故障したコントローラーを交換しようとしています。データシートには「プロセッサ」と記載されており、古いユニットのラベルには「CPU」と記載されており、部品番号は棚にあるものと一致しません。このギャップが、ほとんどの誤った注文の始まりです。産業用制御システムでは、シーケンサCPUユニットはロジックを実行する部分であり、ブランドによっては、CPU、プロセッサー、またはコントローラーとして表示される場合があります。このガイドでは、CPU とプロセッサーPLC のコンテキストでの混乱を解決し、実際に必要なモジュールを決定する仕様と、間違ったリビジョンを注文することなく正しいモジュールを入手する方法を説明します。
簡単な回答
30 秒しかない場合:
- PLC では、「CPU モジュール」はほとんどの場合、人々が「プロセッサ」と呼ぶ物理部品と同じです。プログラムを実行するユニットです。
- ブランドごとに名称が変わります。シーメンスは「CPU」と表示します。アレン-ブラッドリーは「プロセッサ」または「コントローラ」と言っています。オムロンでは「CPUユニット」と表記します。そして三菱は「CPU」と言います。
- 適切なものを選択するには、スキャン パフォーマンス、メモリ、サポートされる I/O 数、および通信ポートの 4 つの要素を一致させます。
- ブランド間の比較表と、在庫モジュールへのリンク-と-はさらに下にあります。にジャンプしますブランド比較スペックがすでにわかっている場合。
生産終了したモジュールを交換しますか?の調達セクションオリジナル、再生品、旧式の交換品を対象としています。
CPU とプロセッサー: 一般的な概念 (簡潔に)
CPUとは何ですか
CPU（Central Processing Unit）は命令を実行する部分です。命令をフェッチし、デコードし、実行し、結果を保存するという単純なループを実行します。この記事の他の内容はすべてそのループに基づいて構築されているため、これ以上の時間は費やしません。
プロセッサーとは
「プロセッサ」はより広い意味の言葉です。すべての CPU はプロセッサですが、この用語には、1 つの狭いジョブを処理する GPU や DSP などの特殊なシリコンも含まれます。つまり、CPU はプロセッサーの一種であり、別のものではありません。
これがあなたにとって重要な理由
ここが一般的な説明者が見逃している部分です。オートメーション ジョブから「CPU とプロセッサー」を検索した場合、コンピューター チップを購入しているわけではありません。 PLC ラックに設置される交換可能なモジュールを探しています。以下のすべては、デスクトップ用ではなく、そのモジュール用に書かれています。
PLC 内での「CPU / プロセッサ」の実際の意味
シーケンサCPUユニットの仕事：スキャン周期
PLC 内部では、CPU モジュールはラップトップのように「プログラムを実行」しません。と呼ばれる緊密な繰り返しループを実行します。スキャン周期:
- すべての入力 (センサー、スイッチ、フィードバック信号) の状態を読み取ります。
- これらの入力値を使用して、制御プログラムを上から下に 1 回実行します。
- すべての出力 (バルブ、モーター、アクチュエーター、インジケーター) を更新します。
その後、最初からやり直します。小規模なマシンでは、このループが数ミリ秒ごとに繰り返され、マシンに電源が入っている限り繰り返されます。組み立てラインを想像してください。スキャンごとに、CPU が近接センサーを読み取り、「部品が存在し、ガードが閉じている場合はコンベアを前進させる」というロジックをチェックし、ベルトを動かす出力を駆動します。 1 つの完全なループを完了するのにかかる時間は、スキャン時間, そしてそれはコントローラーの反応性を示す単一の数値です。選択について話すときにこの用語が出てくるので、この用語を保持してください。
PLC が生の速度ではなく決定論を重視する理由
デスクトップの CPU は、重いタスクをどれだけ速く完了できるかで判断されます。 PLC CPU は、予測可能で再現可能な時間内にすべてのスキャンを完了するかどうかという別の基準で判断されます。そのプロパティはと呼ばれます決定的制御、そしてそれは産業用コントローラーとコンピューターチップの間の本当の境界線です。
選択時によくある間違いは、クロック速度が高ければ自動的に優れたコントローラーであると仮定することです。マシンでは、信頼できない高いピーク値よりも、信頼できる一貫したスキャンの方が重要です。通常は 2 ミリ秒でスキャンするが、場合によっては 20 ミリ秒に失速するコントローラーは、毎回 5 ミリ秒でスキャンするコントローラーよりもモーション コントロールとしては劣ります。モジュールを比較するときは、ヘッドラインの速度だけではなく、負荷がかかった状態での一貫性を比較することになります。
CPU モジュールとラックの残りの部分との関係
CPUモジュールが単独で動作することはほとんどありません。モジュラー PLC では、電力を供給する電源、フィールドに接続する入出力モジュール、ネットワークにリンクする通信モジュールと並んでラック内に設置されます。 CPU はコーディネーターです。CPU は電源に依存し、I/O モジュールを介して読み取りと書き込みを行い、通信モジュールを介して上流と通信します。
実際に重要なことは、CPU を単独で選択することは決してないということです。選択したモジュールは、ラック、I/O ファミリ、およびすでにインストールされているファームウェアの世代と一致する必要があります。一致しない場合、パーツは連携して動作しません。この制約こそが、以下の選択手順が存在する理由です。
シーケンサCPUモジュールを決める主なスペック
それぞれの仕様が何を意味するかを知ることはここでは重要ではありません。重要なのは、それぞれがどのように選択肢を狭めるかを知ることです。以下のすべての仕様は、定義ではなく決定として書かれています。このセクションの最後にある表は、高速参照です。メモには使用方法が説明されています。
スキャン時間と処理パフォーマンス
スキャンタイムを使用して、コントローラーをマシンの要求に合わせます。単純なシーケンシャル ロジックでは、スキャンが遅くても許容されます。 -高速モーション、高速インターロック、または数千のラングを含む大規模なプログラムには、ループを短くするためにより高速なプロセッサが必要です。ほとんどのデータシートでは、これは命令ごとの実行時間としてリストされています (たとえば、ビット操作あたり何ナノ秒か)。アプリケーションに厳しいタイミング要件がある場合、この仕様では、弱いモジュールが最初に失格になります。
プログラムとデータのメモリ
メモリによって、モジュールが保持できるプログラムの大きさが決まります。不足するとプログラムはダウンロードされません。経験則として、プログラムとデータ ブロックのサイズを見積もってから、それよりも余裕のあるモジュールを選択してください。これは、プロジェクトはコミッショニング中およびマシンの耐用期間中に増大するためです。古いパネルにロジックを追加する改造は、チームがここで不足することがよくある場所です。
サポートされるI/O数
I/O カウントは選択の最初のハード ゲートです。すべての CPU モジュールには、アドレス指定できるローカル ポイントおよび拡張ポイントの数に上限があります。デジタルとアナログのポイントを合計し、将来の拡張のためのマージンを含め、合計に達しないモジュールは削除します。回避策はありません。ポイント数がモジュールの制限を超えている場合、それは間違ったモジュールです。
通信プロトコルとポート
CPU を確認する前にネットワークを確認してください。プラントが稼働すればプロフィネット、PROFINET ポートを備えた CPU が必要です。走ればイーサネット/IPまたはModbus、モジュールはそのプロトコルをネイティブに、または追加された通信モジュールを通じて話す必要があります。組み込みプロトコルはブランド間、さらには同じブランドのシリーズ間でも大きく異なるため、多くの場合、この仕様がファミリーだけでなく正確なモデルを決定します。
冗長性と安全性評価
アプリケーションが要求した場合にのみ、これらの料金を支払います。標準的なマシン制御には、冗長 CPU や安全性評価済みの CPU は必要ありません。-ダウンタイムを許容できないプロセス制御や、特定の定格を満たす必要がある安全機能を備えたラインでは許容されます。冗長モジュールを必要としないジョブに冗長モジュールを選択することは、過剰な支出を招く一般的な方法です。
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スペック |
それが決めること |
どこで確認するか |
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スキャン時間 |
ループがマシンに追いついているかどうか |
データシート上の命令実行時間 |
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プログラム/データメモリ |
プログラムが適合しているかどうか、成長の余地があるかどうか |
技術仕様シートのメモリサイズ |
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I/O数 |
自分でコントロールできるポイントの上限が厳しい |
仕様内の最大ローカル + 拡張 I/O |
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通信ポート/プロトコル |
既存のネットワークに適合するかどうか |
注文番号の内訳に記載されているオンボード ポート |
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冗長性/安全性 |
高可用性または安全義務に適合するかどうか |
カタログ記載の製品シリーズと評価 |
仕様が特定の部品番号にどのようにマッピングされるかわからない場合は、あなたの要件を送信してください。私たちのチームがそれに合わせます。見積もりを依頼する.
ブランドごと: 各ベンダーの「CPU / プロセッサー」の命名方法
同じ部品でもブランドによって名前が異なります。これが、そもそも「CPU とプロセッサー」が多くの混乱を引き起こす理由の半分です。以下に、最も一般的な 4 つのベンダーによるラベルの付け方と、各ファミリー内での選択に関する 1 行のメモを示します。-注文番号は形式の例として示されているため、読み方を学ぶことができます。常に正確なサフィックスをライブ カタログと照合して確認してください。
シーメンス (SIMATIC S7-1200 / S7-1500 CPU)
シーメンスではこれを「CPU」と呼んでいます。注文番号は 6ES7 で始まります (たとえば、S7-1500 CPU 用の 6ES7 51x シリーズ パーツ)。 S7-1200 はコンパクトなマシン制御に適しています。 S7-1500 は、より大規模で高速なアプリケーション、またはより多くの通信を必要とするアプリケーションに対応します。在庫を閲覧するシーメンス PLC モジュール.
アレン-ブラッドリー / ロックウェル (ControlLogix / CompactLogix プロセッサ)
アレン-ブラッドリーは「プロセッサ」と「コントローラ」を使用しますが、このブランドの言葉では、他の人が CPU と呼ぶのと同じ部分を指します。 ControlLogix (1756 シリーズ、1756-L8x など) は大規模システムをターゲットとしています。 CompactLogix (5069 または 1769 シリーズ) は、小型から中型のマシンをターゲットとしています。利用可能なものを見るアレン-ブラッドリー PLC モジュール.
オムロン（CJ2/NX CPUユニット）
オムロンでは「CPUユニット」と名付けています。 CJ2 ライン (CJ2M-CPU3x など) は確立されたモジュラー プラットフォームであり、NX ライン (NX102-xxxx など) は新しいマシンオートメーション コントローラーです。チェックオムロン製CPUユニット.
三菱（FX/QシリーズCPU）
三菱は「CPU」と言います。 FX5U (例: FX5U-32M) は、コンパクトなオールインワン コントローラです。-- Q および iQ-R シリーズ (Q03UDVCPU など) は、大規模なビルド向けにモジュール式です。ビュー三菱PLCモジュール.
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ブランド |
彼らはそれを何と呼んでいますか |
代表的なシリーズ |
どこを見るべきか |
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シーメンス |
CPU |
S7-1200, S7-1500 |
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アレン-ブラッドリー |
プロセッサー/コントローラー |
ControlLogix、CompactLogix |
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オムロン |
CPUユニット |
CJ2、NX |
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三菱 |
CPU |
FX5U、Q / iQ-R |
適切な PLC CPU モジュールを選択する方法 (決定チェックリスト)
各ベンダーがその部品を何と呼んでいるのかがわかれば、選択自体は順序付けられた一連の決定となります。この順序で作業を進めると、単一の部品番号が得られます。
- プラットフォームを確認します。ほとんどの場合、すでにインストールされているブランドとシリーズをそのまま使用します。既存のプラットフォームに適合させることで、再配線、再プログラミング、試運転時間を節約できます。
- I/Oを計算します。デジタルポイントとアナログポイントを合計し、マージンを追加して、それを最小値として設定します。
- メモリを推定します。プログラムとデータのサイズを決定し、それを上回る十分なヘッドルームを必要とします。
- 通信を確認します。マシンに必要なプロトコルとポートをリストし、それらをオンボードまたは一致する通信モジュール経由で要求します。
- 冗長性または安全性を決定します。これらは、アプリケーションが高可用性または定格の安全機能を本当に必要とする場合にのみ追加してください。
- 注文番号とファームウェアをロックします。正確な部品番号を確認し、ファームウェアのリビジョンがプロジェクトと一致していることを確認してください。
実践的なアドバイスとして、寿命の途中でブランドを切り替えると、新しいモジュールが机上では安く見えても、ほとんどの場合、そのままにしておくよりもエンジニアリング時間の方が高くなります。{0}}どの部分が適合するかわかりませんか?ご要望をお送りくださいそして一致を確認します。
オリジナル、再生品、または廃止品ですか? PLC CPU を安全に調達する
正しい部品番号を選択するだけでは、作業は半分にすぎません。残りの半分は、特にモデルが古いか生産終了している場合に、信頼できるユニットを購入することです。
オリジナル、新品、再生品とそれらの見分け方
新品のオリジナル在庫は工場出荷時の状態で、加工されていない状態です。-再生ユニットはテストおよび修復されており、新しい在庫が枯渇した場合に従来のラインに適した選択肢となる可能性があります。リスクがあるのは、ラベルが変更されたユニットや、オリジナルとして販売されている未検証のユニットを購入することです。コミットする前に、メーカーのラベルとロゴ、バッチまたは日付コード、パッケージと静電気防止シールを確認してください。-よくある、高くつく間違いは、供給元や保証を無視して価格だけで購入することです。ここに偽造品や規格外の部品が紛れ込みます。{6}}-
生産終了したモデルの互換性のある代替品を探す
使用している CPU が製造中止になった場合、通常は 2 つの道があります。同じシリーズ内の後継機種に移行するか、新しいプラットフォームに移行するかです。いずれにせよ、ファームウェアの互換性と、既存のプログラムが変換されるかどうかという 2 つの点を注意深く監視してください。物理的に互換性のあるモジュールであっても、変換手順なしでは古いプロジェクトの実行を拒否する可能性があるためです。あなたが見つめているなら、旧式のシーケンサCPUドロップイン一致がない場合は、有効な代替品を特定することができます。{0}}
ご注文前にご確認いただきたいこと
購入前に次の簡単なチェックを実行してください。
- 在庫と納期：正確な部品は実際に入手可能ですか?いつ出荷されますか?
- ファームウェアのリビジョン:それはあなたのプロジェクトが期待しているものと一致していますか?
- 状態と起源:新品、オリジナル、またはテスト済みの再生品で、出所が明確ですか?
- 保証：このユニットにはどのような補償が付属していますか?
部品を確認する準備はできていますか?在庫の確認または見積もりのリクエスト.
よくある質問
PLCの「CPU」と「プロセッサ」は同じですか?
PLC スキャン時間とは何ですか?なぜそれが重要ですか?
Siemens または Allen{0}}Bradley CPU の注文番号を確認するにはどうすればよいですか?
古くなったPLC CPUを新しいものに交換できますか?
1台のシーケンサCPUで扱えるI/O点数は何点ですか?
CPUを交換する場合、ファームウェアのバージョンを一致させる必要がありますか?
結論
PLC では、CPU とプロセッサは異なるブランド名の同じモジュールであり、正しいものを選択するには、スキャン パフォーマンス、メモリ、I/O 数、マシンとの通信を一致させ、購入する前に正確な部品番号、ファームウェア、製造元を確認する必要があります。引っ越しの準備ができたら、必要なものをお知らせください。マッチするものを見つけます。見積もりを依頼するまたは在庫のあるPLC CPUモジュールを参照する.
