１．対PLC通信機能追加

古くからあるコントローラを入手困難な部品も増えてきたので改版することになりました。

基板もファームウェアも作り直すのであれば既存の機能はそのままで、新たにイーサネット／シリアルボードをコントローラに搭載し、装置本体に組み込まれているPLC機器とLAN接続して通信をする機能を追加しようという事になりました。

コントローラ側のファームウェアにとってはTPC/IPで通信するといってもTPC/IPのプロトコルスタックをコーディングするということは無く、シリアル信号で接続したイーサネット／シリアルボードを相手にバイト列をシリアル通信で送受信するといったイメージになります。

２．SLMPプロトコル

PLC機器とはTCP/IPで接続してSLMPプロトコルで交信します。

• SLMPプロトコルとは、「Seamless Message Protocol」の略で、Ethernetを搭載した各種機器同士でアクセスするためのプロトコルです。

今回はSLMPプロトコルの中で4Eフレーム伝文フォーマットを使用し、バイナリコードで交信する事にしました。

アスキーコードで交信する方法もありますが、通信時のバイト数を抑えるためバイナリコードでの交信を選択しています。

伝文フォーマット

■要求伝文

■応答伝文

・ヘッダ

TCP/IP用のヘッダ。ファームウェアでは編集しません。

・アプリケーションデータ

ファームウェアで編集するデータです。

コントローラ内部に保持しているパラメータ値や制御用データの値を、PLC機器のワードデバイスにコントローラに接続している汎用入出力のビット情報をビットデバイスに、一括書込み伝文を用いて書込み用デバイスに書込み、一括読出し伝文でPLC機器から読出し用デバイスの情報を読み出します。

PLC機器は、コントローラの状態をリアルタイムに知ることが可能となり、PLC機からの指示でコントローラが動作する仕組みが出来上がりました。

これでPLC機器を通してリモート操作出来る事となり、装置本体から離れたところにあるコントローラを直接操作することなく、装置本体にある操作卓からコントローラを操作出来るようになりました。

３．開発の後で

今回の開発で苦労した点は、PLCのユーザーマニュアル、リファレンスマニュアルなどの説明書からSLMPの伝文フォーマットの詳細な仕様を探し出す事でした。

PLC機器側から見た通信の設定や操作方法などの記述が多く、要求伝文や応答伝文の内容異常だった時の応答伝文やエラーコードなど、欲しい情報を見つけ出すのに手間取りました。 今はオプションとしての機能ですが、将来メインの機能として活躍出来ればと思っています。

静電センサのタッチを検出する際に NFC の検出信号が混ざってしまい、正しくタッチを検出できなくなることがあります。

静電電極をタッチした際の静電容量の変化を表わしたグラフが図1です。

容量の変化から電極がタッチされたことを判定します。

4 個の山が見え、4 箇所の電極を順にタッチしたことがわかります。

図1では NFC は動作していません。

NFC のモジュール + アンテナが静電電極の至近にある状態で NFC の検知を始めると…（図2）

図2では電極はタッチしていません。NFC の検知のための信号が静電容量の波形にのってしまっています。

この状態で4 箇所の電極を順にタッチしたものが図3です。

NFC信号とタッチ波形が混在した状態になってしまいます。

この状態で電極のタッチを検出するのは厳しいです。

ここで取った対策は「静電電極とセンサ間にLCフィルタを入れる」でした。

コイルとコンデンサを組み合わせて静電センサへ流れる NFC の信号を遮断しました。

フィルタを入れた状態で NFC の検知をしながらタッチした際の波形が図4です。

タッチの反応が全体的に低くなっていますが、4 箇所の電極を順にタッチしたことがわかります。

ファイルタリングにより NFC の 13.56MHz の信号を低減させることにより、静電電極と NFC を組み合わせて使用することができました。