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Arduinoでシーケンス制御を学ぶ-導入偏

 最近の電気業界では、PLC/シーケンサを使ったシーケンス制御を扱えるエンジニアが引っ張りダコらしいです。

 学生のころリレーを使ったシーケンス制御を教科書レベルで学んだ記憶がぼんやりとありますが、PLCの知識は皆無です。

 そんな事情から、PLCを使ったシーケンス制御を学んでみようと思いましたが、PLCは、それなりに高価です。なんとか安価にできる方法がないかと探してみると、PLCのように、Arduinoをラダー図で制御できる「SoapBox Snap」というツールを発見しました。

 

 2017021001.png

 

 

以下、SoapBox Snapの導入手順です。


PCの準備

 次の手順で、PCに必要なソフトウェアをインストールします。

 

Phidgets Driver Libraryをダウンロードしてインストールします。

Phidgets Driver Library 32 Bit Installer Download

Phidgets Driver Library 64 Bit Installer Download

 

SoapBox Snapをダウンロードしてインストールします。

 

※必要に応じてインストール中に、.NET Framework 4が自動的にダウンロードされます。

Windows 8またはWindows 10の場合は、.NET 3.5もインストールされていることを確認してください


Arduinoの準備

 次の手順で、Arduino IDEおよびArduino をセットアップします。

 

①「Timer1 Library」ライブラリをダウンロードして、インストール(インクルード)します。

②次のフォルダ内にある「Arduino Firmware.ino(SoapBox Snap Arduino Firmware)を開いて、ボードに書き込みます。

 

C:\Program Files (x86)\SoapBox Automation\SoapBox Snap\ArduinoFirmware\

 

または

 

C:\Program Files\SoapBox Automation\SoapBox Snap\ArduinoFirmware\

 

 ファームウェアが正常に機能していれば、ボード上のピン13に接続されているLEDは、1秒ごとに1回短い点滅で点滅します。

 

補足 コマンドの送信

シリアルモニターのボーレートを115200、改行コードをCR/LFに設定します。

 

・「status」と入力して[Enter]キーを押してください。「Running = False」、次に EOM」と表示されます。

 

・入力のステータスを読むことができます。「read b0」は入力ピン3のステータスを読み、「read b1」は入力ピン4のステータスを読みます。「read n0」はアナログ入力A0などの値を読み込みます。

 

・「device-config」コマンドは、I/O構成のリストが読み込みます。

 

・デフォルトでは、すべての個別ピンが入力として設定されていますが、ピンを出力に変更することができます。たとえば、ピン8を出力にしたい場合は、「config-output 8」コマンドを送信します。ピン9をアナログ(PWM)出力にしたい場合は、 config-pwm 9」コマンドを送信してください。すべて入力に戻すには、「config-reset」コマンドを使用します。

 

■初期設定とラダー図のダウンロード

初期設定

SoapBox Snapを起動します。

②「New Program」をクリックします。

③「Solution Explorer」の「Runtime」を右クリックし、「Properties」をクリックします。

[Type]ドロップダウンリストから SoapBox Snap Arduino Runtime」をクリックします。

[Address]テキストボックスにArduinoCOMポートを入力します。

⑥必要に応じて、[Configuration ]テキストボックスにI / O設定情報を入力します。たとえば、ピン78を出力したい場合、最初の行に config-output 7」と次の行に「 config-output 8」と入力します。PWMピンの1つをアナログ(PWM)出力(たとえばピン9)として構成するには、「config-pwm 9」と入力します。


2017021002.png 

 

[OK]ボタンをクリックします。


ラダー図と設定のダウンロード

 ラダー図と設定をダウンロードするには、次のように操作委します。

 

①「Solution Explorer」の「Runtime」を右クリックし、「Connect」をクリックします。

2017021003.png 

 

②未保存の場合、「Save」ダイアログボックスが表示されるので、[はい(Y)]ボタンをクリックし、ファイル名を入力し、保存先を選択し、[保存(S)]ボタンをクリックします。

③「Upload/Download ダイアログボックスが表示されるので、「Download」を選択し、[OK]ボタンをクリックします。

 2017021004.png

 ダウンロード後、ランタイムは自動的にラダーロジックプログラムを開始します。この時点では、プログラムが空であるため何もしません。

 

デバイス設定の表示

 ソリューションエクスプローラのランタイム項目の下には、「デバイス設定」項目があります。「デバイス設定」を表示するには、次のように操作します。

 

①「Device Configuration」を右クリックし、「Read Device Configuration」を選択します。

②接続中の場合、警告ダイアログボックスが表示されるので、[はい(Y )]を選択いします。

③「Local I/O」という名前の新しい項目が表示されます。各アイテムの横にあるプラス(+)または矢印アイコンをクリックして、Local I/Oアイテムとすべての子アイテムを展開します。

 2017021005.png

 

■簡単な例(LEDの点灯/消灯)

 

●配線図

 LEDとプッシュボタンを次のように配線します。

2017021006.png 


ラダー図

2017021013.png 

 上記ラダー図を作成するには、次のように操作します。

 

①「Instructions」から「Normally Open Contact」をラング(横線)の上にドラッグ&ドロップします。

2017021007.png 

②ラング上の「Normally Open Contact」の「False」と表示されている部分をクリックし、表示された[]ボタンをクリックします。

 2017021008.png

③「Device Configuration」→「Arduino」→「Discrete Inputs」の順に展開し、プッシュボタンが接続されているピン(ここではpin2)を選択し、[Ok]ボタンをクリックします。

2017021009.png 

④「Instructions」から「Coil」をラングの上にドラッグ&ドロップします。

⑤名前(New Coil」と表示されている部分)をクリックし、任意の名前(ここでは「M1」とします)を入力します(入力確定は[Enterキー])

 2017021010.png

⑥エディタの空白部分を右クリックし、[Insert at Bottom][Ladder Logic]を選択します。 

⑦「Instructions」から「Normally Open Contact」を追加したラングの上にドラッグ&ドロップします。

⑧ラング上の「Normally Open Contact」の「False」と表示されている部分をクリックし、表示された[]ボタンをクリックします。

⑨「Logic」→「Main」の順に展開し、「M1」を選択し、[OK]ボタンをクリックします。

2017021011.png 


⑩「Instructions」から「Coil」を追加したラングの上にドラッグ&ドロップします。

⑪名前(New Coil」と表示されている部分)をクリックし、任意の名前(ここでは「LED」とします)を入力します(入力確定は[Enterキー])

⑫「Local I/O」の「Discrete Outputs」の「pin7」を展開し、「False」と表示されている部分をダブルクリックします。

⑬「Logic」→「Main」の順に展開し、「LED」を選択し、[OK]ボタンをクリックします。

2017021012.png

 

⑭「Runtime」を右クリックし、「Connect」をクリックします。

⑮未保存の場合、「Save」ダイアログボックスが表示されるので、[はい(Y)]ボタンをクリックし、ファイル名を入力し、保存先を選択し、[保存(S)]ボタンをクリックします。

⑯「Upload/Download ダイアログボックスが表示されるので、「Download」を選択し、[OK]ボタンをクリックします。

 

 ダウンロード後、ランタイムは自動的にラダーロジックプログラムを開始します。プッシュボタンのオン/オフで、LEDが点灯/消灯することを確認してください。

 

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