制御ソフトウェア標準化思想
長く使える制御システムは、構造で決まる
製造装置の制御ソフトウェアは、一度導入されると10年、20年と使われ続けることが珍しくありません。
しかし現場では、装置改造や品種追加、担当者の変更を繰り返す中で、プログラムが次第に複雑化していくことが多く見られます。
- 修正箇所が分からない
- 改造のたびに影響範囲が広がる
- 担当者以外が理解できない
- PLC更新の難易度が高くなる
こうした問題の多くは、技術力ではなくソフトウェア構造の問題から生まれています。
シーテックでは、制御ソフトウェアを長期にわたり安全に運用するために、
機能の分離・依存関係の整理・変更点の明確化を基本とした標準化思想を重視しています。
なぜ制御ソフトは複雑化するのか
製造装置の制御ソフトウェアが複雑化する理由は、多くの場合、次のような構造にあります。
- 機器制御と工程ロジックが混在している
- 品種条件がプログラム内部に埋め込まれている
- 上位ロジックがセンサやアクチュエータを直接操作している
このような構造では、装置改造や品種追加のたびに修正箇所が増え、
プログラム全体の構造が徐々に崩れていきます。
シーテックの考える「標準化」とは
シーテックが考える標準化とは、単にプログラムの書き方を統一することではありません。
重要なのは、機能の役割と依存関係を整理し、変更点を明確にする構造を作ることです。
そのために、次の3つの設計原則を重視しています。
機能の分離
役割の異なる処理を分離します。
依存関係の整理
上位ロジックが機器の詳細に依存しない構造にします。
変更点の明確化
変更が発生する場所を明確にします。
標準化された制御構造
機器制御を能力として整理することで、
上位ロジックは機器の詳細に依存しない構造になります。
能力と対象の分離
装置が持つ機能を「能力（Capability）」として定義します。
能力の例
- 搬送
- 位置決め
- クランプ
対象の例
- ワーク
- 治具
- 位置
制御は
能力 × 対象
という形で構成されます。
制御ソフトの階層構造
制御ソフトウェアは次の2つの層に分けて設計します。
論理層
装置の動作を定義する層
例
- 工程フロー
- 品種定義
- 処理順序
物理層
実際の機器を制御する層
例
- モータ
- シリンダ
- センサ
この構造がもたらすメリット
このような構造を採用すると、制御ソフトウェアは次のような特徴を持つようになります。
- 品種追加や工程変更に柔軟に対応できる
- プログラム構造が理解しやすい
- トラブル解析が容易になる
- 担当者の引き継ぎがしやすい
- PLC更新が進めやすい
つまり、長く使える制御システムの基盤になります。
PLC更新との関係
シーテックでは、旧型PLCから新しいPLCへの更新プロジェクトにも多く携わっています。
その中で分かることは、ソフトウェア構造が整理されている装置ほど更新が容易になるということです。
標準化された構造は、PLC更新や装置改造の際にも大きなメリットをもたらします。
変更点の位置
標準化された制御構造では、変更の種類ごとに修正する場所が明確になります。
標準化・PLC更新のご相談
シーテックでは
- PLC更新
- 制御ソフト設計
- 制御ソフト構造の整理
- 標準化設計支援
を通じて、製造装置の制御システムを長期に運用できる構造へと整える支援を行っています。
関連技術情報
- PLCノーコード設計メモ
- 制御設計思想の変遷