半導体製造装置、自動車製造関連や電子部品組立て等の各種装置に組み込まれるコントローラには、従来型のラダー言語によるラダーCPUを搭載したPLCシステムとともに、C言語でプログラミングが可能な言語CPUを搭載した言語系システムが求められる時代になった。

　両システムは、どちらかがどちらかを駆逐するということなく、制御の機能や使いやすさを向上させていくために両システムが協調関係を保ちながら、実際に両方を組み込むケースが増えている。

　ラダー言語によるシーケンス制御のPLCが組み込み制御領域で確立したメリットとしては、低価格、小型、多種のI/O、耐環境性の高さ、現場で調整が容易なことと長期にわたる安定供給体制がある。しかしその最大の特徴は、サイクリックスキャンとラダー言語そのものと言ってよい。制御機器メーカーはこれまで、その特徴を大いに活用して、リレー配線の世界から、プログラマブルで高性能を実現するPLC制御の世界へと移行を推進してきた。

　PLCは車のエンジンのように、安定して定周期にどんな環境下でも確実に動く。従ってPLCは制御の必須要素だ。他方、市場に対応したカーナビやブレーキシステムやエンジン制御など要求仕様の多様化、高度化に対応するには、ラダー言語は不向きといわざるを得ない。エンジンと同レベルのところに使える周辺のファシリティを固めるソリューションが必要だ。

　例えば、半導体製造業界では、装置やプロセスデータの収集･管理など装置管理業務をデバイスメーカーや装置サプライヤが一体となって支援するEES （Equipment Engineering System）や、特殊なプロトコル対応、より広域ネットワークへの対応などの要求が増えている。また制御アプリケーション開発でも、インドや米国や日本で分散開発する過程で、デファクトスタンダードな開発環境が不可欠となっている。

　このようなデータアクセシビリティ、データベース、データ加工、制御アルゴリズムの吸収を担うのが言語系コントローラの役割だ。

　従来、これらの機能は、パソコンやボード、特に画像処理などのアプリケーションでは自製ボードを作って対応していた。自製ボードは量産すれば低コスト化が図れ、少機能に最適構成できるメリットがある反面、機能アップの困難、部品改廃の手間、ハードウエア資産流用の困難などのデメリットもある。またVME、 CompactPCIなど市販ボードでは標準インターフェース、高機能･高性能、高機能I/O装備、標準的なソフトウエア環境のメリットに対し、高価格、大型、現場調整の困難、耐環境性が低いなどのデメリットがあった。パソコンでは50℃の温度環境では確実に機能しなくなり、OSも不安定となる。

　そこでPLCとボードのメリットを併せ持つコントローラとして言語系システムが登場した。VxWorksなどRTOS（リアルタイムOS）対応で強固なカーネルを備え、プログラマー人口の多いC言語でプログラムできるなどグローバルな標準開発環境を備え、ソースコード管理を実現する一方、0〜55℃の環境でも稼動するなどPLC同等の高い耐環境性を備え、小型、安定供給、豊富なI/O揃えと低価格を実現する。

　ラダー言語PLCとC言語コントローラを組み合わせれば、100種類以上ある多様なPLC用のI/Oを使った制御が可能になる。また両コントローラを組み合わせることで、過去のソースコードを活用することができるのも大きなメリットだ。この2つのコントローラの連携によって、組み込み系制御システムが高機能、拡張性、使い勝手などで一段高い要求に応えうる制御を実現できるようになった。

　総じて、装置組み込み用のコントローラの基本要件に、トータル制御性と使いやすさとシステム協調を含んだ高速処理能力、小型であること、マルチCPU／マルチOS／C言語対応などの高機能、の3つがあることは動かない。

　これらに加えて、オープン性も重要な要件で、デファクト標準のネットワーク対応が求められる機会が増えている。横河電機では1994年に最初のイーサネット対応PLCを発売し、2006年末にはシーケンスCPU自体にイーサネットを搭載したモデルを出した。さらに、コントローラのユーザー側に融通性を確保し、出来合いのモジュールで組み上げるのではなく、顧客が独自のアルゴリズム、ノウハウを用いてモジュールを開発し実装可能にする仕組みも必要だ。顧客専用のI/OモジュールをASICなどで提供すれば、顧客側の実装密度が上がり、差別化も進む。横河電機ではこの仕組みをI/Oオープンと呼んでいる。

（聞き手：甲斐真一郎）