【三菱PLC】MELSEC-Q FL-net実装マニュアル|サイクリックデータ編

三菱Q FL-net接続編アイキャッチ

フィールドネットワークの一つであるFL-net。
設備間の信号をやり取りする手段として、大手自動車メーカーの生産ラインに採用例が多いようです。

FL-netにはいくつかのバージョンがありますが、Ethernet技術を用いたFL-net(OPCN-2)が多く採用されています。
なので2022年現在においてFL-netと言われたら、FL-net(OPCN-2)と考えて問題ありません。

FL-net通信はMELSEC-Q PLCでも取り扱っており、専用のインタフェースユニットが必要です。

ここではFL-net通信をMELSEC-Qシリーズで開通させる方法を説明しますが、通信プロトコルの仕様など難しい話はしません。
GX-Works2のインテリジェント機能を使い、どうやってFL-net通信を実装するのかに的を絞って解説します。

GX-Works2をお持ちであれば、参考プログラムをダウンロードしてご自身の環境で設定を確認できます。

目次

FL-netインタフェースユニット本体の仕様

FL-netインタフェースユニットの型式は、QJ71FL71-T-F01です。

ベースユニットへFL-netインタフェースユニットを装着します。
取り付けたスロット番号によりバッファメモリのアドレスと、ユニット↔CPUの先頭I/Oが、解説内容と違うことがあります。

表示LEDの表示内容

インタフェースユニット上部に、状態表示LEDが搭載されています。
意味と状態は下記のとおりです。

LED名称表示内容点灯時消灯時
RUN(緑)正常運転表示正常異常
LNK(緑)トークン加入表示トークン加入状態トークン離脱状態
TX(緑)データ送信状態表示データ送信中データ未送信
PER(赤)ネットワークパラメータ設定表示設定異常設定正常
100M(緑)伝送速度表示100Mbps10Mbps/未接続時
RX(緑)データ受信状態表示データ受信中データ未受信

CPUユニットに対する入出力信号

FL-netインタフェースユニットは2局専有(32点)です。
基本ベースユニットの0番に取り付けた場合、先頭の入出力信号XY割付はX00~X1F、Y0~Y1Fです。

入力信号信号名称
X00メッセージ送信正常完了信号
ON:正常完了 OFF:ーー
X01メッセージ送信異常完了信号
ON:異常完了 OFF:ーー
X02メッセージ受信中信号
ON:受信中 OFF:未受信
X03~X0F使用禁止
X10ネットワークパラメータ書込み完了信号
ON:完了 OFF:ーー
X11ネットワークパラメータ/参加ノード情報読出し完了信号
ON:完了 OFF:ーー
X12使用禁止
X13デバイスプロファイル読出し完了信号
ON:完了 OFF:ーー
X14ログ情報クリア完了信号
ON:完了 OFF:ーー
X15ログ情報読出し完了信号
ON:完了 OFF:ーー
X16使用禁止
X17使用禁止
X18ネットワークパラメータ設定状態信号
ON:異常 OFF:正常
X19トークン加入状態信号
ON:加入 OFF:離脱
X1A使用禁止
X1B使用禁止
X1Cユニットレディ
ON:準備完了 OFF:初期化中
X1D使用禁止
X1E使用禁止
X1Fウォッチドッグタイマエラー検出信号
ON:検出 OFF:未検出
信号方向 CPUユニット ≪ーー FL-netユニット
出力番号信号名称
Y00メッセージ送信要求
ON:要求 OFF:ーー
Y01使用(ON)禁止
Y02メッセージ受信完了確認
ON;要求 OFF:ーー
Y03~Y0F使用(ON)禁止
Y10ネットワークパラメータ書込み要求
ON:要求 OFF;ーー
Y11ネットワークパラメータ/参加ノード情報読出し要求
ON:要求 OFF:ーー
Y12使用(ON)禁止
Y13デバイスプロファイル読出し要求
ON:要求 OFF:ーー
Y14ログ情報クリア要求
ON:要求 OFF:ーー
Y15ログ情報読出し要求
ON:要求 OFF:ーー
Y16~Y1F使用(ON)禁止
信号方向 CPUユニット ーー≫ FL-netユニット

出力信号のうち使用禁止の信号を出力(ON)しないでください。
シーケンサシステムの誤作動に繋がります。

FL-net割付表から設定パラメータを導き出す

同一ライン内の設備間でインターロック信号をやり取りには、ほとんどの場合において客先や搬送を主導するメーカーからFL-net割付表が渡されます。

ここでは仮想ネットワークを構築するために作成した割付表を参考に設定していきます。

FL-net割付表の一例

今回のFL-net回線を構成するラインでは、合計7台の設備がネットワークに参加します。
あなたの担当する設備は『加工機3』です。

 設備名称 ノードNoIPアドレスコモンメモリ領域1
(ビット)
ビット信号数コモンメモリ領域2
(ワード)
ワード信号数
集中制御盤1192.168.1.10000h ~ 0003h64ビット0000h ~ 03FFh1024ワード
加工機12192.168.1.20004h ~ 0007h64ビット0400h ~ 07FFh1024ワード
加工機23192.168.1.30008h ~ 000Bh64ビット0800h ~ 0BFFh1024ワード
加工機34192.168.1.4000Ch ~ 000Fh64ビット0C00h ~ 0FFFh1024ワード
加工機45192.168.1.50010h ~ 0013h64ビット1000h ~ 13FFh1024ワード
加工機56192.168.1.60014h ~ 0017h64ビット1400h ~ 17FFh1024ワード
測定機7192.168.1.70018h ~ 001Bh64ビット1800h ~ 1BFFh1024ワード
  • その他仕様
    • トークン監視タイムアウト時間
      10 ms
    • 最小許容フレーム間隔
      100us
    • メッセージデータ単位
      ワード

割付表からパラメータに必要な情報を決める

FL-netにおいて自ノードが設定するパラメータは次の2つです。

  • 自ノードが専有するコモンメモリの領域
  • 他ノードが専有するコモンメモリの情報をCPUデバイスに紐付ける設定

ビットデータのやり取り(サイクリックデータ領域1)

設備間でビットデータをやり取りする際は、サイクリックデータ領域1(コモンメモリ1)を使います。
以下はCPUデバイス、インタフェースユニット、コモンメモリ、3つの対応表です。

エリア名CPUデバイス(B****)FL-netインタフェースユニット
バッファメモリ(Un\G****)
FL-net回線
コモンメモリ1
自ノードエリアB00C0 ~ B00FFUn\G1C0C ~ Un\G1C0F000Ch ~ 000Fh
他ノードエリア(前)B0000 ~ B00BFUn\G1C00 ~ Un\G1C0B0000h ~ 000Bh
他ノードエリア(後)B0100 ~ B017FUn\G1C10 ~ Un\G1C1B0010h ~ 001Bh

割付表にて加工機3が専有するコモンメモリの領域は000Ch ~ 000Fhでした。
この領域はインタフェースユニットのバッファメモリUn\G1C0C ~ Un\G1C0Fで、加工機3だけが信号の状態を変えられます。

またインテリジェント機能設定を使えば、シーケンスプログラム上でバッファメモリを指定しなくても、任意のデバイスでバッファメモリを操作できます。(ここではデバイスBに割り付けました)

他ノードのビット入力状態は、読出し対象ノードが専有するコモンメモリに対応したバッファメモリを読み出してください。

ワードデータのやり取り(サイクリックデータ領域2)

次にワードデータをやり取りする、サイクリックデータ領域2(コモンメモリ2)です。

各項目の関係性はサイクリック領域1と同じで、使用するデバイス、バッファメモリ、コモンメモリ、の3点が違います。

エリア名CPUデバイス(W****)FL-netインタフェースユニット
バッファメモリ(Un\G****)
FL-net回線
コモンメモリ2
自ノードエリアW0C00 ~ W0FFFUn\G2C00 ~ Un\G2FFF0C00h ~ 0FFFh
他ノードエリア(前)W0000 ~ W0BFFUn\G2000 ~ Un\G2BFF0000h ~ 0BFFh
他ノードエリア(後)W1000 ~ W1BFFUn\G3000 ~ Un\G3BFF1000h ~ 1BFFh

抽出した情報からパラメータを設定する

QJ71FL71-T-F01のパラメータは、GX-Works2のインテリジェント機能ユニット設定画面から変更します。

スイッチ設定

自ノードのIPアドレスと動作モードを設定します。

ネットワークアドレスの設定
  • IPアドレス設定
    192.168.1.4
  • 動作モード設定
    オンライン

パラメータ

自ノードが専有するコモンメモリのエリアを設定します。

項目設定値備考
基本設定
├ ノード名(設備名)4
├ サイクリックデータ
│├ 領域1
││├ 先頭アドレス000C hコモンメモリ1の先頭アドレスを指定する
││└ サイズ64 bitワード数ではなくビット数で指定する
│└ 領域2
│ ├ 先頭アドレス0C00 hコモンメモリ2の先頭アドレスを指定する
│ └ サイズ1024 wordワード数で指定する
├ トークン監視タイムアウト時間10 ms
├ 最小許容フレーム間隔100 us
└ メッセージデータ単位選択0:ワード単位

自動リフレッシュ

コモンメモリに対するPLC内部リレーを割り付けます。

割付表に関わる取合信号を実装するので、サイクリックデータの領域1(ビットエリア)、領域2(ワードエリア)のみ設定します。

サイクリックデータ領域1(ビット転送)の自動リフレッシュ設定画面

デバイス設定

FL-netが専有するデバイスの領域を、PCパラメータのデバイス設定から確保してください。

たとえば今回の仕様だと、サイクリックデータ領域2の転送データサイズは7kワード分が必要です。
デバイス設定から転送先のリンクレジスタ(W)のデバイス点数を1kワードに設定すると、自動リフレッシュ設定画面でエラーが生じます。

デバイス点数1k = 1024点

サイクリックデータ領域2のパラメータ背景が赤だと、設定領域外のデバイスを割り付けている

今回の仕様で必要な最低デバイス点数

リンクリレー(B)は32ワード。
リンクレジスタ(W)は7kワードのデバイス点数が必要です。

FL-netで利用可能な領域に対する最低デバイス点数

FL-netのコモンメモリを最大まで使うとき、リンクリレー(B)は512ワード。
リンクレジスタ(W)は8kワードのデバイス点数が必要です。

【まとめ】コモンメモリの役割とデバイス割付を理解すれば、FL-netは難しくない

データの流れがわかりにくいFL-netですが、今回の一例をもとに一つひとつ条件を当てはめていけば、初めての実装でもうまくできるはずです。

FL-netで重要なのは、コモンメモリ領域を理解すること。

特にFL-netを初めて扱う人は、ビットデータのやり取りワードデータのやり取りに重点をおいて理解を進めてください。
ここの理屈がわかっていないと、現場での領域変更や追加などに対応できなくなります。

割付表を入手したら、まずは自設備が専有するコモンメモリ領域を確認しましょう。
次に他メーカーの専有領域がわかれば事前準備は完了。あとは割り付けるデバイスを決めて終わりです。

同じ割付表を使ってFANUCでFL-netを実装する方法も解説しています。
三菱しか使わない方でも、他ベンダーのパラメータ設定を参考にしてみると新しい発見があるかもしれませんね。

参考資料

MELSEC-Q series
FL-net (OPCN-2) インタフェースユニット ユーザーズマニュアル(詳細編)
形名:QJFL71-F01-U-SY-J

【対象ユニット】
-QJ71FL71-T-F01
-QJ71FL71-B5-F01
-QJ71FL71-B2-F01
-QJ71FL71-T
-QJ71FL71-B5
-QJ71FL71-B2
-GX Configurator-FL (SW0D5C-QFLU)

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