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５３年の経験と
受注案件７０７９件（2024年9月末時点）の実績
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この度ソフテックでは、ターク・ジャパン株式会社が扱うリモートI/Oやワイヤレスコントローラ製品とModbus TCPプロトコルで通信し、レジスタのデータを取得・ロギングするデータロガーアプリケーション「センサデータロギングツール」を受託開発いたしました。本号ではその開発に触れ、アプリの使用方法についても解説していきます。
同社が扱うTURCK製リモートI/Oやワイヤレスコントローラは、EtherNet/IP、Modbus TCP、PROFINETのマルチプロトコル対応で、様々なメーカのPLCやNC等のコントローラと接続が可能です。従来のニーズではPLCやNC等でのデータ収集及び制御を完結するシステムがほとんどでしたが、昨今ではDX化の流れによって、PLCやNCでの制御と並行して、PCによる現場データのデータ収集及びデータ活用や、様々な場所にセンサが導入される事で、より簡単にセンサデータのモニタリングを求められる様になりました。そうした要望を受けてこのたび弊社にご依頼いただきましたのが、複数のプロトコルを同時に通信可能な製品の特徴を活かし、Modbus TCPプロトコルでLAN上のリモートI/O機器と周期的に通信し、データを収集・ログ出力するWindowsアプリ「センサデータロギングツール」（以下、本アプリ）の開発です。
Modbus TCPとは、PLCとの通信のために策定されたModbusプロトコルを、TCP/IPというインターネット通信プロトコルを基盤に拡張したもので、開発は25年前ながら今なお多くの産業向け機器に採用される通信規格です。Modbus TCPについては第155号「PLCでModbus TCP通信 〜横河電機社製での実装例〜」やその後の号でも何度か取り上げておりますので、ぜひページ最下部のリンクからご覧ください。
また、本アプリは最新でない環境でも実行できるように.Net Framework 3.5で設計されているため、Windows 7以降の32bit/64bitシステム上で使用可能です。言語は日本語と英語に対応しています。
本アプリの主な機能は、次のようなものです。
これらの機能によって、簡易的ながらも、TURCK社製/Banner Engineering社製デバイスのユーザーが、各機器のデータを一括で監視し、またログから長い期間のデータに対して分析をかけることが可能になります。
ここから先では、本アプリの使用方法をデモンストレーションしていきます。デモンストレーションでは次の機器を使用します。
機器構成は次の画像に示します。
上記構成におけるTBEN-S2-4IOLのレジスタアドレス割付は下表の通りです。
表1. 本号におけるTBEN-S2-4IOLのレジスタアドレス割付
| レジスタ番号 | モジュールポート | 項目 |
| 2 (0x0002) | IO-Link Port1 | RI360P0: 角度情報(シングルターン) |
| 3 (0x0003) | RI360P0: 回転数情報(マルチターン) bit3-15 マルチターンエラー bit2 回転エレメント未検出 bit1 回転エレメント検出状態不安定 bit0 |
|
| 4-17 (0x0004 - 0x0011) | なし | |
| 18-33 (0x0012 - 0x0021) | IO-Link Port 2 | なし |
| 34-49 (0x0022 - 0x0031) | IO-Link Port 3 | なし |
| 50-65 (0x0032 - 0x0041) | IO-Link Port 4 | なし |
上記構成におけるDXM700のレジスタアドレス割付は下表の通りです。
表2. 本号におけるDXM700のレジスタアドレス割付
| レジスタアドレス (番号) | 項目 | 端末 |
| 0 (0x0000) | 温度(摂氏) | DX80 – QM30 |
| 1 (0x0001) | 温度(華氏) | |
| 2 (0x0002) | Z軸RMS速度 | |
| 3 (0x0003) | X軸RMS速度 | |
| 4 (0x0004) | Z軸RMS加速度 | |
| 5 (0x0005) | X軸RMS加速度 |
筆者注） DXM700のレジスタアドレス割付はBanner Engineering社によって頒布されている「DXM Configuration Tool」によって変更可能です。
なお、機器側の設定方法については本号ではご説明いたしませんので、各機器のマニュアルをご参照ください。
本アプリを使用するには、まず、「データ取得設定」を登録します。
初めて本アプリを起動すると、画面下部の【データ取得設定】のテーブルに、設定が一つ登録されています。
下部の[編集]ボタンをクリックすると、この設定を編集するダイアログが表示されます。このダイアログで、ネットワーク上のどのリモートI/Oのどのアドレスのデータを、アプリ内レジスタのどこにリマップするかを指定できます。画像では、ローカルネットワーク上のアドレス"192.168.1.250"にあるリモートI/O（今回の場合、TBEN-S2-4IOL）のレジスタアドレス2から2WORD分を取得し、アプリ内レジスタの0からのエリアにリマップするよう指定しています。
設定ダイアログで[OK]を選択すると、【データ取得設定】のテーブルに設定が反映され、【データロギング設定】のテーブルには指定したIPアドレスと対応するレジスタアドレスがリマップされています。
このまま、ローカルネットワーク上のアドレス"192.168.1.240"にあるDXM700からもデータを取得するよう登録していきます。
下部の[追加]ボタンをクリックすると、データ取得設定を新規追加するダイアログが表示されます。今度は、"192.168.1.240"のレジスタアドレス0から6WORD分取得し、アプリ内レジスタの6からのエリアにリマップするよう指定しました。
設定ダイアログで[OK]を選択して、【データ取得設定】のテーブルと【データロギング設定】のテーブルに設定とリマップが反映されたことを確認します。
これで「データ取得設定」の登録は完了です。画面上部の[接続]ボタンを押すと、右上のステータスが"オンライン"になり、リモートI/Oのレジスタのデータを取得できます。
取得したデータを加工したり、ログファイルに出力したりするには、「データロギング設定」を編集します。
【データロギング設定】のテーブルでリマップされたデータの一つを選択して下部の[編集]ボタンをクリックすると、このデータについて設定を編集するダイアログが表示されます。画像では、取得したデータを符号なし16bit整数（UINT）として扱い、"0.0055 * x"という式でスケーリングするよう指定しています。
設定ダイアログで[OK]を選択すると、【データロギング設定】のテーブルに設定が反映されます。リモートI/Oに接続すると、取得したデータが設定した数式通りに加工されていることを確認できます。
スケーリングの他に、bit抽出やバイトスワッピングを指定できます。
画像では、取得したデータのうちbit3から13bit分を抽出して符号なし整数に変換するよう指定しています。
バイトスワッピングは、次のようなルールで受信したバイトデータの順序を変換します。
まだリマップされていないアプリ内レジスタには、リマップされたデータや自分より上位のスケーリング済みデータをソースとしてデータロギングアイテムを登録できます。
画像では、ローカルネットワーク上のアドレス"192.168.1.250"のレジスタアドレス3をソースとしてbit2を1bit抽出するよう指定しています。
このまま表 1、表 2に示したリモートI/O機器のレジスタアドレス割付に合わせて、データロギングアイテムの登録を行っていきます。
このように、本アプリではリモートI/Oのアドレス範囲ごとにリマップし、リマップしたデータ1つずつについて、データの加工を指定することができます。
また、スケーリングしたデータをソースにしてさらに別の計算式で多重にスケーリングをかけることもできます。
【データロギング設定】テーブルの【ログ出力】の列にチェックが入っていれば、その項目をログファイルに出力できます。画像の状態で画面上部の[ロギング開始]ボタンをクリックすると、ステータスが"ログ実行中"になり、取得したデータが【ログ保存先】で指定したフォルダにファイル出力されます。
出力されたファイルは画像のようなCSV形式です。
ログはCSV形式のみではなく、Excelテンプレートや、開いているExcelブックに出力できます。
Excel出力を設定するには、一度切断し、画面上部の[詳細設定]ボタンをクリックします。
表示された詳細設定ダイアログの【Excel出力】タブで[Excel出力]にチェックを入れ、テンプレートファイルを指定し、先ほどと同じようにメイン画面上部の[ロギング開始]ボタンをクリックします。
すると、指定したテンプレートファイルをもとに、ログファイルと同じフォルダにxlsxファイルが生成されます。例えば、画像左のようなテンプレートをもとにすると、画像右のようなxlsxファイルがログファイルフォルダに作成されます。
画面上部の[通信モニタ]ボタンをクリックすると、通信モニタ画面が開きます。
通信モニタ画面上部の[開始]ボタンをクリックすることで、通信関係のイベントのモニタリングを開始できます。（ボタンの表示は[停止]に変わります）
ここまで、ターク・ジャパンが取り扱うリモートI/Oやワイヤレス製品と通信してデータのロギングを行う、弊社開発のデータロガーアプリ「センサデータロギングツール」についてご紹介しました。
スマートファクトリーやIIoTなどをキーワードに、産業分野には大きな変革の波が押し寄せ、今はその時流の真っ只中です。ソフテックでは、お客様のこうした変化への対応をお手伝いすべく、Modbus TCPのような産業向け規格を柔軟に取り入れた開発を承っています。
なお、本号でご紹介した「センサデータロギングツール」は、ターク・ジャパン株式会社が取り扱うリモートI/Oやワイヤレス製品のユーザー向けに、同社によって頒布が予定されています。
（R．O．）
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