Using Elixir for Factory Automation - how to execute ladder logic
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We can use Elixir language not only for massive session web systems but for factory automation. This shows an idea for translating ladder logic description into a set of programs in Elixir language. Written in Japanese.
Using Elixir for Factory Automation - how to execute ladder logic
- 1. 工場の制御をElixirで 〜ラダー・ロジックを実行する〜 菊池 豊 Erlang & Elixir Fest 2019 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 1
- 2. お題 • 通信関係と電力関係の事業に携わって来ました • 制御に使うコンピュータは驚くほど違います • もっと近寄ったほうが良いのです… きっと… – 技術だけじゃなく人々も • 今日は Elixir の創るこういう未来もあるよというお話 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 2
- 3. IoT と言われて思うイメージは… 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 3
- 4. 我々の考える IoT はこれ 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 4
- 5. 中で動いているのはこんなの 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 5
- 6. 小水力発電システム 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 6 水車 発電機 ドライバ インバータ 制御・監視・管理 トランス保護
- 7. 制御に関係するモノとヒト 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 7 盤 ハードウェア ソフトウェア
- 8. どのような背景の技術があるか • 盤のヒト – リレー、MC – PLC（シーケンサ） • ハードのヒト – チップ、基板 – デバイスドライバ • ソフトのヒト – プログラム言語 – クラウド、API • 文化がかなり違う – 盤が中心かクラウドが中心か – 手作りかオープンソースか • 今は通訳が必要 – 50代の技術者 • 根本的に解決するには – 横串を挿す技術 – コミュニティ 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 8
- 9. PLC (Programmable Logic Controller) • シーケンス制御用マイコン – 電気機械的リレーを代替 • 代表的な製品で10社ぐらい – 三菱、オムロン、Siemens – 互換性なし • 記述言語も方言多し – IEC61131-3 というのがあるが 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 9 三菱電機のホームページから
- 10. IoT・クラウドのノリをPLC側に • ハードウェア – PLC風エッジノード • ソフトウェア – イケてる言語でI/O制御 • コミュニティ・OSS – オープンな世界へ • モジュール型のノードを – I/O の必要に応じて規模変化 • Elixir / Erlang / OTP – これから IoT 向けに • OSS – LD（ラダー）⇒ Elixir • コミュニティ – マスを稼ぐ仕組みを 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 10
- 11. プログラミング言語の選定 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 11 • 当初候補 – Node.js – Go – Haskell – Erlang – Rust
- 12. 言語 Elixir の特徴 • 並行・並列プログラミング関数型言語 – 軽量スレッド（プロセスと呼ぶ） • 1CPUで数十万スレッドも可能 • 1プロセスあたり3kBのメモリ使用 • 耐障害性 – アプリ停止なしの障害時プロセス再起動 – プロセスのホットスワップ可能 • 元々は電話交換システム用（1986〜） 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 12
- 13. 仮想 IoT ハンズオン 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 13 • 課題 モータがあります – 緑のボタンで動かして… – 赤のボタンで止める… ようにしてください • ヒント – MC（リレー）使えます
- 14. 電気業界ではラダーを使う • LD: Ladder Logic（ラダー・ロジック） – リレー回路を模倣するプログラミング図 • 課題の解答 – X0: 緑ボタン – X1: 赤ボタン – Y0: MC（リレー） • 出力をモータに繋ぐ 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 14 Wikipedia 「ラダー・ロジック」より
- 15. 素直に Elixir で書くと • 課題の解答 – X0: 緑ボタン – X1: 赤ボタン – Y0: MC（リレー） • これの集合をループさせる – PLC と同じ動作 – 一つの空間にすべての状態が – キレイじゃない – 気持ちよくもない 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 15 Wikipedia 「ラダー・ロジック」より r = fn(x0, x1, y0) -> (x0 or y0) and not x1 end y0 = r.(x0, x1, y0)
- 16. LD図をどうやって Elixir にするか • スタイル – デバイスをプロセスに – 関係をプログラム • 良いこと – レベルではなくエッジで動作 • 無限ループで模倣でない – 各要素が SV 監視下に 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 16 AbottunBbottun Main Supervisor
- 17. まとめと今後 • まとめ – IoT/クラウドの世界とFAの世界には深い谷がある – Elixir で谷を埋めてハッピーな世界を – ラダー図を Elixir プログラムにする方法をお見せしました • 今後 – 既存の PLC を Elixir 箱で置き換える技術を開発します • PLC 国内生産額(2016) 1408億円 日本電機工業会(JEMA) • 世界のPLC市場(2017) 84億9,100万米ドル (Global Information Inc.) 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 17
- 18. ご清聴ありがとうございました 2019.06.01 菊池豊 高知工科大学 / 合同会社クラウドグリッド 18 • 各種サービスで @kikuyuta で当たります – 一部例外あり