EtherCATでスレーブ局を1台切断すると、他は「すべて通信断」になる？TwinCATホットコネクト設定の実践

本記事の概要

1. デモ製品

実点科技EtherCAT4ポート分岐ユニットSW4-ECP04

2. 適用シーン

稼働を停止せずに、EtherCATスレーブ機器を柔軟に着脱する必要がある

3. よくある困りごと

熱接続（Hot Connect）を設定していない場合、いずれかのスレーブ局を切断すると、他のスレーブ局のI/Oデータが更新されなくなります

4. 解決策

TwinCATでスレーブ局をHot Connect Groupに追加し、3ステップでコンフィグレーションを完了します

5. コンフィグレーション結果

スレーブ局は独立してオンライン/オフラインでき、互いに影響しません

EtherCATブランチユニットでスター型やライン型のトポロジを構成する場合、次のような状況に遭遇したことがあるかもしれません。いずれかのスレーブ局を切断すると、他のスレーブ局のI/Oユニットのデータが更新されなくなる、という現象です。

これは実は分岐ユニット自体の問題ではなく、TwinCATがデフォルトで熱接続（Hot Connect）を有効にしていないことが原因です。本記事では、実点科技SW4-ECP044ポート分岐ユニットを例に、熱接続の設定方法と、スレーブ局を自由に活線挿抜する方法について説明します。

一、ハードウェアコンフィグレーション

SW4-ECP04は、4つのEtherCATポート（RJ45インタフェース）を備え、スター型とライン型の2種類のトポロジをサポートします。以下、それぞれの配線方式を説明します。

1、スター型トポロジ

パソコン（TwinCATマスタ局）からLANケーブルを引き出し、SW4-ECP04のINポートに接続します。さらに、3つのOUTポートからそれぞれ以下に接続します。

● XB6S-EC2002バスカプラおよび関連ユニット

● XB6-EC2002STバスカプラおよび関連ユニット

● EC4-0032Aユニット

2、ラインタイプトポロジ

パソコンからLANケーブルを引き出しSW4-ECP04のINポートに接続し、そのうちの1つのOUTポートから引き出して、順にシリアル接続します。

● XB6S-EC2002バスカプラおよび関連ユニット

● XB6-EC2002STバスカプラおよび関連ユニット（前段のOUTポートに接続）

● EC4-0032Aユニット（前段のOUTポートに接続）

二、問題現象

Hot Connectを設定しない場合はどうなるか？

スター型でもライン型でも、いずれかのスレーブ局を切断すると、他のスレーブ局のI/Oデータの更新が停止します（プロセスデータが交換されなくなります）。

スタートポロジ：XB6-EC2002STをSW4-ECP04から切断すると、もう一台のXB6S-EC2002のI/Oデータも更新が停止します。

ラインタイプトポロジ：後段のXB6-EC2002STのLANケーブルを切断すると、前段のXB6S-EC2002のI/Oデータも同様に更新が停止します。

なぜこうなるのか？

TwinCATはデフォルトでトポロジ順にスレーブ局の通信リンクを管理します。リンク中のいずれかのノードが切断されると、マスタ局はそのノード以降のデバイスが全て失われたと判断します。たとえスタートポロジで異なる物理分岐ポートを経由していても同様です。

簡単に言えば、デフォルト設定ではスレーブ局同士は「独立」した関係ではなく、「直列」の論理関係にあります。

Hot Connectを有効にすると、マスタ局は指定したデバイスを独立して着脱可能なユニットとして扱い、トポロジ内の固定位置に依存したアドレス指定を行わなくなるため、真の意味での活線挿抜を実現します。

三、解決方法：3ステップでホットコネクト設定

以下では星型トポロジを例に操作を説明します。線型トポロジのコンフィグレーション方法は完全に同じで、物理配線方式が異なるだけです。

1、デバイスをスキャン

TwinCATを開き、左側のプロジェクトツリーでI/O→Devicesを見つけ、右クリックしてScanを選択し、すべてのEtherCATデバイスをスキャンします。スキャン完了後、すべてのスレーブ局が正しく認識されていることを確認できます。TwinCATでスキャンされたすべてのデバイス：

このとき、XB6S-EC2002ユニットの入力信号を正常に読み出しできます：

問題を再現する

効果を比較するため、まず問題を再現してみます。XB6-EC2002STの接続を切断すると、XB6S-EC2002の入力信号が更新されなくなることが確認できます：

2、ホットコネクトグループへの追加

TwinCATのプロジェクトツリーで、保護対象のスレーブ局（本例ではXB6-EC2002ST）を右クリックし、Add to Hot Connect Groupsを選択します：

表示されたダイアログボックスでIdentification Value（この値はマスタ局がデバイスを識別するために使用され、デフォルトのままで構いません）にチェックを入れ、OKをクリックします：

3、コンフィグレーションの確認

コンフィグレーション完了後、XB6-EC2002STは元のトポロジツリーから外れ、最下部のHot Connect Groupノードに移動します（赤色の線で示されています）。

そのPrevious Portプロパティを確認すると、このデバイスがトポロジ内の固定位置に紐づけられなくなっていることがわかります。マスタ局はこのデバイスのオンライン/オフライン時に自動的に認識・管理できます：

四、ホットコネクト効果の検証

Free Runモードで検証を行います（Free RunモードはI/Oのデータ交換を許可しますが、PLCプログラムは運転しないため、通信状態のテストに適しています）。

XB6-EC2002STの接続を切断すると、トポロジの状態は下図のようになります：

このときXB6-EC2002ST（OP状態）のI/Oデータを確認すると——すべての値が正常に更新されており、ホットコネクトのコンフィグレーションが有効になっていることがわかります。

五、補足説明

1、線型トポロジにも同様に適用可能：線型トポロジでのHot Connect設定手順は星型と全く同じで、独立してオンライン/オフラインさせる必要があるスレーブ局をHot Connect Groupに追加するだけです。

2、コンフィグレーション後は保存を忘れずに：コンフィグレーション完了後、Activate Configurationをクリックして有効化し、プロジェクト保存を行うことをお勧めします。これにより設定が永続的に有効になります。

3. Hot Connectが有効にならない場合、以下の点をチェックしてください。

● スレーブ局のファームウェアがHot Connect機能をサポートしているかどうか

● Identification Valueが正しくコンフィグレーションされているかどうか

● スレーブ局がHot Connect Groupノードの配下に正常に登録されているかどうか

● ネットワークの物理接続が安定しているかどうか