プリンター制御ソフト設計

Technology

(プリンターせいぎょソフトせっけい)

プリンター

プリンター制御ソフト設計とは、PLC、パソコン、組込み機器などからプリンターへ印字データと印刷指令を送り、あらかじめ設計した形式で帳票やラベルを出力するためのソフトウェア設計です。計量値、製造実績、品種、ロット番号、日時、警報内容などを、現場で確認・保管できる紙の記録として出力する用途に使用されます。

対象となるプリンターには、制御盤へ取り付ける小型プリンター、卓上プリンター、ラベルプリンターなどがあります。プリンターごとに通信方式、制御コマンド、印字可能な文字、用紙幅などが異なるため、接続機器とプリンターの双方の仕様に合わせて通信処理と印字フォーマットを設計します。

プリンター制御の仕組み

PLCなどの制御機器は、印字する文字列や数値をプリンターが理解できる形式へ変換し、通信回線を通じて送信します。プリンターは受信したデータに従い、文字、罫線、バーコード、二次元コードなどを指定された位置へ印刷します。

制御盤取付プリンターでは、PLCのシリアル通信ユニットから印字データを送る構成が用いられます。プリンターの仕様によっては、EthernetやUSBなどを使用する場合もあります。単純な文字列を送る方式のほか、プリンター側に登録した印字フォーマットを番号で呼び出し、品名や重量などの可変データだけを送る方式もあります。

印刷指令を出した後は、印刷完了、オンライン状態、エラー、用紙切れなどの信号を確認し、正常に出力できたかを管理します。

主な印刷内容と用途

プリンター制御は、計量設備、配合設備、製造設備、検査設備などで使用されます。代表的な印刷内容には、次のようなものがあります。

計量日時、品種名、目標重量、実績重量
製造番号、ロット番号、原料名、原料ロット
製造数量、処理回数、運転時間
合否判定、検査結果、作業者情報
警報内容、発生時刻、復旧時刻
製品ラベル、現品票、容器管理ラベル

例えば、計量完了時に実績重量を自動印刷することで、作業者が重量を書き写す作業を減らせます。製品ラベルでは、製造実績から品種、重量、ロット番号などを取得し、製品や容器へ貼り付けるラベルとして発行します。

制御盤取付プリンターとラベルプリンター

制御盤取付プリンター

制御盤取付プリンターは、制御盤や操作盤の前面へ組み込み、計量結果や運転記録をその場で印刷する用途に適しています。設備の近くで記録を受け取れるため、製造記録や検査記録を紙で管理する現場で使用されます。

用紙幅や印字できる文字数が限られる場合があるため、必要な情報を整理し、現場で読みやすいレイアウトを設計することが重要です。

ラベルプリンター

ラベルプリンターは、製品、袋、容器、パレットなどへ貼り付けるラベルを印刷します。文字や数値に加えて、バーコードや二次元コードを印刷し、製品識別やトレーサビリティに利用できます。

製造指示や計量実績と連携させることで、製品ごとに異なる重量、製造番号、ロット番号などを自動的に反映できます。印刷後にバーコードを読み取り、正しいラベルが発行されたかを照合する構成も検討できます。

設計・制御上のポイント

通信方式とデータ形式

プリンターの通信仕様に合わせて、RS-232C、RS-422、RS-485、Ethernetなどの接続方法を選定します。シリアル通信では、通信速度、データ長、パリティ、ストップビットなどをプリンターとPLCで一致させます。

また、文字コード、改行コード、印字開始・終了を示す制御文字、プリンター固有のコマンドを正しく設定する必要があります。仕様が一致しないと、文字化け、印字位置のずれ、印刷されないといった問題が発生します。

印字フォーマットの設計

帳票やラベルでは、用紙幅、文字サイズ、項目数、印刷方向などを考慮してレイアウトを設計します。品種名の文字数が変わる場合や、重量の桁数が増える場合でも、項目が重ならないようにします。

現場で確認しやすいよう、重要な重量値や判定結果を大きく表示する、項目名と数値の位置をそろえるなどの工夫も必要です。

印刷タイミングと二重発行の防止

計量完了、製造完了、作業者の発行操作など、どの条件で印刷するかを明確にします。印刷指令を繰り返し出すと同じ帳票やラベルが複数枚発行されるため、発行済み状態をPLCやシステム側で管理します。

再発行を許可する場合は、管理者操作に限定する、ラベルへ「再発行」と印刷する、再発行日時や作業者を記録するなどの方法があります。

用紙切れ・プリンター異常の監視

プリンターが備える用紙切れ、カバー開放、オフライン、リボン切れなどの状態を、接点信号や通信データとして取得できる場合があります。異常を検出したときは、タッチパネルへ警報を表示し、作業者へ用紙交換や状態確認を促します。

ラベル発行が製品出荷や次工程の条件となる場合は、正常な印刷完了を確認するまで工程を進めないインターロックも検討します。

未印刷データと通信異常への対応

通信断やプリンター停止が発生した場合、印刷対象のデータを失わないようにする必要があります。未印刷データをPLC、タッチパネル、パソコンなどへ一時保存し、復旧後に再送する方法があります。

一方、プリンターがデータを受信した後に通信が切れた場合は、実際に印刷されたか判断できないことがあります。印刷完了応答や発行番号の管理など、プリンターの機能に応じた確認方法を設計します。

電子データとの使い分け

紙への印刷は、現場での確認や製品への貼付に適していますが、紙の紛失、劣化、検索のしにくさといった課題があります。重要な製造実績は、印刷だけでなく、PLC、タッチパネル、パソコン、サーバーなどへ電子データとして保存することが望まれます。

電子データを正本とし、紙は現場確認用として使用するなど、記録の管理方法をあらかじめ決めておくことが重要です。

ハカルプラスの対応

ハカルプラスでは、制御盤取付プリンター、ラベルプリンターなどを対象に、PLCやパソコンから印字データを出力するプリンター制御ソフトを設計します。

プリンターの通信仕様と制御コマンドを確認し、計量値、製造実績、品種、ロット番号、日時などを任意のフォーマットで印刷する処理を構築します。印刷条件、印字レイアウト、再発行方法、用紙切れなどの異常処理を、お客様の運用に合わせて設計します。

また、計量コントローラ、PLC、タッチパネル、生産管理システムなどと連携し、製造指示や計量実績を帳票・ラベルへ反映する構成にも対応します。印刷した内容を電子データとして保存し、製造番号やロット番号から検索できる仕組みも検討できます。

よくある質問

Q. PLCから直接プリンターへ印刷できますか？

A. PLCとプリンターが対応する通信方式を備え、プリンターの制御コマンドが公開されていれば、直接印字データを送信できる場合があります。

Q. 計量結果を自動的に印刷できますか？

A. 計量完了信号をきっかけとして、品種、目標重量、実績重量、日時などを自動印刷できます。印刷タイミングや必要項目は運用に合わせて設定します。

Q. バーコードや二次元コードを印刷できますか？

A. 対応するラベルプリンターを使用すれば印刷できます。コードの種類、記録する情報、ラベル寸法、読取機器との組み合わせを確認して設計します。

Q. 用紙切れをPLCで検出できますか？

A. プリンターが用紙切れ信号や状態情報を出力できる場合は検出できます。接点入力や通信によって状態を取得し、タッチパネルへ警報を表示します。

Q. プリンター故障中のデータを後から印刷できますか？

A. 未印刷データをPLC、タッチパネル、パソコンなどへ保存する構成であれば、復旧後に再印刷できます。必要な保存件数や再発行手順を事前に決めておく必要があります。