Beckhoff#EL6631-0010を使ってシーメンスのS71200-G2と繋がってみよう

2025/7/8 Beckhoffベッコフオートメーション, EtherCAT, Profinet, Protocol, S7‐1200 G2, Siemensシーメンス, TwinCAT3

今回の記事ではBeckhoffのEL6631-0010を使用しProfinetデバイスを立ち上げ、シーメンスのS71200-G2のProfinet IOコントローラーとProfinet通信します。

さ、FAを楽しもう。

Reference Link

http://soup01.com/ja/?s=S71200

http://soup01.com/ja/category/beckhoff/

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EL6631-0010?

EL6631-0010 は、EtherCATシステム上にPROFINET RTスレーブ（デバイス）として接続できる通信インターフェース端子です。この端子を使うことで、EtherCAT ↔ PROFINET RT間のリアルタイムデータ通信がシームレスに行えます。

主な特徴

  • EtherCATスレーブとして動作
  • PROFINET RT（リアルタイム）通信をサポート
  • Conformance Class B準拠
  • 3ポート内蔵スイッチ（RJ45×2）によりライン型トポロジーに対応
  • 最大15台までのPROFINETマスターと通信可能
  • ネットワーク診断機能：LLDP・SNMP対応
  • 機器間距離 最大100m（RJ45）
  • 最大65,535台のEtherCATデバイスネットワークに統合可能

このように、EL6631-0010はEtherCATとPROFINET RTの橋渡し役として、異なる産業用ネットワークを一つのシステムにまとめることができます。リアルタイム性と拡張性を両立しながら、診断性にも優れており、工場のネットワーク統合における強力な選択肢となります。

LED

Implementation

TwinCAT Side

最初にTwinCAT側を構築します。

新しいデバイスの追加

TwinCATプロジェクトの「I/O」ツリー上で右クリックし、コンテキストメニューから「Add New Item…」を選択することで、新しいI/Oデバイス(EtherCAT Masterなど)を手動で追加することができます。

「Add New Item…」を選択すると、「Insert Device」ウィンドウが開きます。

ここでは追加するデバイスのタイプを選択できます。今回はBeckhoffのEL6631-0010を使用するため、EtherCAT → EtherCAT Masterを選択します。この設定により、TwinCATプロジェクト内にEtherCATマスターデバイスが追加され、そこにEL6631-0010（PROFINET Device）をスレーブとして接続できるようになります。

EtherCAT Masterを追加すると、自動的にPC上のEtherCATデバイスを検索し、「Device Found At」ダイアログが表示されます。

ここでは、見つかったEtherCAT通信カードや仮想デバイスを一覧から選択し、使用するスロットを指定します。

たとえば：

  • X001 (X001) や X000 (X000) はオンボードアダプタなどのデバイス
  • PCI Bus/Slot 3/0、 Slot 7 (0x91620000) は、PCIeスロットに接続された通信カードなどを指します。

今回はPCI Bus/Slot 3/0, Slot 7 (0x91620000)：PCIスロットに装着されたリアルなEtherCAT通信カードを指定します。

EtherCATマスターの追加と割り当てが完了すると、TwinCATプロジェクトの「I/O → Devices」配下に「Device 1 (EtherCAT)」としてマスター構成が表示されます。

オートスキャン

EtherCATマスター（Device 1）を右クリックすると、表示されるメニューの中に「Scan」があります。この「Scan」をクリックすることで、TwinCATが実際に接続されたEtherCATスレーブ機器（例：EL6631-0010）を自動検出し、構成に追加してくれます。この機能は、複数のI/O端子や通信モジュールがEtherCATラインに接続されているときに非常に便利で、機器のE-Bus順に正確に取り込むことが可能です。

スキャンが完了すると、EtherCATマスター配下に接続された各スレーブが「Term X（デバイス名）」として自動追加されます。この例では：

  • Term 1：EK1200（Bus Coupler）
  • Term 2：EL6910（Safety Controller）
  • Term 3：EL6631-0010（←今回の主役）
  • Term 4：その他のI/Oモジュール

EL6631-0010は、EtherCATネットワーク上のPROFINET Device（スレーブ）として使用される通信ターミナルです。このモジュールを通じて、PROFINETマスター（例：Siemens PLC）とのデータ通信を実現します。

Profinetデバイスの追加

EL6631-0010（PROFINET Device）をスキャンまたは手動で追加した後、その下に PROFINETの通信構成（GSDMLベース）を作成する必要があります。

「Add New Item…」を選ぶと表示される「Insert Device」ウィンドウで、以下のデバイスを選択します： Profinet I/O Device EL6631-0010, EtherCAT

このデバイスを選ぶことで、TwinCATプロジェクト内にEL6631-0010のPROFINETスレーブ定義が論理的に追加され、PROFINETマスタ（例：Siemens、Omronなど）との通信設定が可能になります。

この構成ノードでは以下の設定が行えます：

  • PROFINETの Station Name（マスタ側から見たデバイス名）
  • 通信周期やI/Oスロット数
  • 入出力マッピングとデータ長
  • ステータス確認や診断設定

TwinCAT構成ツリー上で、

  • Term 3（EL6631-0010）：EtherCATネットワーク上の実機としての通信モジュール
  • Device 2（EL6631-0010）：PROFINETスレーブとしての論理通信構成（I/OやStation名など）

この2つが正しく追加されていれば、TwinCATはEtherCAT経由でEL6631-0010にPROFINETの構成情報をダウンロードし、PROFINETネットワーク上のノードとして動作させることができます。

アダプターの設定

TwinCAT構成内の Device 2 (EL6631-0010) を選択し、プロパティウィンドウの「Adapter」タブを開くと、PROFINET通信に使用するネットワークアダプターの選択が行えます。

TwinCAT構成内の Device 2（EL6631-0010） に対して、「Device Found At」ウィンドウが表示されます。この画面では、EtherCAT上の実際のデバイス（Term 3（EL6631-0010））と、PROFINET構成ノードとしての論理デバイスを関連付けします。

また、このリンクがないと、PROFINETマスタとの通信は動作してもI/Oマッピングや機能が正しく反映されません。

タスクの設定

TwinCATの「Sync Task」タブでは、PROFINETデバイス（EL6631-0010）を、どの周期タスク（Task）と同期させるかを指定できます。

  • Standard (via Mapping)：TwinCATが自動的に適切なI/Oタスクと同期
  • Special Sync Task：ユーザーが明示的に同期タスクを選択または作成

今回は「Special Sync Task」を選択し、下記のどちらかの操作を行います：

  1. 既存のI/Oタスク（例えば MainTask, EtherCATTask など）をドロップダウンから選択
  2. 「Create new I/O Task」をクリックして、周期（Cycle ticks）や優先度（Priority）を指定して新たにタスクを定義

「Sync Task」タブで「Create new I/O Task」を選ぶと、タスク名を入力するポップアップウィンドウが表示されます。ここでは、今回のPROFINET通信に使用する専用タスク名として、例として PNIO（Profinet I/O）などを入力し、「OK」をクリックします。

周期（Cycle ticks）や優先度（Priority）を指定して新たにタスクを定義しましょう。

ファームウェアの確認

TwinCATプロジェクト内でEL6631-0010を選択し、上部タブから「Online → Online Data」を開くことで、デバイスのリアルタイム情報を確認できます。

この「Software version」欄が、EL6631-0010の現在のファームウェアバージョンを示しています。この例では 08 (V00.35) が適用されています。

API追加

Device 2（EL6631-0010） を右クリックし、「Add New Item…」を選択することで、PROFINET構成におけるI/Oスロット・サブスロットを追加できます。これにより、EL6631-0010がPROFINETマスタに対してどのようなI/O構成（デジタルIN/OUT、アナログ値、カスタムデータなど）を持っているかを定義できます。

追加できる例：

  • Digital Input (8 byte)
  • Digital Output (8 byte)
  • Analog Input (Word, 2 byte)
  • Custom Module（GSDMLに応じて）

「Add New Item…」を実行すると、「Insert Box」ウィンドウが表示されます。

ここでは、EL6631-0010に対応するPROFINET I/O構成用のボックス（Box）を選択し、追加することができます。

Box追加の直後、「Insert Device」ウィンドウが表示され、ここでEL6631-0010の使用バージョンに適した Module DAP（デバイスのI/Oアクセスポイント）を選択します。この画面に表示されるのは、EL6631-0010のソフトウェア/ファームウェアバージョンに応じた選択肢です。今回の記事で使用したEL6631-0010のファームウェアが「08 (V00.35)」なので、 EL6631-0010 V2.32, at least FW 08 を選択します。
また、より新しいエントリ（例：FW 14、FW 17）を選ぶと、マッチしない場合にエラーになる可能性があります。

選択したModule DAP（Device Access Point）を追加すると、TwinCAT構成内の Device 2（EL6631-0010） に I/Oスロット構成（el6631-0010） が自動的に追加されます。

スロットの設定

TwinCATで構成された Device 2（EL6631-0010） を選択し、上部タブの「Device」を開くと、使用されている GSDMLファイルの情報が表示されます。「Device Configure」ボタンを押すことで、**GSDMLファイルに基づいたモジュール構成（スロット・サブスロット）をグラフィカルに編集できます。

「Device Configure」ボタンを押すと、このDevice Configurationウィンドウが開き、GSDMLに定義されたモジュール・サブモジュール構成を編集することができます。

Device Configuration画面で、以下の構成がセットされました。

  • Slot 1：DAPモジュール（初期構成）
  • Slot 2：8 Byte In-and Output

TwinCATプロジェクト内で Device 2（EL6631-0010） に追加されました。

GDSMLエクスポート

TwinCAT上で Device 2（EL6631-0010） の構成が完了したあと、「GSDML Generator」タブで、「Create GSDML from original…」をクリックしGSDML FILEを生成します。

PLC追加

I/OやPROFINETの構成がすべて完了したあとは、PLC制御プログラムの追加に進みます。PLCを右クリックし>Add New Itemします。

「Add New Item」画面では、TwinCATで使用するPLCプロジェクトテンプレートを選択します。Standard PLC Projectを選び>Addで進みます。

GVL追加

PLCプロジェクト内の「GVLs」を右クリックし、

Add → Global Variable List… を選択することで、グローバル変数を定義する新しいGVLファイルを作成できます。

「Add Global Variable List」のダイアログが表示され、ここで新しいGVLファイルの名前を入力します。

GVL内でPROFINET通信用の変数を定義します。

ビルド

Build > Build Solution をクリックして、プロジェクト全体をビルドします。

マッピング入力

いま選択されているのは Subterm 5 の 8バイト分の Output（1 Byte Output[0] ～ [7]）で、右クリックして「Change Multi Link…」し、変数の一括Mappingを行います。

マッピング出力

出力データも同じ操作をしてください。

テストプログラム

最後は簡単にLoopbackプログラムを作成します。

Active Cofiguration

Active ConfigurationをクリックしプロジェクトのHard構成をTwinCAR RuntimeにDownloadします。

ログイン

プログラムをTwinCAR RuntimeにDowloadします。

Yesですすみます。

スタート

TwinCAR Runtimeをスタートします。

TIA Side

次はSiemens側をやります。

GDSMLのインストール

Options>Manage general station description Fileをクリックします。

次はTIAからEL6731-0010のGSD FILEをインストールしてください。

先程EXPORTされたGDSML FILEが表示されました。

Done!

デバイスの追加

Hardware Catalogから「Beckhoff Automation > EL Device」にあるEL6631-0010を選択。バージョンに応じたデバイスをネットワークビューに配置します。

Profinet ネットワークの割り当て

EL6631-0010をネットワークに接続した後、IOコントローラ（ここではG2_PLC_1のPROFINETインターフェース）を選択して割り当てます。「Not assigned」と表示されている部分をクリックして設定します。

IOコントローラの割り当てが完了すると、緑色の線でPLCとEL6631-0010がつながり、「IO system: G2_PLC_1.PROFINET IO-System」として認識されます。通信が有効になった状態を示しています。

Profinet ネットワークの割り当て

次はDevice Viewに切り替え、右のハードウェアカタログから「8 Byte In- and Output」を選択し、EL6631-0010のスロットにドラッグ＆ドロップ。これで双方向のデータ通信が設定されます。

EL6631-0010に設定した「8 Byte In- and Output」が、Iアドレス・Qアドレスともに 64〜71番 に割り当てられていることを確認できました、実際のアプリケーションやプログラムに合わせて設定してください。

タグテーブルの作成

PLC tags メニューから、Add new tag table を選ぶと新しいタグテーブルが作成できる。

ここでは「Tag table_1」がまだ空の状態（[0]）として表示されているよ。

I/Oアドレス（%I64〜%I71、%Q64〜%Q71）に対応して、Byte型のタグを16個追加します。

アセスメント名

EL6631-0010のデバイスを割り付けるために、右クリック>Assign device nameします。

Updae listをクリックし、ネットワークにあるPROFINETデバイスを検索します。

EL6631-0010を検索できました。

EL6631-0010を選び>Assign device nameをクリックします。

それでProfinetデバイス名の割り付けが完了しました。

ダウンロード

最後はHardware ConfigurationとプログラムをSiemensのPLCにDownloadします。

結果

下図のように、S71200 G2とBeckhoffのEL6631-0010でPROFINET通信できました。

IOデータにも反映されています。

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