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.

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
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3. IoT と言われて思うイメージは…
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4. 我々の考える IoT はこれ
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5. 中で動いているのはこんなの
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6. 小水力発電システム
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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
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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
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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
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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
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11. プログラミング言語の選定
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• 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〜）
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13. 仮想 IoT ハンズオン
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• 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
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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
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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
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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.)
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18. ご清聴ありがとうございました
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• 各種サービスで @kikuyuta で当たります
– 一部例外あり