今回の記事ではMURRELEKTRONIKの IMPACT67 Pro PN DIO8 IOL8 M12L 5Pを使用しSiemens S7‐1212FCとProfinet通信します。

IOLINKデバイスでは、今回はMURRELEKTRONIK社のIO-Link HUB・アナログ>IO‐Link変換機、TURCKのBN1F360V-QR20-IOLX3-H1141・OMRONのe3as-hl500lmnとCONTRINEX社のIDWE-M12MM-NMS-A0を使用します。

さ、始めよう！

IMPACT67 Pro PN DIO8 IOL8 M12L 5P?

今回使用するMURRELEKTRONIKのIO-LINK Master IMPACT67 Pro PN DIO8 IOL8 M12L 5Pは、

PROFINET Device対応・M12 L Code 5 Pinの電源供給・8PortのM12 Port(DI/DO/IOLINK設定可能)になります。

こちらはProfinet Fieldbusの仕様になります。

59719?

こちらはMURRELEKTRONIK製のIOLINK-Hubです。

50 mm プラスチック・ハウジング
1 x M12 IO-Link class A
8 x M12 I/O
16点の設定可能な入出力

こちらは今回記事では使用する59719 MURRELEKTRONIKIOLINK-HubのLayoutになります。XZ1はデバイスの電源供給とIOLINK Port(Class A)で、X0からX7は入力もしくは出力Portです。

Process Data

こちらは59719 IO-Link Hubの入力Process Dataになります。

Byte2とByte3はE0タイプのみで今回記事で使用した59719では適用しません。

こちらは59719 IO-Link Hubの出力Process Dataになります。

EUROSWITCH?

4-20mAアナログレベルセンサー+2つのプログラム可能なデジタルしきい値付きのデバイスで、水 – 鉱物油 – ディーゼル燃料 – ガソリンでも使用可能です。

こちらのLinkから詳しい情報を確認してください。

https://www.euroswitchsrl.com/products/level-sensors-2/trasmettitori-18/analogic-4-20-ma-level-sensor-esl-101.html

Pin Assignment

こちらはレベルセンサーのPin配置になります。

IO-Link converter with analog input

こちらはMURRELEKTRONIK製のアナログ入力からIOLINKデータに変換するConverterになります。

アナログ入力側はM12メス A-Code Connector
IOLINK側はM12 オス A-Code Connector
Resolution 16 bits
偏差 45 ppm
Sampling rate ≤200 Hz

実際MURRELEKTRONIK社は様々なConverterも提供しており、いろんなアプリケーションに合わせて使用できます。ちなみに今回使用するのは5000－00501－1300001です。

5000－00501－1300001は以下の4つのアナログ入力タイプを変換できます。

Pin Assignment-Analog Side

こちらはアナログ入力側のPin配置図になります。

Pin Assignment-IO LINK Side

こちらはIOLINK側のPin配置図になります。

LED

MURRELEKTRONIK社のアナログ入力>IOLINK変換機にはLED1とLED2があり、デバイスの状態を示しています。LEDに関するの詳しい情報はMANUALに参照してください。

Range

こちらはアナログ入力4…20ｍAに設定した場合のRangeになります。

Wiring

こちらはMURRELEKTRONIK社のアナログ入力>IO-Link変換機とEUROSWITCHのレベルセンサーの配線になります。

TURCK BN1F360V-QR20-IOLX3-H1141?

こちらはTURCK社の角度検出IOLINKセンサーになります。

LEDによる状態表示
1本軸による角度検出（測定範囲360 °）
温度検出：-40 °C～85 °C(非周期通信、精度±3 °C)
保護等級IP68/IP69K
DC 18～30 V
M12 × 1オスコネクタ、4ピン
IO-Link通信対応

こちらは今回使用するBN1F360V-QR20-IOLX3-H1141の仕様になります。

Process Data

こちらはTURCK BN1F360V-QR20-IOLX3-H1141のProcess Dataになります。

Pin Assignment

こちらはTURCK BN1F360V-QR20-IOLX3-H1141のPin配置図です。

Implementation

Siemens Side

Hardware Configuration

Add new device

S7-1212FCをプロジェクトに追加するため、Add new deviceを追加します。

Add new deviceの画面が表示されます。

CPU1212FC DC/DC/DCを選び>OKで進みます。

新しいTIAではセキュリティ設定が強化され、アプリケーションによってPasswordの設定を追加できます。こちらの画面ではTIAプロジェクトにPasswordを追加するかを設定できます。

こちらはSiemensのエンジニアリングツールやHMI以外でもPLCにアクセスできるかを設定できます。

次はアクセスレベルを設定します。

すべての設定を再確認し、Finishで完了します。

Download and Install GSDML

Profinetネットワークを構築するにはGSDML Fileの入手が必要です。下記のLinkからGSDML FileをDownloadしてください。

https://shop.murrelektronik.com/en/I-O-Systems/Impact67/IMPACT67-Pro-PN-DIO8-IOL8-M12L-5P-54630.html?listtype=search&searchparam=%2A&src=search&srchPage=1&perPage=10&pos=1

Options>Manage general Station description files(GSD)をクリックします。

GSDMLの管理画面が表示され、…ボタンをクリックします。

先程DownloadされたGSDML Folderを選びましょう。

Done!GSDML Fileが見つかりました。InstallでGSDML Fileをインストールします。

Done!

Add MURRELEKTRONIK IO LINK Device

次はMURRELEKTRONIKのIO-Linkデバイスを追加するためDevice & Networksをクリックします。

Other field devices>MURRELEKTRONIK>IMPACT67 Pro>V1.0>54630…をDropします。

MURRELEKTRONIKのIO-Link Masterが追加されました。

Configure Profinet Network

次はNot Assigned のところをクリックし、PLC_1.PROFINET interface_1を選択し、S71200とPROFINETで繋がります。

Done!

IP Address

Show address labelsをクリックします。

各デバイスのIPアドレスが表示され、アプリケーションに合わせて設定しましょう。

Device Name

PROFINETネットワークではDevice nameが大事で、MURRELEKTRONIKのIO−Link Masterをクリックします。

Properties>PROFINET>Ethernet address>PROFINETでDevice nameを設定しましょう。

Assign Device Name

もし実機とすでに接続されている場合、いまから直接MURRELEKTRONIKのIO-Link MasterのDevice nameを割り付けることができます。デバイスを右クリック>Assign device nameをクリックします。

Assign PROFINET device nameの画面が表示されます。

Update listで現在ネットワークにあるPROFINETデバイスを検索でき、”Assign name”でデバイス名を振り分けましょう。

Configure Port

次はMURRELEKTRONIKデバイスの各PORTを構築するため、デバイスをダブルクリックします。

こちらはPortの構築画面になります。

Port X0

PortX0はMURRELEKTRONIK社の設定可能な16入出力IOLINK HUB 59719と接続しています。

Slot1 X0に、CatalogからSubmodule>MURRELEKTRONIK IO-Link devices>Digital hubs+PQI>59719を追加し、I address とQ addressを設定してください。

Port X1

PortX1のPin2・Pin4にもデジタル入力と接続しています。

Slot1 X1に、CatalogからSubmodule>Generic IO-Link Deviecs>SIO Module>Standard digitial Inputを追加し、I address を設定してください。

Port X2

PortX2は空きPortになっています。

Slot1 X2に、CatalogからSubmodule>Generic IO-Link Deviecs>Deactivatedを追加してください。

Port X3

PortX3はMURRELEKTRONIK社の設定可能なアナログ入力>IOLINK変換器と接続し、アナログ入力はEUROSWITC社のESL0120200E1 4－20mAのレベルセンサーになります。

Slot1 X3に、CatalogからSubmodule>MURRELEKTRONIK IO-Link devices>Analog Input Converter+PQI>500x-00501-1300001 …を追加し、I address を設定してください。

Process data lower limit・Upper LimitとDevice Functionを設定しましょう。今回は4…20mAの変換機能に設定します。

Port X4

PortX4はCONTRINEX社のIOLINKセンサー IDWE-M12MM-NMS-A0と接続します。

Slot1 X4に、CatalogからSubmodule>Generic IO-Link Deviecs>Generic Input and output devices+PQI>IO-Link In/Out 04/02 Bytes+PQIを追加し、I address とQ Address を設定してください。

Generic Input and output devices+PQI>IO-Link In/Out 04/02 Bytes+PQIを設定する理由は、CONTRINEX社のIDWE-M12MM-NMS-A0は4Bytesの入力と1Bytesの出力 IO-Linkデータがあるからです。

Port X5

PortX5はデジタル出力と接続します。

Slot1 X5に、CatalogからSubmodule>Generic IO-Link Deviecs>SIO Module>Standard digitial Outputを追加し、Q address を設定してください。

Port X6

PortX6はOMRON社のIOLINKセンサー E3AS-HL500L-MNと接続します。

Slot1 X6に、CatalogからSubmodule>Generic IO-Link Deviecs>Generic Input and output devices+PQI>IO-Link In/Out 04/02 Bytes+PQIを追加し、I address とQ Address を設定してください。

Generic Input and output devices+PQI>IO-Link In/Out 04/02 Bytes+PQIを設定する理由は、OMRON社のE3AS-HL500L-MNは4Bytesの入力と1Bytesの出力 IO-Linkデータがあるからです。

Port X7

PortX4はTURCK社のIOLINKセンサー BN1F360V-QR20-IOLX3-H1141と接続します。

Slot1 X7に、CatalogからSubmodule>Generic IO-Link Deviecs>Generic Input and output devices+PQI>IO-Link In/Out 08/02 Bytes+PQIを追加し、I address とQ Address を設定してください。

Generic Input and output devices+PQI>IO-Link In/Out 04/02 Bytes+PQIを設定する理由は、TURCK社のBNF-360V-QR2-IOLX3-H1141は8Bytesの入力と1Bytesの出力 IO-Linkデータがあるからです。

Option Slot

Option SlotにWeb server機能を追加します。

Clock Tags

PLC>System and clock memoryでSystem Memory BitやClock Memory Bitを追加します。

Program

Data Unit Type

DUT_Contrinex _IDWE_M12MM-NMS_A0_IN_Byte0

こちらはContrinex社のIDWE_M12MM-NMS_A0センサー Byte0の構造体です。

DUT_Contrinex _IDWE_M12MM-NMS_A0

こちらはContrinex社のIDWE_M12MM-NMS_A0センサーの構造体で、Byte0のBool StatusだけではなくScale Value・Measure Valueも含まれています。

DUT_EUROSwitch_LevelSeneor

こちらはEUROSwitch のレベルセンサーの構造体になります。

MURRELEKTRONIK社でアナログ入力からIOLINK変換されたデータを4－20mAのアナログ入力値とレベル値をまとめる構造体になります。

DUT_Murr_IOLinkMaster_PQI

こちらはMURRELEKTRONIK社のProfinet IOLINK MasterでPortをIOLINK Portとして使用するとき、最後の1BytesのPQI構造体になります。(2Bytesがありますが、2Byte目は1Byte目の反転データだけなので、ここで定義はしません)

DUT_Murr_IOLINKHUB_59719_IN_Bytes2_3

こちらはMURRELEKTRONIKのIO-Link HUB Byte2/Byte3のデータです。Byte2/3はE0タイプのみで、今回使用した59719は適用しません。

DUT_Murr_IOLINKHUB_59719_IN

こちらはMURRELEKTRONIKのIO-Link HUBデータをまとめた構造体になります。

DUT_Murr_Submodule 1_SIO_PortBase_Pin

こちらはMURRELEKTRONIK社のProfinet IOLINK MasterでPORTがSIO(Standard Input/Output)として設定した場合に使用する構造体になります。

DUT_OMRON_E3AS_HL500LMN_IN_Status

こちらはオムロンのIOLINKデバイス E3AS_HL500LMN 3Byte目のStatusをまとめる構造体になります。

DUT_OMRON_E3AS_HL5000LMN_IN

こちらはオムロン社のE3AS_HL500LMNセンサーの構造体で、Byte3のBool StatusだけではなくDetectValue Output ・LightIntensityLevelも含まれています。

DUT_RawArray_Length2

こちらは2Btyesの配列構造体でProcess Inputデータ(％I)をまとめて定義します。

DUT_RawArray_Length4

こちらは4Btyesの配列構造体でProcess Inputデータ(％I)をまとめて定義します。

DUT_RawArray_Length8

こちらは8Btyesの配列構造体でProcess Inputデータ(％I)をまとめて定義します。

DUT_TURCK_BN1F360V_QR20_IOLX3-H1141_IN

こちらはTURCKのBN1F360V-QR20-IOL3-H1141の入力データを纏めた構造体です。

DUT_TURCK_BN1F360V_QR20_IOLX3-H1141_OUT

こちらはTURCKのBN1F360V-QR20-IOL3-H1141の出力データを纏めた構造体です。

Function Block

FB_Contrinex _IDWE_M12MM-NMS_A0

こちらはContrinex社のIOLink デバイス IDWE-M12MM-NMS-A0の生データを変換するFunction Blockになります。

Interface

こちらはFunction BlockのInterfaceになります。

Network1

Byte3のBit0はContrinex社の IDWE-M12MM-NMS-A0 のOSS1出力になります。

Network2

Byte3のBit1はContrinex社の IDWE-M12MM-NMS-A0 のOSS2出力になります。

Network3

Byte3のBit2はContrinex社の IDWE-M12MM-NMS-A0 のTSS1出力になります。

Network4

Byte3のBit3はContrinex社の IDWE-M12MM-NMS-A0 のSSC1出力になります。

Network5

Byte3のBit4はContrinex社の IDWE-M12MM-NMS-A0 のSSC2出力になります。

Network6

Byte3のBit5はContrinex社の IDWE-M12MM-NMS-A0 のALR2出力になります。

Network7

Byte3のBit6はContrinex社の IDWE-M12MM-NMS-A0 のALR3出力になります。

Network8

Byte3のBit7はContrinex社の IDWE-M12MM-NMS-A0 のALR1出力になります。

Network9

Byte2はContrinex社の IDWE-M12MM-NMS-A0 のScaleValueになります。

Network10

Byte0とByte1はContrinex社の IDWE-M12MM-NMS-A0 のMeasure Valueになります。

FB_EUROSwitch_LevelSeneor

こちらのEUROSWITCH社のレベルセンサーは、MURRELEKTRONIK社と接続してるアナログ入力>IOLINK変換機から取得したIOデバイスの生データを変換するFunction Blockになります。

Interface

こちらはFunction BlockのInterfaceになります。

Network1

Network1ではMURRELEKTRONIK社から取得した4-20mAに変換した値をSWAPします。

Network2

Network2は先ほど変換した値を4-20mAと0-100%のレベル値に変換します。

Network3

Network3は先程演算した結果をFunction Blockに出力します。

FB_Murr_IOLINKDevices_PQI

こちらはMURRELEKTRONIK社のIOLink Masterに付属してる(最後の2Bytes)Port診断情報です。

Interface

こちらはFunction BlockのInterfaceになります。

Network1

Network1はSCATTER関数を使用し、Byteデータを構造体に一括転送します。

Network2

Network2はBit0値をNewParに出力します。

Network3

Network3はBit3値をSubstDevに出力します。

Network4

Network4はBit4値をPortActiveに出力します。

Network5

Network5はBit5値をDevComに出力します。

Network6

Network6はBit6値をDevErrに出力します。

Network7

Network7はBit7値をPQに出力します。

FB_Murr_IOLINKHUB_59719

こちらはMURRELEKTRONIK社のIOLink HubデータやPQI情報を取り出します(59719はE0タイプでないので適用できませんが、一応作りました)。

Interface

こちらはFunction BlockのInterfaceになります。

Network1

Network1は0Byte目と1Byte目のデータを内部変数Wordにまとめて転送します。

Network2

Network2はSCATTER関数を使用しWordデータを構造体に一括転送します。

Network3

Network3はByte3のBit0値をErrorAtPowerSupplyに転送します。

Network4

Network4はByte3のBit1値をErrorAtTempatureに転送します。

Network5

Network5はByte3のBit2値をErrorAtInOutyに転送します。

Network6

Network6はByte3のBit3・Bit4・Bit5・Bit6値をまとめてDIAに転送します。

Network7

Network7はByte3のBit7値をGlobalStatusに転送します。

Network8

Network8はByte4値をDeviceIdentificationに転送します。

Network9

Network9はGATHER関数を使用し構造体のデータをまとめてWordに転送します。

Network10

Network11はWordのByte0・Byte1値を出力データに再転送します。

FB_TURCK_BN1F360V_QR20_IOLX3_H1141

こちらはTURCK社のIOLink デバイス BN1F360V-QR20-IOLX3-H1141の生データを変換するFunction Blockになります。

Interface

こちらはFunction BlockのInterfaceになります。

Network1

Network1ではByte0とByte1 SWAPを反転Process Dataに転送します。

Network2

Network2ではByte2とByte3 SWAPしProcess Dataに転送します。

Network3

Network3ではByte4をScale変数に転送します。

Network4

Network4ではByte5をVendorSpecific変数に転送します。

FB_OMRON_E3AS_HL5000LMN

こちらはOMRON社のE3AS-3AS-HL500-MN IOデバイスの生データを変換するFunction Blockになります。

Interface

こちらはFunction BlockのInterfaceになります。

Network1

Byte0とByte1をSWAPしDetectValueOutput値として出力します。

Network2

Btye2はIntensityLevel値になります。

Network3

Byte3のBit0はOMRON社のE3AS-3AS-HL500-MN のControlOutput1になります。

Network4

Byte3のBit1はOMRON社のE3AS-3AS-HL500-MN のControlOutput2になります。

Network5

Byte3のBit2はOMRON社のE3AS-3AS-HL500-MN のInstablilityAlarmになります。

Network6

Byte3のBit4はOMRON社のE3AS-3AS-HL500-MN のInsufficinetErrorになります。

Network7

Byte3のBit6はOMRON社のE3AS-3AS-HL500-MN のWarningになります。

Network8

Byte3のBit7はOMRON社のE3AS-3AS-HL500-MN のErrorになります。

FB_Murr

Interface

こちらはFB_MurrのFunction Blockになります。MURRELEKTRONIKのIOLINK Masterと接続8つのPortのデバイスや各PortのPQIを取得します。

Network1

Network1ではMURRELEKTRONIKのSIO(標準IO)として設定されたPortの入力(X1Pin4)を読み、その入力がTrueになると出力(X5Pin4)をTrueにします。

Network2

Network2ではMURRELEKTRONIK社の16点設定可能のIOLink Hub 59719と接続されている入力(X2Pin4・X2Pin2)を読み取り、X2Pin4がTrueであれば1Hzで出力をON/OFF(X3Pin2繰り返します。X2Pin2Trueの場合は出力をずっとONにします(X3Pin2)。