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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


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⾏う⾮営利団体

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などの応⽤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


PLCopen® の技術仕様


インダストリー4.0参照アーキテクチャモデル報告書

首尾一貫したエンジニアリング

→ AutomationML

通信層の実装方法

→ OPC UA


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プログラムと⽣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、

⽣産システムの各種エンジニアリングツール連携


PLCがOPC UA通信機能を搭載

UA以前の OPCクラシックでは制御層とMES層をOPCで接続するためのサーバーマシンが介在。PLC間は様々な制御層プロトコル。

OPC_UAはプラットフォーム(OS)⾮依存でフットプリントが⼩さいため個々のPLCに通信機能が搭載できる。

OPC UA搭載PLCを前提に以下の仕様をPLCopenと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


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

OPC UAサーバが公開するアドレス空間

PLC内部のIEC 61131-3プログラム

マッピング仕様を2010年にリリース。


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サーバへ接続に⽤いる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。


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プログラムと⽣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、

⽣産システムの各種エンジニアリングツールとの連携


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。


PLCopen XMLによるエンジニアリングツール連携


独インダストリー4.0 と AutomationML


PLCopen XML と AutomationMLとの連携①

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

⼯場の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、連携⽤データフォーマットとして利⽤されている

※AutomationMLアソシエーション講演資料より転載


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 を採⽤している

※AutomationMLアソシエーション WhitePaper Part1 より転載


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による段取替えモデリング

AutomationMLの特徴の１つとして、⼯場の⽣産設備（Resource）の構成

に加え、⽣産対象たる製品(Product)のパーツ構成と

その組み合わせのバリエーション、⽣産に必要な⼯程知識(Process)

の3者とその間の関係を表現することで、⼯場の⽣産能⼒のモデリングを狙っている。

この特徴を使って⽣産設備のスマート段取替えの研究が欧州にて⾏われている。

AutomationMLの Resource-Product-Processモデル概念図



AutomationMLによる段取替えモデリング②

“設備(Resource)”、“製品(Product)”、“⼯程(Process)” によって表現される⽣産能⼒を“Skill”と呼び、そのマッチングによって⽣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、それに伴って⼊れ替える制御プログラム・レシピ・設定情報)の⾃動導出を図る。

AutomationMLによる自動車組み立てラインの能力モデリング例



インダストリー4.0に向けた今後の取り組み

⽣産設備のコンポーネント化、スマート段取り替え(POU再利⽤/組み換え、レシピ、設定パラメータの⼊れ替え)等の実現検討

⇒ スマート⽣産設備に対応したPLC制御ソフト設計/構成変更⽅法の研究⇒ IEC 61131-3 Ed.3 オブジェクト指向拡張の効果的利⽤の研究

⽣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。


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PLCopen® is a registered trademark owned by the association PLCopen, as well as the PLCopen logos

ご清聴ありがとうございました。

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