PROFINET IOデバイス

PROFINETプロトコルの概要

PROFINETプロトコルは、産業用イーサネットを介したデータ通信のための業界技術規格であり、産業システム内の機器からのデータ収集と制御を目的として設計されており、特に厳しい時間制約下でのデータ配信に強みを持っています。PROFINETプロトコルのデータ交換メカニズムは、プロバイダー・コンシューマーモデルです。このモデルは、PROFIBUSが使用するマスター/スレーブフレームワークよりも柔軟性に優れています。PROFINETネットワークでは、コントローラーとIOデバイスは、イーサネットの全二重特性を活用し、コンシューマーとプロバイダーの両方の役割を果たすことができます。コントローラーは、プロバイダーとしての役割において、設定されたIOデバイスに出力データを提供して、IOデバイスからの入力データのコンシューマーとなります。IOデバイスは、入力データのプロバイダーであり、出力データのコンシューマーでもあります。

IO デバイスは Typhoon HIL ツールチェーンに実装されています。

Profinet IO は、Typhoon HIL デバイス ( HIL402、HIL101、HIL404、HIL602+、HIL604、HIL506、HIL606)でサポートされています。

PROFINET IO デバイスコンポーネント

PROFINET IOデバイスコンポーネントは、「通信」タブにあり、PROFINETプロトコルのIOデバイス機能を実装します。コンポーネントダイアログウィンドウでは、表1に示すように、さまざまなプロパティが定義されています。

表1 . IOデバイス

成分	コンポーネントダイアログウィンドウ	コンポーネントパラメータ
IOデバイス		GSDMLファイルをインポートする デバイスを選択 駅名 イーサネットポート モジュールリスト デバイスアクセスポイント 実行率

GSD（General Station Description）ファイルは、PROFINET IOデバイスを記述するXMLファイルです。このXMLベースの言語はGSDML（GSD Markup Language）と呼ばれます。GSDファイルは、IOデバイスで使用できるプラグイン可能なハードウェアモジュールの種類を記述します。IOコントローラ（PLC）は起動時に、IOデバイスにプラグインされるモジュールの種類を通知します。正しいモジュールがIOデバイスにプラグインされていない場合、IOデバイスはPLCにエラーメッセージを返します。

IOデバイスの設定はGSDMLファイルで指定されます。ボタンを押すとファイルブラウザウィンドウが開き、必要な設定ファイルを選択できます。ファイルのインポートが成功すると、 「デバイスの選択」の値、モジュールリスト、デバイスアクセスポイントテーブルが更新されます。

コンボボックスの値は、GSDMLファイルから解析された値に基づいて更新され、デバイスアクセスポイント（DAP）リストを表します。GSDMLファイルから解析されたすべてのDAP項目の情報は、「デバイスアクセスポイント」タブに表示されます。

このプロパティは IO デバイス ステーション名を定義します。GSDML ファイルをインポートすると、プロパティはファイルから解析された名前を取得します。

Ethernetポートプロパティは、HILデバイス背面のどのEthernetポートをIOデバイスアプリケーションで使用するかを定義します。第4世代デバイス（HIL101、HIL404、HIL506、HIL606）では、利用可能なポートであればどれでも通信に使用できますが、それ以前のデバイスではポート1経由の通信のみがサポートされます。

テーブルの値は、GSDML ファイルから解析された値に従って更新されます。使用可能なすべてのモジュールがリストされ、IO デバイスに含めるモジュールの数を指定できます。IO デバイスに追加できるのは、IN、OUT、IN/OUT IO データ タイプのモジュールのみです。これらのグループに属さないモジュールはデバイスに挿入できないため、無効になっています。PROFINET IO デバイスには通常、(ハードウェア) モジュールを配置できるスロットがいくつかあります。モジュールには、サブモジュールを配置するサブスロットを含めることができます。サブモジュールは、実際のサブモジュールまたは仮想サブモジュール (取り外し不可) のいずれかです。各サブモジュールには、複数のチャネルがあります (たとえば、デジタル入力)。挿入されるモジュールの最小数は 1 で、最大数はデバイスの選択コンボ ボックスで選択された DAP で指定される物理スロットの数です。表 2のモジュール リストの図に例を示します。

テーブルの値は、GSDMLファイルから解析された値に基づいて更新されます。DAPリストは、デバイスの一般的な構成を記述します。モジュールの最大数、最大I/Oサイズ、モジュールの周期的なデータ更新間隔が記述されます。スロット0はDAPモジュール（ポートとインターフェース仕様）用に予約されており、メーカーIDの説明、バージョン番号、注文番号が含まれます。表2のデバイスアクセスポイントの図に例を示します。

実行速度は信号処理の実行速度であり、回路図の残りの部分と互換性がある必要があります。

GSDML設定ファイルのインポート

必要なGSDML設定ファイルは、 GSDMLファイルをインポートする ボタンをクリックします。ファイルのインポートが成功すると、デバイスダイアログは図のようになります。 表2.

表2. GSDMLファイルのインポート後のIOデバイス

モジュールリスト	デバイスアクセスポイント

モジュールは、モジュールの数を定義することで追加されます。各モジュールにはサブモジュールを配置するサブスロットがあります。サブモジュールは仮想サブモジュールまたは実サブモジュールのいずれかです。仮想サブモジュールを含むGSDMLファイルをインポートした場合、IOデバイスはファイルを解析し、モジュールリストとデバイスアクセスポイントテーブルを作成します。ただし、リストされるのはモジュールのみであり、既存のモジュールに挿入できるサブモジュールは表示されません。

必要なモジュールを選択し、ダイアログウィンドウを閉じると、コンポーネントに適切な端子が作成されます。IN IOデータ型のモジュールは、コンポーネントに入力端子を作成します。同様に、OUTデータ型のモジュールは出力端子を作成し、IN/OUTデータ型のモジュールは入力端子と出力端子の両方を作成します。生成された端子を持つコンポーネントの例を図1に示します。

PROFINET IOデバイスの使用例

IO デバイスの使用例を図 2に示します。

IPアドレスの制限

IOデバイスのIPアドレスの定義は、Typhoon HILソフトウェアにおけるIPアドレスを使用する他のプロトコルとは異なります。PROFINETプロトコルの性質上、ネットワーク上で利用可能なIOデバイスは、特別な検出および基本構成プロトコル（DCP）を使用して検出されます。このプロトコルの使用により、HILデバイスがIOデバイスアプリケーションに割り当てることができるIPアドレスに制限が課せられます。

HILデバイスの電源を入れると、IPアドレスが割り当てられます。IOデバイスアプリケーションでは、このアドレスのみを使用できます。

この IP アドレスを定義する方法については、ここで説明します。

ファイアウォール

PC アプリケーションをマスター デバイスとして使用して IO デバイスに接続する場合は、ファイアウォールを無効にする必要がある場合があります。

仮想HILサポート

Virtual HILは現在このプロトコルをサポートしていません。非リアルタイム環境（例：ローカルコンピュータでモデルを実行する場合）を使用する場合、このコンポーネントへの入力は破棄され、このコンポーネントからの出力はゼロになります。