APDahlen Applications Engineer
最適なPLCを選択するのは複雑なプロセス
PLCは複雑なライフサイクルを持ち、その運用寿命は数十年単位であるため、「最適な」PLCを選択することは簡単なことではありません。また、PLCと関連ハードウェア/ソフトウェアに関わる多くの人が存在します。たとえば以下のとおりです。
- システムインテグレータや機械設計者は、PLCを選択します。
- エンジニア、プログラマーあるいは技術者が、PLCのコーディングを行います。
- 技術者とエンジニアが、PLCベースの機器を稼働させます。
- 技術者が機器の整備を行います。
- エンジニア、プログラマーあるいは技術者が、機器やソフトウェアの修正を行います。
- エンジニア、プログラマーあるいは技術者が、リモートインターフェースあるいはインダストリ4.0のデータ共有機能を追加するかもしれません。
- 遠い将来、エンジニア、プログラマーあるいは技術者が、 PLCを取り換えるかもしれません。
このプロセスに関わる人の数は、システムの複雑さによって異なります。一人の熟練者が工場内のすべての作業を行うこともあります。最も複雑なシステムでは、PLCベースのシステムを設計、実装、保守するために、契約チームが社内の担当者と協力することになります。離職や昇進を考慮すると、選考プロセスはさらに複雑になります。PLCの10年という長いライフサイクルの間、チームが変わらないことはまずありません。
PLC選定のソフト要件は何でしょうか？
PLCとそれに関連するコンポーネントは、オートメーションプロセスの産業制御に使用されます。システムのダウンタイムは、停止中の労働力、製品の廃棄、信用の失墜、生産数の増加のための時間外労働など、1分あたり数百ドルから数千ドルのコストが発生するため、常に懸念される問題です。言い換えれば、関連するライフサイクルのコストに比べれば、PLCの初期コストは取るに足らないものです。
最適なPLCを選択することは、PLCのハード要件に加え、社内で考慮すべき多くの事項を含む包括的なプロセスです。ここでは、以下のようにソフト要件をいくつか紹介します。
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一部の工場では、工場現場で使用する1つのPLCまたは1つのPLCファミリを選択します。 これは、技術者が1つのPLCと関連ソフトウェアパッケージに集中できるため有益です。 PLCファミリは、プラグインや拡張モジュールなど多くのアクセサリを共有できるため、物流も簡素化されます。
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PLCの環境および選択をめぐる議論の中で、ソフトウェアは最も論争を呼ぶものの1つです。一方では、すべてのプログラムをラダーロジックで書くことを主張する純粋主義者がいます。他方では、最新のpython、C++、Node-RED、MATLABなどで書き、Dockerを使用して変更を本番システムに適用する人もいます。長いライフサイクルと高コストのシステムのダウンタイムを理解した上で、チームのスキルと知識レベルを考慮すれば、どちらも正しいと言えます。DigiKeyは、どちらの陣営にも適合するソリューションを提供しています。
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将来の拡張性はPLC選定の重要な検討事項です。PLCを拡張して、高度な制御モードやセンサ/アクチュエータを追加したり、ネットワークリモート制御やデータモニタ機能を追加したりすることは珍しくありません。このソフト要件は、PLCが計算能力とメモリの点で過剰仕様であることを意味します。また、ハードウェアとネットワーク機能を拡張するための十分なリソースも必要です。
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PLCベースの機器の改造には高いコストがかかります。これは、プログラマーがPLCソフトウェアと制御されるプロセス/マシンを理解する必要があるため、専門性の高い業務であることを反映しています。これには、起動、シャットダウン、およびエラー処理など、すべてのコーナーケースが含まれます。その結果、製造業者は運用機器のPLCの変更に消極的です。数年ごとにワークステーションを変更することについては何とも思わないかもしれませんが、PLCは機械の寿命である数十年の間、変更されないままになる可能性が高いのです。
当然のこととして、将来の陳腐化に対する対策として人気の高いPLCが選ばれる傾向があります。これには、PLCと関連部品が次の10年まで利用可能であるだろうという期待も含まれます。また、PLCの修理を行う活況なPLC修理業界が存在するだろうとの期待も含まれます。たとえば、Rockwell Automationは30年以上前にSLC500を発売し、約10年前に生産を中止しました。まだ現役の多くのSLC500をサポートするために、由緒ある1746-0V16（16個の半導体出力）などの中古または修理済みのモジュールは、さらに1世紀は入手可能と考えられます。
- 最終的なソフト仕様は、メーカー、専門学校、工学系大学、教科書出版社、そしてより大きなコミュニティによるサポートが存在するという認知度です。これには、ハウツー動画の形でのソーシャルメディアへの投稿も含まれます。サポート体制が充実しているPLCは、人気が高くなる可能性があります。
要約： PLCの選択は複雑な作業です。次のセクションで説明するハード仕様以外にも、さまざまなソフト仕様があります。最終的な選定は、PLCの仕様と、将来PLCを使用するユーザーを考慮したPLCのライフサイクルを総合的に判断して決定する必要があります。
このフォーラムで会話を続けることを楽しみにしています。
ご健闘をお祈りします。
Aaron Dahlen
米沿岸警備隊少佐（退役）、電気工学修士
DigiKey アプリケーションエンジニア
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著者について
Aaron Dahlen氏、LCDR USCG（退役）は、DigiKeyでアプリケーションエンジニアを務めています。彼は、技術者およびエンジニアとしての27年間の軍役を通じて構築されたユニークなエレクトロニクスおよびオートメーションのベースを持っており、これは12年間教壇に立ったことによってさらに強化されました（経験と知識の融合）。ミネソタ州立大学Mankato校でMSEEの学位を取得したDahlen氏は、ABET認定EEプログラムで教鞭をとり、EETプログラムのプログラムコーディネーターを務め、軍の電子技術者にコンポーネントレベルの修理を教えてきました。彼はミネソタ州北部の自宅に戻り、このような記事のリサーチや執筆を楽しんでいます。