温度データをReadします。 PLCからデータメモリをReadしてスイッチBOXの状態を更新します。 wait処理をキューに入れて起動します。
Step⑬消費者ループのpomp controlを作成する。 画面上のポンプスイッチの状態に応じて該当するPLCのデータメモリをON/OFF します。（スイッチBOXの状態が自動で開始OFFの時のみ実行します。）
Step⑭消費者ループのheater controlを作成する。 画面上のヒータスイッチの状態に応じて該当するPLCのデータメモリをON/OFF します。（スイッチBOXの状態が自動で開始OFFの時のみ実行します。）
Step⑮消費者ループのexitを作成する。 PLC通信ドライバのCloseを実行して消費者ループを終了させています。
まとめとポイント ① PLC通信 ① TCP関数を使用して内部メモリのRead/Writeを行うドライバを作成する。 ② PLC側の設定（IPアドレス、ポート番号、プロトコル選択）が必要。 ③ PC側もローカルエリア接続にIPアドレスを設定する。 ② RS-485通信 ① RS-485トランシーバ制御のサンプルVIを利用する。 ② MODBUSメッセージフレームの表現には、ASCIIとRTU（バイナリ）が存在する。 ③ RTU（バイナリ）の場合には、終端文字列（デリミタ）がないので受信データ数をあらかじ め算出しておく必要がある。 ③ メインVIの作り方 ① キューメッセージハンドラ（生産者／消費者デザインパターン）を使用する。 ② キューで送信するメッセージは列挙定数をタイプ定義して作成する。
付録．１ RS-485とMODBUSプロトコル
付録．２ RS-485 ２線式伝送の配線図 Slave Device NI USB-485 NI USB-485 凸Pinの説明 2線式伝送（半二重）では、マスタ側のTransmit Data (TXD+)およびReceive Data (RXD+)は、スレーブ側のTXD+およびRXD+へ合 わせて配線します。同様に、マスタ側のTXD-およびRXD-も、スレーブ側のTXD-およびRXD-へ合わせて配線します。