初めてのArduino PLC IDE ② 配線材料

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 Arduino UNOでは、ピンヘッダーと呼ばれるI/Oポートに下のジャンパ線を差し込んで実験回路をくみ上げました。

 Arduino Optaでは、抜けたりしないような確実な接続ができるねじ止め式のターミナル端子が採用されています。

 このターミナル端子にジャンパ線をつないでも、すぐに抜けたり、折れてします。

ねじ止めのターミナル端子

 見えないですが、家の内部のAC100V配線は1.6mmΦなどの単線が使われます。被覆を向いて、差し込むだけで済むという、配線時間の短縮ができます。もし間違ったときは、すぐ横にある穴へドライバの先を突っ込むと、抜けます。

 FA用機器も、多くは、差し込むだけで配線ができるものが多いです。AC100Vと異なるのはより線が使われるところです。

 ドライバは、幅2.0mmのマスナス・ドライバが使いやすいです。

 より線は、被覆をむくときに、細い銅線が切れることもあり、それが、機器の内部に入り込んでショートの原因になることもあります。そこで、フェルール端子を圧着ジグで取り付けて使います。

フェルール端子

 何種類か、線材の太さに合わせて、パックになった製品があります。

 これより細い線材、AWS24以下の0.32、0.25、0.14mmも入手できます。

 アマゾンで入手した圧着治具です。

 被覆をむくときに使っているワイヤストリッパーです。細い信号線は0.5mmのゲージを利用することが多いです。

  今回利用する電源ケーブルを作成しました。

 先端部分の拡大です。

初めてのArduino PLC IDE ① どのようなところに使うのか

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 2020年12月に入ってArduino.ccから新しい開発環境のArduino PLC IDE 1.0がダウンロードできるようになりました。

 Arduino Optaというハードウェアのアナウンスで登場した開発ツールです。2023/03現在、このハードウェア以外には、Portenta Machine Controlがサポートされています。

 2023/03/03にArduino Optaの販売が開始されました。

 このブログでは、Arduino PLC IDE開発環境を使ってST言語などで制御を記述し、I/Oのコントロールを行います。

動作環境

 普通の日本語環境Windows10 PC 2台にインストールしましたが、落ちます。このブログ記事は、英語版のWindows10で動作をさせています。

 Arduino Optaは3種類ありますが、ここでは、Arduino Opta RS485を利用します。

 もう一つのハードウェアPortenta Machine Controlは、Modbusサーバは利用できなく、CANopenが記述できるようなのですが、詳細は不明です。

Arduino PLC IDEは無償のソフトPLC開発環境

 開発ソフト自体は、無償ですが、動作をさせるハードウェアにPLC key Portenta Machine Controlのライセンスが必要です。購入すると、コードが送られてきます。

 従来のArduino IDE 2.0はスケッチというプログラムでArduino UNOなどのマイコン・ボードを動作させますが、Arduino PLC IDEでも、利用できます。メインは、新しいIEC 61131-3の言語群が使えます。

 IEC 61131-3はFA用の言語群で、五つの種類が使え、混在?ができます。

  • IL(Instruction List;インストラクション・リスト)
  • LD(Ladder Diagram;ラダー・ダイアグラム)
  • SFC(Sequential Function Chart;シーケンシャル・ファンクション・チャート)
  • FBD(Function Block Diagram;ファンクション・ブロック・ダイアグラム)
  • ST(Structured Text;ストラクチャード・テキスト)

 調べると、FA用にはラダー言語が使われるのが普通のようです。

FA用途とは

 工場やビルなどの機材を制御するためにフィールド・バスと呼ばれる通信媒体があります。

  • イーサネット
  • RS-485
  • 独自

 イーサネットは、通信自体が行き当たりばったりで、一定時間内応答することが確約されていません。実際は、十分高速で混雑していなければ問題はないと思われますが、FA用途ではリアルタイム性をうたった仕様のイーサネットがいくつか利用されています。

  • PROFIBUS
  • DeviceNet
  • EtherNet/IP
  • EtherCAT

 時間の規定がないのがModbus/TCPです。RS-485を使うのがModbus/RTUです。

 日本では三菱電機のCC-Linkが有名ですが、どういうものかは知らないです。

Arduino Opta RS485の対応しているプロトコルと入出力

 Arduino Opta RS485では、Modbus/TCPとModbus/RTUが利用できます。そのほかにも、ディジタルもしくはアナログ(0~10V)の入力が8個、250 V AC - 10 Aの出力が4個内蔵されています。

電源電圧は12~24V

 FA用の電子機器は、24Vが使われるようです。Arduino Optaは。12~24Vに対抗しているので、電源はACアダプタが利用できます。電源端子はターミナル端子でねじ止めをするので、DCジャックの直径の規格などを気にすることなく使えます。

 電源の容量は、現時点でみつかっていません。

2023/3/16) USBケーブルをつないだだけで動作するようです。

  Getting Started with Optaに、

  • Power supply of 12-24V DC, 1A (optional if not running the section related to the relays) (x1)

 と書かれています。出力のリレーを利用するときには、外部電源が必要なようです。