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Arduino Opta とは?Arduinoが開発したPLC

arduino-opta-about-eyecatch

こんにちは。HobbyHappyです。

今回は、ArduinoOptaについてのお話です。
Arduino Optaとは、いわゆる産業用のPLCです。

PLCとは、Programmable Logic Controllerの略で、
主にラダーなどの言語を使用して接点をコントロールする装置です。

従来三菱、パナソニック、キーエンスなんかが作っていましたが、
この度Arduinoでもラインナップに加わりました。

このArduino Optaについて現時点での最新情報を共有していきます。

この記事を読むことでわかること

自己紹介

サラリーマンしてます。

主に工場(生産現場)で使用する検査装置のアプリケーション開発してます。

ヒトの作業を自動化して簡略化するアプリケーションを日々開発中。

2022年5月に転職。現在は超大手企業の新規事業分野で装置の研究・開発をしています。

Youtubeチャンネルにさまざまな動画を上げています

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そもそもPLCとは何か?

PLCとは、いわゆる制御用の装置です。
配電盤からいろいろなセンサーであったり、アクチュエータだったりを
制御する頭脳と言ってもらえればわかりやすいかもしれないです。

具体的には、
例えばセンサーのONを感知して、
アクチュエータを動作させ、
また別のセンサーを監視して、
そのセンサーがONになったらアクチュエータを停止させる。

そんな感じです。
この制御を、あらかじめPLCに書き込んでおいて動作させるわけです。

日本国内でのシェアで考えると、三菱が圧倒的ですが、
実はオムロンだったり、キーエンスだったり、パナソニックなんかも作っています。

ちなみに私の経験はちょっと特殊なのですが、
オムロンとパナソニックとキーエンスしか触ったことが無いです…

基本的なプログラミングの内容はそんなに変わらない。
というか、ラダー図で書く場合は基本どこのメーカーも一緒です。

ラダー図なんか書かずに、ゴリゴリコードを書くんだ!
という話だったらすいません。私はやったことないです…

使い道と何となくの情勢がわかってもらったところで実際どんなところに
使われているか解説します。

PLCは具体的にどこで使われている?

三菱のHPに詳しく解説されていますが、
基本的には、裏方で働いてくれています。

三菱電機のPLC解説記事

三菱電機HPより抜粋

装置でいうところの配電盤。いつもは隠れて見えないところにいます。
例の上のほうは同意できるんですが、
電子レンジ、冷蔵庫、エアコンなどの家電となると、
今時PLCではなくてマイコンで制御しているのでは??
なんて思いますが…

使いどころとしてもう一歩解説しておくと、
どんな時に必要なのかについてお伝えしておきましょう。

冒頭で、センサーを監視してアクチュエータを動かす話をしましたが、
工場の自動化では、入力するものと出力するものが頻繁に登場します。

この入力するものと、出力するものをつなげているのがPLCです。

入力するものの例としては、

入力するものの代表例
  • 近接センサー
  • 温度センサー
  • 振動センサー
  • 人が押すスイッチ

出力するものの例としては、

出力するものの代表例
  • アクチュエータなど動くもの。動かしたいもの。
  • 空圧装置(電磁弁)
  • 光物。LEDなどの警告灯だったり。
  • センサーで取得したデータ。

PLCでは、どちらかが無い場合導入価値がありません。
例えば、センサー無しで光物の制御をする場合、
タイミングがつかめません。

もし、人間が押すスイッチで光物を制御するのなら、
ご家庭のON/OFFスイッチをつけておけばいいですよね。

逆に、センサーだけあって、何も外部に出さないのだと、
受け取りっぱなしで何もしていないのと一緒です。

一見センサーのデータは何もしていないように見えますが、
データとして出力されますのでこれには意味があります。

ArduinoでPLCとは?

さて、PLCがどんなものかわかっていただいたところで、
ArduinoのPLC。Arduino Optaについて解説しておきましょう。

Arduino Optaの基本スペックは以下の通りです。
※ちなみに現在記事を書いているのが2023年 3/5ですが、
こちらのデータシート、3/3発行なので超最新です!!!

Arduino Optaは3つのバリエーションが存在。

Arduino Optaは3つのバリエーションが存在します。
それが、

Arduino Opta LiteArduino Opta RS485Arduino Opta WiFi
製品番号AFX00003AFX00001AFX00002
Ethernet10/100BASE-T Port10/100BASE-T Port10/100BASE-T Port
RS-485使用不可Harf-duplexHarf-duplex
Wi-Fi使用不可使用不可802.11 b/g/n
Bluetooth使用不可使用不可BLE(Bluetooth Low Energy)
Arduino Optaの3タイプ

こんな感じです。

ぱっと見でわかる通り、
全部乗せがArduino Opta WiFiで、
Ethernetだけの省機能バージョンがArduino Opta Liteということですね。

これを見て、当然買ってみないとわからないので
Arduino Opta WiFiを注文しました。今週中には来るかと思います。

※2023/3/12 注文していたArduino Opta WiFiが到着しました。
とりあえず外観だけ写真を撮影したので載せておきます。

arduino-opta-front-view
Arduino Optaの正面から見た写真。
arduino-opta-top-view
Arduino Optaの上(入力側)の端子を撮影。
arduino-opta-bottom-view
Arduino Optaの下(出力側)の端子を撮影。

Arduino Optaの入出力数と必要な電源について

さて、Arduino OptaはPLCで産業用途で作成されています。
つまり、USBで給電なんて中途半端な装置ではありません。

電源は別に用意する必要があります。
DC 12~24Vです。電源はスイッチング電源の安いやつでも大丈夫でしょう。
わたしはスイッチング電源がなぜか家に転がっているのでそれを使用する予定です。

入出力の接点数は、

  • 入力:8個 
  • 出力:4個

あれ?って思いました?

そうなんです。さすがにちょっと少なすぎるだろ!!!笑

各社のコンパクトサイズのPLCよりもちょっと少ないですね。
先述の三菱のPLCのお安いモデルだと、
8入力8出力です。

mitsubishi-fx3u
三菱FX3Uシリーズ

まあ実はWiFiモデルでもこの半額だったりするので文句は言えないのですが…

ちょっと面白いのがDigitalInput

これだけだとうーーん、安いだけか。
なんて思っちゃいますが、一応面白いところもあります。

それが、Digital Inputsという項目です。

みなさん、PLCは産業用の装置であって、USBの5Vなんか入れない。
と書いたのを覚えていますか?

たしかに、USBの5VはArduino Optaには入れないのですが、
実は、このArduino Opta。DC5Vを入力側に入れることで、入力検知してくれるんです。

Arduino-Opta-digital-inputs
Arduino Optaのドキュメントより。

さて、どういうことか?
一般的なArduinoは、DC5Vで駆動します。
もちろん、Arduinoから出力される信号もDC5Vです。

そう。つまりArduinoのようなマイコンの出力をそのまま
このArduino Optaにつっこむことができるんですね。

mitsubishi-fx3u-input-voltage
三菱FX3Uシリーズより。DC24Vで入力されることが前提の設計。

↑のように、三菱FX3Uは、DC5Vをいれたくらいではびくともしません。
つまり、DC5Vから、DC24Vに昇圧しないと入力されたと気づかないわけです。

ところがArduino OptaではDC5Vでも反応してくれるわけですね。
さすがArduinoといった感じ。

産業用といえばDINレール

このArduino Optaですが、もちろんDINレールに取り付け可能です。

一般的なPLCと同じく、背面に爪が付いていて、
特別な加工も追加部品もなく取り付けできます。
立派なFA装置ですね。

Arduino-Opta-product-dimensions
Arduino Optaの外観寸法図。

現時点でわかっているArduino Optaの使い道について

ここまででArduino Optaの特徴について解説してきました。

産業用としては、新しい試みなので結構面白いと思います。
Arduinoと書いてあるPLCが何個も並んでいる配電盤がいつの日か見られるかもしれないですね。

ただ…やっぱり接点数が少ないですね。
各社が接点数が多いものを多数ラインナップしているのに対して、
Arduino Optaは接点数がとにかく少ない。

ただ、RS485タイプや、WiFiタイプのラインナップを、
端子数違いのラインナップよりも優先したのは
イマドキだな…なんて思っちゃいました。

近年だと、PLCの母艦があって、それにどんどんカセットのように
通信関係のモジュールを追加してカスタマイズするのが主流ですが、
それよりも進んでいる感じがします。

使い道については、
やはり小規模で、かつWiFiなどでデータを飛ばすような
ちょっとハイテクな現場で使うのがよさそうですね。

今回のまとめ

今回は、Arduino Optaについて解説してみました。
要はArduinoのPLCなんですが、いまさら感も確かにある。

PLCなんてもう何十年も前からありましたからね。

最近IoTも進んでるんだか止まっているんだかわからない感じになっていますが、
これのWiFiモデルを積んでおけばIoTっぽくなる気がするような…

当たり前ですが、制御したり、工程の設計する人の腕によりますし、
そもそも不必要なところまで無線化するのはデータの管理の問題にもなるので、
安易な導入はしないほうが良いでしょう…

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