〜PLCプログラミングの基礎を学ぼう〜
1. はじめに：ST言語とは？
ST（Structured Text）言語は、PLC（プログラマブル・ロジック・コントローラ）のプログラミング言語の一つであり、IEC 61131-3規格に準拠しています。C言語やPascalに似た構文を持ち、論理演算や条件分岐、ループ処理を記述しやすいのが特徴です。
PLCを使った工場の自動化システムや生産ライン制御において、ST言語は複雑なアルゴリズムやデータ処理を記述するのに適しています。本記事では、ST言語の基本構文やプログラミングの基礎を解説します。
2. ST言語の基本構造
ST言語の基本的なコードは、以下のような構造になっています。
PROGRAM プログラム名
変数の宣言
BEGIN
メインの処理
END_PROGRAM
具体的に、簡単なプログラムを見てみましょう。
PROGRAM SimpleExample
VAR
A : BOOL; (* 論理変数 *)
B : BOOL;
C : BOOL;
END_VAR
BEGIN
C := A AND B; (* AとBのAND演算結果をCに格納 *)
END_PROGRAM
このプログラムでは、AとBの両方がTRUEであれば、CもTRUEになります。
3. 変数とデータ型
ST言語には、PLCの制御に適したデータ型が用意されています。
| データ型 | 説明 |
|---|---|
| BOOL | 真偽値（TRUE または FALSE） |
| INT | 16ビットの整数 |
| DINT | 32ビットの整数 |
| REAL | 浮動小数点数 |
| STRING | 文字列 |
| TIME | 時間（例: T#5s は5秒） |
変数の宣言方法
VAR
Count : INT := 0; (* 初期値0の整数 *)
Status : BOOL := FALSE;
TimeDelay : TIME := T#10s;
END_VAR
4. 基本演算と条件分岐
(1) 算術演算
ST言語では、基本的な算術演算が可能です。
X := A + B; (* 加算 *) Y := A - B; (* 減算 *) Z := A * B; (* 乗算 *) W := A / B; (* 除算 *)
(2) 条件分岐（IF文）
IF Temperature > 100 THEN
Alarm := TRUE;
ELSE
Alarm := FALSE;
END_IF;
(3) CASE文
CASE Mode OF
0: Motor := FALSE;
1: Motor := TRUE;
2: Motor := PWM_Control;
END_CASE;
5. ループ処理（FOR、WHILE、REPEAT）
ST言語では、以下のようなループ処理が可能です。
FORループ
FOR i := 1 TO 10 DO
Sum := Sum + i;
END_FOR;
WHILEループ
WHILE Temperature < 200 DO
Temperature := Temperature + 1;
END_WHILE;
REPEATループ
REPEAT
Pressure := Pressure + 5;
UNTIL Pressure >= 100
END_REPEAT;
6. 関数とファンクションブロック
関数（FUNCTION）
関数は、値を返す処理をまとめるのに使います。
FUNCTION AddNumbers : INT
VAR_INPUT
A : INT;
B : INT;
END_VAR
AddNumbers := A + B;
END_FUNCTION
ファンクションブロック（FUNCTION_BLOCK）
ファンクションブロックは、状態を保持する処理を作成するのに適しています。
FUNCTION_BLOCK Counter
VAR_INPUT
Increment : BOOL;
END_VAR
VAR_OUTPUT
Count : INT;
END_VAR
VAR
InternalCount : INT := 0;
END_VAR
IF Increment THEN
InternalCount := InternalCount + 1;
END_IF;
Count := InternalCount;
END_FUNCTION_BLOCK
このファンクションブロックを使うことで、カウントアップする処理を簡単に再利用できます。
7. 実践課題：PLC用の簡単な制御プログラム
以下は、ST言語を使ってエアコンの制御を行う簡単なプログラムです。
PROGRAM AirConditionerControl
VAR
Temperature : REAL; (* 現在の温度 *)
SetPoint : REAL := 25.0; (* 設定温度 *)
AC_On : BOOL := FALSE;
END_VAR
BEGIN
IF Temperature > SetPoint THEN
AC_On := TRUE; (* 設定温度を超えたらエアコンをON *)
ELSE
AC_On := FALSE; (* それ以外はOFF *)
END_IF;
END_PROGRAM
このプログラムでは、温度が設定値を超えるとエアコンをONにする処理を行っています。
8. まとめ
ST言語は、PLCの制御プログラムを記述するための強力なツールです。本記事では、以下のポイントを解説しました。
- ST言語の基本構造
- 変数とデータ型
- 演算や条件分岐
- ループ処理
- 関数とファンクションブロック
次回は、ST言語を使ったより実践的なPLCプログラムの開発方法について解説していきます。
