こちらは新しい記事シリーズで、三菱のRJ71SEIP91-T4を使用し様々な通信テストを行います。今回はRJ71SEIP91-T4とEuchnerのMGB-L2B-EIA-R-136508とCIP SAFETY Class通信方法を０から構築し、GXWORKS3内にもSafetyFBを使用し安全プログラムを作成していきます。
さ、FAを楽しもう。
Reference Link
Reference Video
OMRON.TurckのCIP Safety IOと繋がってみよう
前書き
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MGB-L2B-EIA-R-136508
こちらは今回記事で使用するCIP Safetyドアロック、EuchnerのMGB-L2B-EIA-R-136508 (Order no. 136508)になります。
Layout
こちらはMGB-L2B-EIA-R-136508 (Order no. 136508)のLayoutです。
DIP スイッチ設定
こちらはMGB-L2B-EIA-R-136508 (Order no. 136508)のDIPスイッチ設定です。
Connections, variant M12
バスモジュールには、イーサネット/IP接続（X3とX4）と電源接続（X1とX2）が含まれます。 接続はM12プラグ（イーサネット/IP M12 Dコード、電源 M12 Aコード）を使用します。また、イーサネット接続用のイーサネット/IPスイッチが搭載されています。
Ethernet/IP data bytes
MGBシステムには以下のモジュールが含まれています。
- バスモジュール、MGB-B-…EI (Ethernet/IP接続に必要なすべてを含む)
- ロックモジュール、MGB-L。 (ハンドルモジュールと共にドアロック機構を形成します）
また、各MGBモジュールは、制御システムの入出力範囲において、一定数のデータ・バイトを占有し、以下のデータ型は区別されます：
- 安全データ
- 非安全データ
M+SF_GLOCK_R
こちらはガードロックを制御し、なおかつ位置を監視するFBです。 このFBは機械式ロックスイッチと共に使用でき、 オペレータは危険エリアへのアクセスを要求します。 ガードのロックは、危険領域が安全状態にあるときのみ解除できます。
VAR_INPUT
| 変数名 | タイプ | 説明 |
| i_bActivate | Bit | 1=FBを作動する |
| i_bS_GuardMon | Bit | ガードインターロックを監視する0:ガードオープン1: ガードクローズ |
| i_bS_SafetyActive | Bit | 危険区域の状況0：マシンは「非安全」状態。1：マシンが安全状態 |
| i_bS_GuardLock | Bit | メカニカルガードのロック状態0：ガードはロックされていません1: ガードがロックされています |
| i_bUnlockRequest | Bit | ロック解除コマンド0：リクエストなし。1: リクエストあり。 |
| i_bS_StartReset | Bit | 起動した（初回）安全 FB のリセット方法の選択。 |
| i_bS_AutoReset | Bit | 入力信号をONにリセットするリセット方法の選択 |
| i_bReset | Bit | リセット入力 |
VAR_OUTPUT
| 変数名 | タイプ | 説明 |
| o_bReady | Bit | セーフティFBが作動しているかどうかの状態 |
| o_bS_GuardLocked | Bit | 停止が必要な危険区域へのインターフェース0：安全状態ではない1：安全状態。 (ガードを閉じてロックしているので、機械は操作できます)。 |
| o_bS_UnlockGuard | Bit | ガード解除コマンド0：クローズガード。1: ガードのロックを解除します。 |
| o_bError | Bit | 1=エラーあり |
| o_wDiagCode | Word [signed] | 診断コード |
Flow
こちらはM+SF_GLOCK_RのFlowになります。
シーケンサ
シーケンサ1,2
現在は危険区域が安全な状態にあることを確認し、該当する危険区域が安全な状態にあることをフィードバックします。
シーケンサ3,4
オペレータによるガード解除要求（i_bUnlockRequest input=ON）し、ガード解除信号を出力します（o_bS_UnlockGuardをONに設定）。
シーケンサ5
ガードロックを解除した信号が入力され（i_bS_GuardLock入力OFF）、ガードが開けられるようになります (o_bS_GuardLocked入力OFF)。
シーケンサ5.5
オペレーターがガードを開けます。
シーケンサ6
ガードが再び閉じているかどうかをチェックします。 (i_bS_GuardMonをON入力)
シーケンサ7,8
オペレータからの危険区域再開をリクエストします。（i_bUnlockRequest=ON）それによって、ガードをロックします。 (o_bS_UnlockGuard=ON)
シーケンサ9
ガードがロックされているかどうかをチェックします(i_bS_GuardLock=ON)。
シーケンサ10,11
危険区域は再び操業できます。 (o_bS_GuardLocked=ON)
注意するにはi_bS_AutoResetがOFFの場合、i_bReset入力によるリセットが必要です。
Implementation
これからCIP Safety接続や安全プログラムを構築します。
Euncher Side
最初にEuchner社のMGB-L2B-EIA-R-136508側を設定します。
Download EDS File
こちらのLinkでEuchnerのドアロックのEDS FileをDownloadしてください。
https://marketplace.odva.org/products/1872-mgb-with-ethernet-ip
Factory Reset
MGB-L2B-EIA-R-136508の右側のCoverを開けてください。
中にDIPスイッチがあり、すべてのDIPスイッチをOFFし、デバイスを再起動します。
DHCP Server Setting
ドアロックのDHCP Serverに設定するにはDIPスイッチ2のみONしてください。
Mels Side
次は三菱とRJ71SEIP91-T4側を設定します。
Create New Project
GXWORKS3を起動し、Project>Newで新規プロジェクトを追加します。
今回記事で使用したのはR32SF Safety PLCです。
Safety PLCを使用するにはプロジェクトにUser nameとPasswordの設定が必要です。
User nameとPasswordを設定し、Okで進みます。
プロジェクトが作成されたら、Setting Changeをクリックします。
Use Module LabelのOptionをつけます。
Done!プロジェクトが作成されました。
Module Configuration
Hardware Configurationを設定するために、Module Configurationをクリックします。
こちらはModule Configurationの画面になります。
Add R35B
IQ-R Series>Main Base>R35BをDropし、今回記事で使用するBase Unitを追加します。
Done!
Add R61P
次はPower Suppy>R61Pで今回記事で使用する電源モジュールを追加します。
Done!
Add PLC into PLC Rack
R32SF Safety PLCをCPU SlotにDropします。
Done!それでCPUをRackにインストールしました。
Add R6SFM
CPU Extension>R6SFMでCPUの安全拡張ユニットを追加します。
Done!
Add RJ71SEIP91-T4
最後はNetwork>RJ71SEIP91-T4をSlot1にDropします。
Done!
Save the Configuration
次はModule Configurationを保存します。
OKで進みます。
M+Global
先程Module Label使用の設定を有効にしたので、Label>Global Label>M+GlobalというGlobal Variable Listが追加されました。
M+Globalには今回記事で使用したCPUやモジュール(もちろんRJ71SEIP91-T4)のラベルが定義されました。
Check your Configuration
Convert>Rebuild Allで一回Hardware Configuration問題ないかを確認しましょう。
Reset User
R32SF Safety PLC本体のPasswordを忘れた場合に、PLCデータを初期化し、すべてのデータをリセットしましょう。Online>User Authentication>Initialize all PLC Dataをクリックします。
Write User Data
次は今回プロジェクトのUser DataをCPUに書き込むため、Online>User Authentication>Write User information to PLCでUser dataをR32SF Safety PLCに書き込見ます。
Yesで進みます。
さらにYesで進みます。
Done!
Write to PLC
Hardware Configurationを一旦CPUに書き込むため、Online>Write to PLCを実行してください。
Check RJ71SEIP91-T4 IP Address
現在RJ71SEIP91-T4のIPアドレスを確認するため、Diagnosis>System Monitorをクリックします。
RJ71SEIP91-T4 モジュールをダブルクリックします。
RJ71SEIP91-T4の診断情報を確認でき、Module Information List Tabを開きます。
RJ71SEIP91-T4の詳細情報が表示され、P1=192.168.250.11を確認できました。
Configure Ethernet/IP Network
次はEthernet/IPネットワークを構築するため、RJ71SEIP91-T4>CIP Safety Configuration Toolをダブルクリックし、ツールを起動しましょう。
Install EDS File
CIP Configuration Tools>Device Library>Add EDSでEDS Fileをインストールします。
”Add EDS From Directory”を選択し、Browseで先程DownloadしたEDS Fileが格納されたFolderを選択します。
インストールするEDS Fileを選び>Next>で進みます。
Done!EDS Fileがインストールされました。
Start Detection
Network Detection>Start Network detectionでネットワーク内のEthernet/IPデバイスを検索します。
OKで進みます。
しばらく待ちます…
Done!Euchner社のMGB-L2B-EIA-R-136508を検索できました。
Euchner社のMGB-L2B-EIA-R-136508をNetwork1に追加して行きましょう。
Done!
Safety Settings
Safety Connectionを構築するために必要なパラメータを設定します。
Safety Parameters
先ほど追加したEuchner社のMGB-L2B-EIA-R-136508を選び>Safety Settingsを>Safety Parameters Tabを開きましょう。
Safety ResetをクリックしEuchner社のMGB-L2B-EIA-R-136508のTUNIDをリセットします。
Resetで進みます。
Yesで進みます。
TUNIDをリセットします。
Done!
Set TUNID
次は”Set TUNID”ボタンをクリックし、Euchner社のMGB-L2B-EIA-R-136508に新しいTUNID IDをセットします。
Done!
Save Configuration
最後は”Save Configuration to Module”をクリックし、設定を変更しRJ71SEIP91-T4を転送します。
Yesで設定を保存します。
しばらくお待ち下さい…
Done!
Add Shared GVL
次はStandard/Safety SharedのGlobal Label Listを追加します。
こちらはShared GVLの変数です。
Safety GVL
次はGXWORKSにEuchner社のMGB-L2B-EIA-R-136508と交換するSafety I/OデータをMappingします。Safety Communication Module>CPU Data Exchange>Label/Devicesをクリックし、適切なデバイスとMappingしましょう。
GxWorks3 Copy Labelsをクリックします。
新たなSafety GVLを作成、そのままCtrl+Vでラベルを貼り付けましょう。
NonSafety-Program
非安全プログラムを作成します。
下図のようにRJ71SEIP91-T4の通信開始信号や各接続の状態を取得します。
| RJ71SEIP91_1.stEIPCls1_P1.uSet_CommunicationStartupRequest_D:=1; RJ71SEIP91_1.stEIPCls1_P2.uSet_CommunicationStartupRequest_D:=1; gsCommOK:=RJ71SEIP91_1.bSts_ModuleReady AND RJ71SEIP91_1.stCIP_Safety_P1.bnDataLinkStatus_In_D[3] and RJ71SEIP91_1.stCIP_Safety_P1.bnDataLinkStatus_Out_D[3]; gs1sClock:=SM412; ; |
Safety FB
Fb16Bit2Word
こちらのFBは16個のBoolデータを1つのWordに変換します。
| sxIn00 Bit VAR_INPUT sxIn01 Bit VAR_INPUT sxIn02 Bit VAR_INPUT sxIn03 Bit VAR_INPUT sxIn04 Bit VAR_INPUT sxIn05 Bit VAR_INPUT sxIn06 Bit VAR_INPUT sxIn07 Bit VAR_INPUT sxIn08 Bit VAR_INPUT sxIn09 Bit VAR_INPUT sxIn10 Bit VAR_INPUT sxIn11 Bit VAR_INPUT sxIn12 Bit VAR_INPUT sxIn13 Bit VAR_INPUT sxIn14 Bit VAR_INPUT sxIn15 Bit VAR_INPUT swOut Word [Signed] VAR_OUTPUT |
下図のように、各BitをWordに出力するようにします。
MAIN
最後は安全プログラムを作成するため、Fixed Scan>Add New Dataをします。
Safety Ladderを作成します。
VAR
こちらはSafety プログラムで使用する変数になります。
| _CommOK Bit VAR _sEuchnerRUN Bit VAR _sEuchnerConnFailed Bit VAR _sEuchnerDiagActive Bit VAR _AlwaysON Bit VAR_CONSTANT _F1ES Bit VAR _F1EEN Bit VAR _DiagWord Word [Signed] VAR Fb16Bit2Word_1 Fb16Bit2Word VAR _AlwaysOFF Bit VAR_CONSTANT _DiagCount Word [Signed] VAR _GreenSw Bit VAR _BlueSw Bit VAR _RedSw Bit VAR _DoorInPosition Bit VAR _FID Bit VAR _FIB Bit VAR _FIL Bit VAR _FISK Bit VAR _FIUK Bit VAR M_SF_ESTOP_R_01A_1 M+SF_ESTOP_R_01A VAR _GreenLED Bit VAR _BlueLED Bit VAR _RedLED Bit VAR M_SF_GLOCK_R_01A_1 M+SF_GLOCK_R_01A VAR _UblockCommand Bit VAR _ESTOPStatus1 Bit VAR _DoorStatus1 Bit VAR _ESTOPStatus2 Bit VAR _DoorStatus2 Bit VAR |
こちらは今回記事で作成した安全プログラムです。
Rung1
Rung1は三菱のRJ71SEIP91-T4とEuchnerのMGB-L2B-EIA-R-136508の通信を確認します。
Rung2
Rung2はEuchnerのMGB-L2B-EIA-R-136508ドアロックの状態を取得します。
Rung5
Rung5は先程作成した16Bit→Wordの変換FBを使用し、EuchnerのMGB-L2B-EIA-R-136508の診断情報回数を取得します。
Rung23
Rung23はEuchnerのMGB-L2B-EIA-R-136508の各ボタン状態・非常停止状態を取得します。
Rung27
Rung27はEuchnerのMGB-L2B-EIA-R-136508のドア状態を取得します。
Rung32
Rung32は三菱のSafety Function Blockを使用し非常停止を制御します。
Rung38
Rung38はEuchnerのMGB-L2B-EIA-R-136508のドアロックのロック解除コマンドを発行します。
- 緑ボタン押す：ロック解除
- 赤ボタン押す：ロックする
Rung46
Rung46では三菱のSafety Function Blockを利用しEuchnerのMGB-L2B-EIA-R-136508のドアロックを制御します。
Rung49
Rung49は先程のSafety Function Blockの出力により、ドアロックをロック解除します。
TRUE=ロック解除します。
Rung50
Rung50は非常停止のSafety Function Blockの診断ワードから現在の状態を確認します。
- ESTOP診断ワード=16#8005=リセット待ち
- ESTOP診断ワード=16#8000=非常停止OK、Enable信号出力中
Rung52
Rung50はドアロックのSafety Function Blockの診断ワードから現在の状態を確認します。
- ドアロック診断ワード=16#8003=リセット待ち
- ドアロック診断ワード=16#8000=非常停止OK、Enable信号出力中
Rung54
Rung54は安全機器の状態により、青いランプの点灯か点滅かを出力します。
- 点滅=リセット待ち
- 点灯=すべての安全機器の状態は正常であること
Rung57
Rung57はEuchnerのMGB-L2B-EIA-R-136508の青いボタンランプを出力します。
Rung58
Rung58はドアロックの状態によって赤ボタンランプが点滅・点灯します。
- 赤点滅：ドアロックは適切な位置にあり、リセット待ち
- 赤点灯：ドアロックはロックした状態
Rung60
Rung60はEuchnerのMGB-L2B-EIA-R-136508の赤ボタンランプを出力します。
Rung61
Rung61はドアロック解除のとき、緑ボタンランプを点滅させて出力します。
Rung64
Rung64はEuchnerのMGB-L2B-EIA-R-136508の緑ボタンランプを出力します。
Result
最初にCIP CM Protocolからエラーメッセージが来てて、Revisionが異なるのせいで接続不可になっています。
そのエラーを解除する方法はEDS Fileを置き換えるか、もしくはSafety Connectionsに以下の設定を行います。
- Check Type：Compatible Module
- Minor Version：2（今回EuchnerのMGB-L2B-EIA-R-136508のMinor Version）
Done!CIP I/Oメッセージが交換できるようになりました。
三菱 GXWorks3のCIP Safety Configurationツールにも通信開通してたことをわかります。
こちらの動画で実際の動作を確認できます。
Mitsibushi.CIP Safety Module RJ71SEIP91-T4 With Euchner Door Lock
Download
こちらのLinkで今回記事で作成したプロジェクトをDownloadしてください。