最近では設備のネットワーク化の動きが広がってきており、ＲＳ２３２Ｃ、ＲＳ４２２／４８５(※3)インターフェース等しか持たない古い機器との接続をしなければならないこともあります。
ＦＡ(※4）などの現場で使用される機器はＥｔｈｅｒｎｅｔインターフェースを持つものが増えてきましたが、まだまだＲＳ２３２Ｃなどシリアルインターフェースしか持たない機器が多い状況です。
ＲＳ２３２Ｃインターフェースを持つ機器は多く、それらをすべてＥｔｈｅｒｎｅｔインターフェースの機器に入れ替えようとすると多くのコストがかかってしまいます。
そのようなときに通信プロトコル変換を行う機器を追加するだけで容易に異なるプロトコルを持つ機器を接続することが出来ます。
その通信プロトコル変換を実現する方法はいろいろと考えられます。
例えば、市販の通信プロトコル変換器の場合、ソフトウェアの変更ができないため特殊プロトコルに対応できません。
また、パソコンを使用した場合、ハードディスクの故障などがあるため動作の安定性に問題があります。万一パソコンが故障してしまうと復旧するまで機器の制御が出来なくなります。
動作の安定性以外にさまざまなインターフェースを組み合わせる場合などシステム構成の拡張性を考慮するとＰＬＣを使用する方が有効と考えます。
実際に以下の構成を例にして、どのように通信プロトコル変換を実現するか説明します。
端末を制御するコントローラと、それらの設定及び監視を行うタッチパネルで構成されているシステムがありました。
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| 図1 現在のシステム構成 |
図1の構成からタッチパネルを別機種に交換することになり、さらにタッチパネルを既存のネットワークに参加させるシステムに更新します。
このとき更新対象はタッチパネルのみで、コントローラや既存のネットワーク機器は変更しないものとします。
そうした場合に以下の問題が発生します。
・通信媒体がＲＳ２３２ＣとＥｔｈｅｒｎｅｔで違うため接続できない
・プロトコルが違うため通信をすることができない
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| 図2 システム更新後に通信媒体、プロトコルの問題 |
そこでコントローラとＥｔｈｅｒｎｅｔ対応機器の間にＰＬＣを入れ通信媒体の違いを吸収し、ＰＬＣのソフトウェアで通信データの加工を行い、通信プロトコル変換を行います。
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| 図3 ＰＬＣを使用した通信プロトコル変換 |
図3のように、シリアルユニットとコントローラを接続し、ＥｔｈｅｒｎｅｔユニットとＥｔｈｅｒｎｅｔ対応機器を接続することでコントローラとパソコンなどが通信できる環境ができあがります。
最後にＰＬＣを使用した通信プロトコル変換のメリット・デメリットを記述したいと思います。
【メリット】
・ＰＬＣを使用することで両側の機器に手を加えることなくプロトコルを吸収できます。
・複数のＲＳ２３２Ｃ機器をＥｔｈｅｒｎｅｔ接続したい場合、ＰＬＣにシリアルユニットを増設することで可能となります。（図4）
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| 図4. ＰＬＣのユニット構成によってシステム拡張が可能 |
・ＰＬＣを接続する機器に応じたユニット構成にすることで様々なインターフェースの通信プロトコル変換を行うことが出来ます。
・ＲＳ２３２Ｃ通信をする機器とＥｔｈｅｒｎｅｔ上に接続されている複数の機器を１対ｎで通信させることができます。（図5）
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| 図5 ＲＳ２３２Ｃ機器とＥｔｈｅｔｎｅｔ機器で１対ｎの通信 |
【デメリット】
・通信速度面
通信プロトコル変換のためにＰＬＣが入ることでＰＬＣの処理時間だけ通信の応答速度が低下します。
通信速度を極力低下させないようにＰＬＣでは処理速度を優先したプログラムを作成するように考慮します。
ただし、場合によっては機器間のタイムアウト時間の見直しが必要になります。
・コスト面
例えば通信データの加工が必要なく、ＲＳ２３２ＣとＥｔｈｅｒｎｅｔの変換のみの用途であれば、プロトコル変換器を使用することでコストを低く抑えることが出来ます。
ただし、両側の機器に手を加えるコストを考慮しますと、ＰＬＣでプロトコルを吸収する方がより安価になると思われます。
今回はＰＬＣを使った通信プロトコル変換をご紹介しました。他にも通信プロトコル変換方法がありますので、メリット、デメリットを検討してお客様のご要求に見合った方法を選定していかなければなりません。
| (※1) |
ＰＬＣ：プログラマブルロジックコントローラ（Programmable Logic Controller）のこと。生産設備の自動化に最も多く利用されている機械制御用途に特化したコンピュータ。 |
| (※2) |
ＲＳ２３２Ｃ：Recommended Standard 232 version Cのこと。もともとは米国EIA（The Electronic Industries Alliance）でEIA-232-D/Eとして規格化されたシリアル通信の規格の１つ。シリアル通信方式として最も普及している。 |
| (※3) |
ＲＳ４２２／４８５：作動信号による伝送方式。送信と受信の信号線を＋と−の作動信号にすることにより、ノイズを打ち消し長距離の延長（最大１．２ｋｍ）が可能になる。ＲＳ４８５はマルチドロップ接続が可能である。 |
| (※4) |
ＦＡ：Factory Automationのこと。工場においてコンピュータによる生産工程の自動化を図ること。 |
