株式会社 ソフテック
制御用ソフトウェアの受託開発を手がけて５２年の経験と
受注案件６９９５件（2024年3月末時点）の実績
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私はPLCソフトウェア開発を担当しております。
おかげさまで今まで色々な分野のPLCソフトウェアを担当させていただきましたが、直近の案件で、7万点近くの数値データを取り扱うことがありました。
そこで初心に帰るという意味もこめまして、今回の技術レポートでは、PLCでの数値データ取り扱いについて、実践的な形でのラダープログラムを紹介したいと思います。
なお、一口に数値データといっても、整数、実数、BCD、バイナリなど様々な形式がありますが、今回は整数データを取り扱ったラダープログラムを紹介します。
まず、ラダープログラムで取り扱える数値データについて簡単に触れておきます。
ラダープログラムで取り扱える数値データは、PLCメーカー／機種によって異なります。
以下に、主要PLCメーカー／機種で取り扱える数値データ（整数データ／実数データ）をまとめてみます。
なお、機種は現状の最新機種を対象としています。
| メーカー | 機種 | 整数データ | 実数データ |
|---|---|---|---|
| 三菱電機 | Qシリーズ | 2バイト符号有 4バイト符号有 |
単精度浮動小数点（4バイト） 倍精度浮動小数点（8バイト） |
| 横河電機 | FA−M3シリーズ | 2バイト符号有 4バイト符号有 8バイト符号有 |
単精度浮動小数点（4バイト） 倍精度浮動小数点（8バイト） |
| オムロン | CJシリーズ | 2バイト符号有 2バイト符号無 4バイト符号有 4バイト符号無 |
単精度浮動小数点（4バイト） 倍精度浮動小数点（8バイト） |
| キーエンス | KV-5500/5000/3000シリーズ | 2バイト符号有 2バイト符号無 4バイト符号有 4バイト符号無 |
単精度浮動小数点（4バイト） 倍精度浮動小数点（8バイト） |
表1. 主要PLCメーカー／機種で取り扱える数値データ
ラダープログラムに限りませんが、数値データを扱う上で、データ型は非常に重要です。データ型を間違えて演算を行うと正しい結果が得られず、重大なトラブルに繋がる可能性もあります。
ソフテックでは、ラダープログラムで数値データを扱うとき、デバイスのコメントに、必ずデータ型を記載します。
データ型の記載方法ですが、演算命令に準拠すると分かりやすいと思います。
ラダープログラムの演算命令では、扱うデータ型をアルファベット1文字で表現することが一般的なので、そのアルファベットに使用する、というものです。
「アルファベット1文字＋数字」で記載することができるので、デバイスコメントの文字数制限を圧迫することもありません
図1に横河電機製FA−M3を使用した場合のデバイスコメントを示します。
図1. デバイスコメント例
図1において、各デバイスで扱う数値データは、以下となります。
図2のモデルは、温度コントローラから通知される温度データについて、PLCが最大／最小／平均温度を求め、パソコンに通知する、というものです。
ここでは、最大／最小／平均温度を求めるラダープログラムを作成してみます。
なおPLCは横河電機製FA-M3シリーズとします。
図2. モデル1
モデル1のデバイスコメントを図3に示します。
D111〜に演算過程で使用するワークデバイスをマッピングしています。
図3. モデル1 デバイスコメント
モデル1の最大温度、最小温度を求めるラダープログラムを図4に示します。
図4. モデル1 最大温度、最小温度
モデル1の平均温度を求めるラダープログラムを図5に示します。
温度1と温度2を加算して合計温度を算出し、合計温度を2で除算して平均温度を求めています。
合計温度を算出するときは、オーバーフロー／アンダーフローを防ぐため、合計温度を4バイト整数で算出しています。
数値データの演算を行うときは、オーバーフロー／アンダーフローが発生しないように常に気を配る必要があります。
図5. モデル1 平均温度
図6のモデルについて、最大／最小／平均温度を求めるラダープログラムを作成してみます。
モデル1との相違点は、I/Fのデータ型が符合無整数という点です。
図6. モデル2
モデル2のデバイスコメントを図7に示します。
D211〜に演算過程で使用するワークデバイスをマッピングしています。
図7. モデル2 デバイスコメント
モデル2では、まず温度1、温度2の符号無整数を4バイト整数に拡張します。
そのラダープログラムを図8に示します。
横河電機製FA-M3シリーズは符号無整数をサポートしていないため、符号無整数をデータ拡張して扱う必要があります。
今回は、2バイト符号無整数を、4バイト（符号有）整数に拡張して扱います。
図8. モデル2 符号無整数拡張
モデル2の最大温度、最小温度を求めるラダープログラムを図9に示します。
入力温度と最大／最小温度の比較命令では、拡張した4バイト整数を使用します。
図9. モデル2 最大温度、最小温度
モデル2の平均温度を求めるラダープログラムを図10に示します。
温度1と温度2を加算して合計温度を算出し、合計温度を2で除算して平均温度を求めています。
図10. モデル2 平均温度
オムロン製CJシリーズ、キーエンスKVシリーズは符号無整数をサポートしているため、横河電機製FA-M3シリーズのように2バイト符号無整数を、4バイト整数に拡張して扱う必要はありません。
以下に、キーエンスKVシリーズでのプログラム（スクリプト記述形式）を示します。
デバイスアドレスの後に記述されているものは、サフィックスと呼ばれるものでデータ型を表します。“.U”は2バイト符号無整数です。
' ================================================================================
' モデル２ 最大／最小／平均温度
' ================================================================================
'------------------------------------------
' 最大温度を求める
D00216.U = 0 ' 最大温度をデータ範囲最小の0で初期化
IF (D00201.U >= D00216.U) THEN
D00216.U = D00201.U ' 最大温度を温度01とする
END IF
IF (D00202.U >= D00216.U) THEN
D00216.U = D00202.U ' 最大温度を温度02とする
END IF
D00204.U = D00216.U ' パソコンIFデバイスに、最大温度を格納
'------------------------------------------
' 最小温度を求める
D00218.U = 65535 ' 最小温度をデータ範囲最大の65535で初期化
IF (D00201.U <= D00218.U) THEN
D00218.U = D00201.U ' 最小温度を温度01とする
END IF
IF (D00202.U <= D00218.U) THEN
D00218.U = D00202.U ' 最小温度を温度02とする
END IF
D00205.U = D00218.U ' パソコンIFデバイスに、最小温度を格納
'------------------------------------------
' 平均温度を求める
D00206.U = (D00201.U + D00202.U) / 2 ' 温度01と温度02を足して2で割る
いかがでしたでしょうか？
今回は数値データの中でも、整数データにスポットをあててラダープログラムを紹介させていただきましたが、別の数値データ（実数、BCD等）についても書いてみたいと思っております。
本稿が少しでも皆様のお役に立てていただければ幸いです。
（Y．S．）
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