PLC その先へ・・・
PLCは長年にわたり工場自動化の中心として利用されてきました。
近年はAI、クラウド、ソフトPLCなど新しい技術が登場し、PLCを取り巻く環境も大きく変化しています。
ここではPLC技術者として、「将来的にこうなったら面白い」「このような進化が期待できるのではないか」と思うことをまとめてみました。
ラダー言語はどう進化するのか
私はラダー言語そのものは今後も残ると思っています。 なぜならラダーは設備の動作を視覚的に理解しやすく、保全担当者や電気設計者にも分かりやすいからです。
しかし将来的にはラダーを直接描くのではなく、テキストやAIによって生成されたラダーを利用する時代になるかもしれません。
設計者はテキストで仕様を記述し、PLCはラダー表示に変換する。 そんな開発スタイルが普及すると、ソフトウェア開発とPLC開発の距離がさらに近くなると思います。
ラダー図をテキストに
グラフィカルなラダー図からテキストへ
ラダー図はグラフィカルな線や四角を結んで作るので他の言語に比べてSNSなどで展開するのには非効率で、AIなどに取り込むにはテキストでラダーが表現できたほうが有利です AIによるラダーの自動作成にはサンプルがいっぱいネットにあったほうがいいのではないかと思います ニモニックはありますが、ニモニックでは機械語に違いため浸透していません また、ST言語もありますが、ST言語だけでPLCの制御は向いていません
利点
テキスト化することで以下のことが期待できます
- Git管理できる
- 差分比較できる
- AI学習できる
- SNSで共有できる
AIによるラダープログラム作成支援
動作を自然言語で入力するとラダーを作成してくれる
例えばI/Oの仕様を教えて、動作を指示するとラダーを作成してくれる
AIによるレビュー
ラダーをチェックしてもらう
- インターロック漏れ
- 非常停止処理不足
- タイマ設定ミス
- 到達不能回路
などをチェックしてくれる
Git対応
ソフトウェア開発ではGitによるバージョン管理が当たり前になっています。しかしPLCプログラムは差分管理が難しい場合があります。
将来的にはラダーやSTプログラムをGitで管理し、変更履歴や差分比較を容易に確認できるようになることを期待しています。
PLCとクラウドの連携
近年はIoT化が進み、設備データをクラウドへ収集するニーズが高まっています。
PLCがMQTTやREST APIを標準サポートすることで、設備監視や予知保全、生産分析がより簡単になることを期待しています。
クラスが実装できれば
ファンクション、ファンクションブロック、ライブラリまでは実装できるようになりました。さらに進めてクラスの実装が出来ればもっと構造化して分かりやすく品質が上がり工数削減が期待できます。
今まで...
モーション制御では、サーボON、原点復帰、位置決めなどMC_Power、MC_Home、MC_Moveなど個別のファンクションブロックが用意されています
実装できればクラスに期待できること
今までのモーション制御のファンクションブロックひとつにまとめてモーション制御クラスにして、ひとつのサーボについてインスタンス Servo01 を作成する Servo01にはプロパティとメソッドがありServo01.MaxPosition, Servo01.MaxSpeedなどのプロパティとServo01.Move(),Servo01.MoveVelocity()などのメソッドが利用できるようになる その他通信系とかでも様々なクラスが提供されることを期待したい
クラスとは
クラスとはデータと処理をひとまとめに管理するための仕組みです。
例えばサーボモータであれば、現在位置や速度などのデータ(プロパティ)と、移動や停止などの処理(メソッド)をひとつの部品として扱えます。
近年のソフトウェア開発では一般的な考え方であり、PLCでも導入されればさらに再利用性や保守性が向上すると考えています。
PLCからPythonを利用
PythonはAI、画像処理、データ分析などの分野で広く利用されています。
PLCからPythonを簡単に呼び出せるようになれば、AI推論、画像処理、データ解析、Web API連携などをより柔軟に実装できるようになると思います。
ソフトPLC
ソフトPLCはラダーエンジンの他にデータベース、AI、Webサーバなどを一台のPCで実行できる
PLCの専用機はそのまま進化して、ソフトPLCは分岐して進化することになるのが現実的です
PLC専用機は信頼性とリアルタイム性が求められる環境で必要とされてます
PLC専用機はなくならない
ソフトPLCが普及してもPLC専用機はなくならないと思います。 PLC専用機には高い信頼性やリアルタイム性があり、24時間365日稼働する生産設備では今後も重要な役割を担うでしょう。
一方でソフトPLCはAIやデータベース、Webサーバなどとの連携が容易であり、用途によって使い分けが進むと考えています。
表示器の標準言語化できれば (HTML文 JS提供など)
表示器のページの編集は各メーカーのツールで作成するのが一般的です これをページ単位で作画するのではなくてサイトのページのように縦長のページをHTMLで作成して表示器でスワイプしたり出来れば汎用的になって技術資料もネットで簡単に探せることが期待できます メーカー依存のツールを使わなくても、HTMLで作成して、表示器はブラウザで表示するようにできればもっと自由度が広がります さらにJavaScriptなども使えるようになれば、さらによくなりそうです HTML作成のハードルが高いようであればHTML作成ツールを提供するなどすればよさそうです
まとめ
PLCは今後もなくなることはなく、むしろAIやクラウド技術を取り込みながら進化していくと思います。
ラダー言語の分かりやすさは残しつつ、クラス化、AI支援、ソフトPLC、Git管理などソフトウェア開発の良い部分を取り入れていくことで、より効率的な開発環境になることを期待しています。
10年後、20年後のPLCがどのような姿になっているのか楽しみです。
