PLC(シーケンサ)・ラダーがフリーで使える!おススメ入門ソフト

PLC(シーケンサ)

どうもミソジです。

今回は筆者が持っているラズベリーパイをPLC(シーケンサ)として使う準備編でPLC(シーケンサ)・ラダーがフリーで使える!おススメ入門ソフト」を紹介します

 

フリーでラダーのプログラムを実際に動かす手順を紹介しています。「自分でPLC(シーケンサ)・ラダーを色々触ってみたい!」という方におススメな記事となっています

 

本来は1記事でデバッグ動作の記事まで書きたかったのですが、長くなりすぎるので2つの記事に分けています。今回はラダー回路のシミュレーションまでです。

 

実際にラズベリーパイをPLC(シーケンサ)として動かすのは次回の記事になっています。リンク先はこちらからとなっています

 

産業用のPLC(シーケンサ)ソフトは高い!

以前、三菱のPLC(シーケンサ)のソフトGXWorksのインストール方法は記事にさせてもらいました。(リンク先はこちらから)

 

但し産業用のPLC(シーケンサ)のソフトは非常に高価のものです。

下にAmazonのリンク貼っておきますが、このソフトだけで数万円~10万円の金額が飛んでいきます。(またPLC(シーケンサ)本体で数万円します)

 

筆者はプライベートでもガッツリ使うと決めていたので購入に踏み切れましたが、「少し触ってみたい…」「入門の教材として…」の方は大分ハードルが高いと思われます。

 

ラズベリーパイで動かせるPLC(シーケンサ)ソフトがある!

昔からもフリー(無料)のラダー回路ソフトはあったのですが、PLC(シーケンサ)の実動作はできないものが大半でした。

 

しかし最近、ラズベリーパイをPLC(シーケンサ)代わりに使えて、かつ実質フリー(無料)でラダー編集できるソフト「CODESYS」が出てきました。

 

まだ筆者も完全に網羅したわけではありませんが、この「CODESYS」はフリーながらも高価な有料の産業用ソフト同様に使えます。

(というより、PLC用プログラミング言語国際規格 の「IEC61131-3」を準拠している立派な産業用PLCソフトです)

※「CODESYS」も産業用有料ソフトですが実動作が2時間以内なら無料です。(ラダー編集・シミュレーションは無制限です。)

 

これならばPLC(シーケンサ)・ラダーの入門用にピッタリだと考えています。

 

ラダー編集・シミュレーションは実質フリー(無料)でできて、かつデバッグ・動作確認も数千円のラズベリーパイさえあれば可能です!

 

やはり最後に実機でラダー動作を確認できることは非常に入門用としてメリットが大きいです!

 

海外では大分普及してきたのか、YOUTUBEでは「CODESYS」を使ったデモがそこそこありました。

 

今回の記事を作るにあたって一番参考になったリンク先2つを下記に貼っておきます(両方とも英語です)

PROGRAMMING RASPBERRY PI WITH CODESYS

RaspberryPi to PLC Codesys step by step (controling GPIO’s) ←こちらはYoutube

 

次の章から準備するものから含めて、「CODESYS」のダウンロード・インストール、そしてラダー回路を作成・シミュレーションまでを説明していきたいと思います

 

「CODESYS」をダウンロードする前に…用意するもの

今回の「CODESYS」は最終的にはラズベリーパイがPLC(シーケンサ)となってGPIO経由で装置を動作します。

 

ただしラダー編集はPCで行います。またPCとラズベリーパイ間はLANです。

 

用意するもの

そんなに大したもの用意する必要ありませんが、下記にまとめておきます。

※実機動作せず「ラダー編集・シミュレーション」だけしたい方はPCだけで構いません

ラダー編集用PC

「CODESYS」をインストールするPCです。LANコネクタは必要ですがノート、デスクトップどちらでも大丈夫です。(筆者はノートです)

 

Windows7,8,10ならばどれでもOKということです。ソフトの容量としても1~2GByte程度でそこまで気にしなくて構いません

ラズベリーパイ(本体)

ラズベリーパイ本体は古い「Raspberry Pi 1 Model B」から~最新の「Raspberry Pi 3 Model B+」のどのVerでもOKです。

 

筆者がちょうど古い「Raspberry Pi 1 Model B」も持っていましたので確認しましたが問題なく動作しました。

 

※ただし古いと新しいのに比べて若干インストールに時間かかったりします。

あともちろん新旧ともにラズベリーパイを動かす電源が必要です。SW・LEDでデバッグする程度では特に何でもいいかと思います。(筆者はスマホの電源使っています)

 

ラズベリーパイ(OS)

ラズベリーパイのOSのVerに関しては「CODESYS」の要求項目(System Requirements)を確認しましたが特にそこまで縛りは見つけれませんでした。

 

一応、参考にしたサイトには「- SD Card with latest Raspbian Jessie」と最新Verを推奨していたので筆者はRaspbianのその当時最新Ver(Ver4.14)で実施しています。

 

ただしSD-card (minimum 4GB)ということでしたので4GB以上のSDカードを選んであげましょう。(どちらかというとOSも推奨しているためだとは思いますが…)

 

筆者のSDカードは下記の「Raspberry Pi 3 Model B+」はMicroSDの32GB,「Raspberry Pi 1 Model B」はSDの16GBですが特に問題ありませんでした

 

LANケーブル

LANケーブルは特に何でもOKです。PCとラズベリーパイが通信できれば問題ありません。

あえて言うならば。PCとラズベリーパイの位置が遠くなりそうな人は長めのLANケーブルを用意した方がいいかと思います

筆者のは下記です。いたって普通のLANケーブルです。

装置(デバッグ用SW・LED等)

最後ラズベリーパイでラダー動作をデバッグするときの装置(SWとLED)です。最低でも1入力,1出力分はあった方がいいと思います

 

もちろんSWとLEDだけでなく、「入力のプルダウン用,LEDの電流制限用の抵抗×2(筆者は10kΩ×2)」と「ブレッドボード」、「ジャンパー線(筆者はメス-オスが4本,オス-オス2本)」が必要です。

また詳細な配線はデバッグ動作の項目で記載します。筆者が使ったのは下記のセットです。

 

「CODESYS」をダウンロードする

まずは必要なソフト「CODESYS」ダウンロードしていきます。今回は2つダウンロードします。

 

個別リンク先は下記にも貼っておきますが大本の「CODESYS」のリンク先はこちらから

・本体の「CODESYS Development System V3

・ラズベリーパイ用のパッケージの「CODESYS Control for Raspberry Pi SL

登録してダウンロードをする

どちらからでも構いませんが、上記のリンク先からダウンロードしようとすると

アカウントが作る必要があると言われますので作りましょう。個人利用「private customer」で作れます。

*印が付いた必要項目を埋めるだけでOKです

たしかこの後メールが来ますので内容を見て記載事項に問題なければClick「here」をクリックしてあげましょう

無事登録が完了するはずです。

 

登録が終わりましたら下記2つをダウンロードします。

・本体の「CODESYS Development System V3

・ラズベリーパイ用のパッケージの「CODESYS Control for Raspberry Pi SL

 

「CODESYS」をインストールする

「CODESYS」の本体、その後ラズベリーパイ用のパッケージの順でインストールしていきます

「CODESYS」の本体をインストールする

ダウンロードが終わりましたら、本体の「CODESYS~.exe」をダブルクリックしてインストールします

特にインストールに関しては「Next>」を押して進めていけば問題ありません。インストールが完了して最後に「Finish」を押しましょう。

そうしたらデスクトップ上にアイコンが出ますのでダブルクリックしたら「CODESYS」が立ち上がります

これで「CODESYS」の本体のインストール・起動が完了です

ラズベリーパイ用のパッケージをインストールする

「CODESYS」の上にあるタブの「ツール」⇒「パッケージ マネージャ」を開いていきます

パッケージ マネージャを開くと右上にインストールの項目がありますのでクリックします

先ほどダウンロードしたラズベリーパイのパッケージを選択してあげましょう

これも特に気にせず「Next>」を押していけばインストールが終わります。

一点パッケージのセットアップ方法を聞かれると思いますが基本どちらでも問題ないと思います。

インストールが終わって「パッケージ マネージャ」内を確認するとラズベリーパイの項目が出ているはずです

これでインストール作業が完了しました。次からはプロジェクトを作ってラダー回路図を作っていきます

 

「CODESYS」でプロジェクトを作ってみる

ラダー回路図を作成する前までのプロジェクト作成まで行っていきます。

 

①左上の「ファイル」⇒「新規プロジェクト」を選択します。
②どのプロジェクトを作るか聞かれるので「標準プロジェクト」を選択後に名前を付けてあげます(筆者は「raspberry_pi_1」としました)

更にオブジェクトをどうするか聞かれるので、下記選択をしてあげます

・デバイス…「CODESYS Control for Raspberry Pi SL」
・PLC_PRGの言語…「ラダーロジックダイアグラム(LD)」

 

これで無事プロジェクトが完成しました。次章からラダーを書いていきます

 

「CODESYS」でラダーを書いてみる

今回は簡単な1入力の「a接点」を、直接1出力の「コイル」に繋げる回路を書いていきます。(要は「入力のSW」を押した分だけ「出力のLED」が光る回路です)

まずは左のデバイスの項目にある「PLC_PRG」をクリックします。これでラダーが書き始められます

まずは「a接点」を挿入していきます。右クリックして「接点を挿入」で完了です。ツールバー・ツールボックスのアイコンを選択してもらっても構いません。

名前を入力する必要があるので入力します。(今回筆者は「X001」としています)

入力した後に「自動宣言」が出てきますが今回は気にせずOKを押しておきます。

これで「a接点」が挿入できました。次は先ほど同様に右クリック⇒「コイルを挿入」を行います

また名前を入力します。そのまま出力の「Y001」としてもよかったのですが、今後のことを考えて内部用として「M001」としときます

これで1行目が完成しました。2行目で内部コイル(M001)から出力コイル(Y001)に繋げていきます。

 

まだ1行目が選択されているままだと思いますので、一度1行目以外の箇所をクリックした後に「ネットワークを挿入」ができるようになりますので右クリックかツールバーのアイコンをクリックしてあげます。

 

2行目が書けるようになりましたら。先ほどと同様に「a接点」と「コイル」を挿入していきます。(名前はM001、Y001とします)

これでデバッグ用のラダー作成完了です。次の章ではラズベリーパイのGPIOに先ほどラダーで作成した入力「X001」と出力「Y001」を割り振ります

 

作成したラダー回路をシミュレーションしてみる

書いたラダーが本当に狙い通り動くのかシミュレーションすることができます。
タブの「オンライン」⇒「シミュレーション」を選択しましょう

その次に「オンライン」⇒「ログイン」を選択します。ログインすることでプログラムを実行できます。

その後ポップアップが出てきて「アプリケーション…」と聞かれますので「はい」を選択してあげます

そうすると画面が切り替わるので、ここで「運転」ボタンを押してあげます。シミュレーションが実行します。

上の状態ですとSWの「X001」に何にも入力されていないので全ての値が「False」になっています。

 

そのため入力想定の「X001」の値を押された状態の「True」に書き込んであげます
「X001」の「設定済みの値」をクリックして「True」が出たあと、右クリックして「~値を書き込み」を選択します

そうすると「X001」が「True」になり「M001」「Y001」も「True」になりました。狙い通りの結果となりシミュレーションOKです

これでシミュレーションは終了です。これで「X001」にSW、「Y001」にLEDを接続すれば実機(ラズベリーパイ)でもSWを押した分LEDが光るはずです。

 

もとの編集画面に戻りたい場合は①「停止」ボタンをクリック、②「オンライン」⇒「ログアウト」、③「オンライン」⇒「シミュレーション」の順で選択していけばOKです。(右下の赤いシミュレーション状態が消えるはずです)

 

まとめ・感想

今回はフリーで使えるPLC(シーケンサ)・ラダーのソフト「CODESYS」を実際に使ってみました。ラダー回路作成・シミュレーションがフリー(無料)で使用可能ですので、ぜひ使ってみてください

 

次の記事では今回作ったラダー回路でラズベリーパイをPLC(シーケンサ)として動作させてみます。リンク先はこちらです。ぜひご覧ください

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