リアルタイムOSコントローラ e-RT3 （セットアップ編）

1.はじめに

横河電機の「リアルタイムOSコントローラ（e-RT3）」の初期のセットアップについてまとめてみました。

公式マニュアル¹ が良く出来てるので基本的にはマニュアル通りで良いのですが、その他セットアップ中に気づいた、補足的な内容を残します。

OSが Ubuntu 18.04 LTS (32bit版)なので、Debian系に慣れていれば普段通りの使い方が出来て使いやすい印象です。

今回は、ROS2、Docker、Elixirのインストールまで試してみました。

リアルタイムOSコントローラ e-RT3 関連記事

第1回（今回）	セットアップ編
第2回	入出力ユニット編　(PythonとC言語から制御)
第3回	Elixirから制御編
第4回	ROS2から制御編
第5回	Rustから制御編
第6回	Goから制御編

2.組立から立ち上げまで

(1)SDカードにディスクイメージを書き込み

サポートページからダウンロードします。
（ユーザ登録が必要です）

ディスクイメージを書き込んだら、CPU本体のSDカードスロットに差し込みます。

(2)ベースユニットに各ユニットを取り付け

いわゆるブロック形のPLCなので、ベースユニットに各ユニットを取り付けます。
CPUはスロット１に付けてください。

(3)スイッチユニット

入力テスト用スイッチ（灰色のスイッチが並んだ治具）は、XDのユニットに取り付けます。
INPUTには、24Vの電源をつなぎます。

(4)電源ユニットに、ACプラグを取り付け

こんな感じで、ACプラグを取り付けます。
（きちんとφ3.5の丸圧着端子を使ってね！）

ここまで出来たら、電源を入れて起動します。

一番右のDAコンバータのユニットの、ALMとERRのランプが交互に点滅しますが、DA出力用の外部電源を繋げると、正常に戻ります。

(5)コンソール

シリアルコンソールと、LAN経由SSHのどちらでも使用できます。

初回の立ち上げは、シリアル接続でつないで、一通り安定したらLAN接続にするのが良いかと思います。

①シリアル接続

純正のシリアル通信ケーブルは、D-SUB9ピンの端子がオスになっています。
そのため、パソコン側のUSB-シリアル変換ケーブル（こちらもD-SUB9ピン・オスのはず）と接続するには、両端がD-SUB9ピンメスのクロスケーブルが別途必要になります。

接続イメージ

e-RT3側ケーブル---（D-SUB9ピン・オス/  /メス）---クロスケーブル---（メス/  /D-SUB9ピン・オス）---PC側ケーブル

②LAN接続

LAN1ポートは固定IPアドレス、LAN2ポートはDHCPが有効になっています。

2.立ち上げ後の設定

中身は普通のUbuntu18.04です。
最低限必要な設定と、ソフトウェアをインストールします。

(1)初期設定

コマンドライン

#タイムゾーンを日本に指定
$ sudo timedatectl set-timezone Asia/Tokyo

#ロケールを英語に指定する場合
$ sudo update-locale en_US.UTF-8

#ロケールを日本語に指定する場合
$ sudo apt-get install language-pack-ja
$ sudo update-locale LANG=ja_JP.UTF-8

#デフォルトのパスワードから変更
$ passwd

#ホスト名を変更（任意）
$ sudo hostnamectl set-hostname ert3u
#ホスト名を追加（sudoを使う時のエラー`sudo: unable to resolve host`対策）
$ sudo sh -c 'echo 127.0.1.1 $(hostname) >> /etc/hosts'
#有効にするため再起動
$ sudo reboot

(2)モジュールの設定

今回はこういう順番で配置してます。

左から、電源・CPU・XD・YD・・・という並びにしたかったのですが、XDユニットの入力テスト用スイッチ（灰色のスイッチが並んだ治具）を取り付けると、CPUの正面に干渉して使えないので、XDとYDを入れ替えてます。

そのため、ユニットの並び順と設定をしているert3io.confファイルの内容も変わってしまうので、下記のように設定を修正しています。

コマンドライン

cd /usr/local/etc/ert3/
sudo cp -p ert3io.conf ert3io.conf.org
sudo nano ert3io.conf

"slot":の番号の所を、XDとYDで入れ替えてます。

ert3io.conf（修正後）

{
"Conf2_xd32":
{
  #               ↓ここ
  "unit":0,"slot":3,"modid":"XD32",
  "X01-X16":{"sampling":"1ms"},
  "X17-X32":{"sampling":"1ms"}
},
"Conf1_yd32":
{
  #               ↓ここ
  "unit":0,"slot":2,"modid":"YD32",
  "Y01-Y16":{"fail":"reset"},
  "Y17-Y32":{"fail":"reset"}
},
（･･･以降省略）

ert3io.conf（修正前）

{
"Conf1_xd32":
{
  "unit":0,"slot":2,"modid":"XD32",
  "X01-X16":{"sampling":"1ms"},
  "X17-X32":{"sampling":"1ms"}
},
"Conf2_yd32":
{
  "unit":0,"slot":3,"modid":"YD32",
  "Y01-Y16":{"fail":"reset"},
  "Y17-Y32":{"fail":"reset"}
},
（･･･以降省略）

修正したら、指定のサービスをsystemdで再起動するか、e-RT3自体を再起動します。

コマンドライン

$ sudo systemctl restart ert3ioconfd

(3)Webモニターの確認

ブラウザで、e-RT3にアクセスすると、下記の管理画面が見られます。

アドレス例)http://192.168.0.10/

デバイスモニタ

デバイス設定（の一部）

※詳しくは、「e-RT3 Linux 対応CPU モジュール Web メンテナンスツール説明書 IM 34M06M52-23」を参照してください。

3.ソフトウェアの追加インストール

開発や運用に必要なソフトウェアをインストールします。

おおむね、こちらの資料を参考にしています。

※RaspberryPiに関係するソフトウェアは必要ありません。

(1)NTP

現状の動作確認

コマンドライン

$ timedatectl status
                      Local time: Tue 2020-08-11 11:15:25 JST
                  Universal time: Tue 2020-08-11 02:15:25 UTC
                        RTC time: Tue 2020-08-11 02:15:26
                       Time zone: Asia/Tokyo (JST, +0900)
       System clock synchronized: yes
systemd-timesyncd.service active: yes
                 RTC in local TZ: no

NTPを国内のサーバに向けます。

コマンドライン

$ cd /etc/systemd/
#オリジナルをバックアップ
$ sudo cp -p timesyncd.conf timesyncd.conf.org

#現在のステータスを確認
#NTPのサーバは ntp.ubuntu.com に向いています
$ systemctl status systemd-timesyncd
● systemd-timesyncd.service - Network Time Synchronization
   Loaded: loaded (/lib/systemd/system/systemd-timesyncd.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Tue 2020-08-11 09:38:42 JST; 1h 37min ago
     Docs: man:systemd-timesyncd.service(8)
 Main PID: 940 (systemd-timesyn)
   Status: "Synchronized to time server 91.189.94.4:123 (ntp.ubuntu.com)."
    Tasks: 2 (limit: 2366)
   CGroup: /system.slice/systemd-timesyncd.service
           └─940 /lib/systemd/systemd-timesyncd

Warning: Journal has been rotated since unit was started. Log output is incomplete or unavailable.

#設定を編集
$ sudo nano timesyncd.conf

timesyncd.confに、NTPの参照先を追記します。

timesyncd.conf

#  This file is part of systemd.
#
#  systemd is free software; you can redistribute it and/or modify it
#  under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
#  the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
#  (at your option) any later version.
#
# Entries in this file show the compile time defaults.
# You can change settings by editing this file.
# Defaults can be restored by simply deleting this file.
#
# See timesyncd.conf(5) for details.

[Time]
NTP=ntp.nict.jp
FallbackNTP=ntp.jst.mfeed.ad.jp ntp.ring.gr.jp ntp.ubuntu.com
#NTP=
#FallbackNTP=ntp.ubuntu.com
#RootDistanceMaxSec=5
#PollIntervalMinSec=32
#PollIntervalMaxSec=2048

設定を反映します。

コマンドライン

#再読み込みと設定の反映
$ sudo systemctl daemon-reload
$ sudo systemctl restart systemd-timesyncd

#現在のステータスを確認
#NTPのサーバは ntp.nict.jp に向いています
$ systemctl status systemd-timesyncd
● systemd-timesyncd.service - Network Time Synchronization
   Loaded: loaded (/lib/systemd/system/systemd-timesyncd.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Tue 2020-08-11 11:16:37 JST; 10s ago
     Docs: man:systemd-timesyncd.service(8)
 Main PID: 5704 (systemd-timesyn)
   Status: "Synchronized to time server 133.243.238.243:123 (ntp.nict.jp)."
    Tasks: 2 (limit: 2366)
   CGroup: /system.slice/systemd-timesyncd.service
           └─5704 /lib/systemd/systemd-timesyncd

(2)samba

コマンドライン

$ sudo apt update
$ sudo apt install samba
$ sudo apt install nano

$ cd /etc/samba/
$ sudo cp -p smb.conf smb.conf.org
$ sudo nano smb.conf

smb.confの修正箇所は、[homes]のエントリーのところです。

smb.conf

（・・・省略）
#======================= Share Definitions =======================

# Un-comment the following (and tweak the other settings below to suit)
# to enable the default home directory shares. This will share each
# user's home directory as \\server\username
[homes]
   comment = Home Directories
   browseable = yes

# By default, the home directories are exported read-only. Change the
# next parameter to 'no' if you want to be able to write to them.
   read only = no

# File creation mask is set to 0700 for security reasons. If you want to
# create files with group=rw permissions, set next parameter to 0775.
   create mask = 0755

# Directory creation mask is set to 0700 for security reasons. If you want to
# create dirs. with group=rw permissions, set next parameter to 0775.
   directory mask = 0755

（省略･･･）

その他の設定です。

コマンドライン

#sambaのユーザ登録
$ sudo pdbedit -a ert3

#sambaを再起動
$ sudo systemctl restart smbd

これで、Windowsのエクスプローラから、アドレス\\ホスト名\ert3に入ると、共有フォルダとして扱う事ができます。

(3)ROS2

公式のマニュアル² 通りでインストール出来ます。

コマンドライン

#事前に必要なパッケージをインストール
$ sudo apt install curl gnupg2 lsb-release

#ROS用のsources.listを追加
$ curl -s https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.asc | sudo apt-key add -
$ sudo sh -c 'echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture)] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu $(lsb_release -cs) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros2-latest.list'

#アップデートとインストール
#"eloquent"を選びました
$ sudo apt update
$ sudo apt install ros-eloquent-desktop
#補完機能を有効にするためにインストール
$ sudo apt install python3-argcomplete
#colconをインストール
$ sudo apt install python3-colcon-common-extensions

# 環境変数を読み込み
$ source /opt/ros/eloquent/setup.bash
# とりあえず実行
$ ros2
usage: ros2 [-h] Call `ros2 <command> -h` for more detailed usage. ...

ros2 is an extensible command-line tool for ROS 2.
（・・・省略）

(2020/12/20追記)
ROS2からIOユニットを制御してみました。

(4)Elixir

Erlang Solutionの公式にはarmhfパッケージが提供されていませんでしたので、asdfを使ってインストールします。

試しに、armhfが提供されているRaspbianのパッケージで試してみました。インストール自体は可能ですが、実行時にライブラリncursesなどの依存関係がおかしな事になってしまって、erlangが立ち上がりませんでした･･･

インストールの手順は、こちらのページ³を参考にしています。

コマンドライン

#ビルドに必要なパッケージをインストール
$ sudo apt install build-essential git wget libssl-dev libreadline-dev libncurses5-dev zlib1g-dev m4 curl wx-common libwxgtk3.0-dev autoconf
$ sudo apt-get install libxml2-utils xsltproc fop unixodbc unixodbc-bin unixodbc-dev
#更に追加
$ sudo apt install build-essential autoconf m4 libncurses5-dev libwxgtk3.0-dev libgl1-mesa-dev libglu1-mesa-dev libpng-dev libssh-dev unixodbc-dev xsltproc fop

#ホームディレクトリに移動して、asdfのインストール準備
$ cd
$ git clone https://github.com/asdf-vm/asdf.git ~/.asdf
$ echo '. $HOME/.asdf/asdf.sh' >> ~/.bashrc
$ echo '. $HOME/.asdf/completions/asdf.bash' >> ~/.bashrc

#それぞれのプラグインを追加
$ asdf plugin-add erlang
$ asdf plugin-add elixir

#それぞれビルド。必要に応じてバージョンを指定
#ealangのビルドは気長に待ってください・・・
$ asdf install erlang 22.0.7
$ asdf install elixir 1.9.1-otp-22

#グローバルバージョンを指定
$ asdf global erlang 22.0.7
$ asdf global elixir 1.9.1-otp-22

#iex環境でのヒストリーを残すようにします
$ echo 'export ERL_AFLAGS="-kernel shell_history enabled"' >> ~/.bashrc

Erlangの動作確認

コマンドライン

$ erl
Erlang/OTP 22 [erts-10.4.4] [source] [smp:2:2] [ds:2:2:10] [async-threads:1] [hipe]

Eshell V10.4.4  (abort with ^G)
1> 

Elixirの動作確認

コマンドライン

$ iex
Erlang/OTP 22 [erts-10.4.4] [source] [smp:2:2] [ds:2:2:10] [async-threads:1] [hipe]

Interactive Elixir (1.9.1) - press Ctrl+C to exit (type h() ENTER for help)
iex(1)> 

(2020/11/26追記)
ElixirからIOユニットを制御してみました。

(5)Docker

公式マニュアル⁴の手順通りに進めます。

アーキテクチャは、armhfに書き換えてください。（公式マニュアルをそのままコピペするとamd64になっています）

コマンドライン

#下準備
$ sudo apt install apt-transport-https ca-certificates curl gnupg-agent software-properties-common
$ curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
$ sudo add-apt-repository "deb [arch=armhf] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

#インストール
$ sudo apt install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

#バージョン確認
$ docker -v
Docker version 19.03.12, build 48a6621

#ユーザert3をdockerグループに追加。（sudoなしで実行できる様にするため）
$ sudo usermod -aG docker ert3

一旦ログオフ、再度ログインして、hello-worldコンテナを試してみます。

コマンドライン

$ docker run --rm hello-world

Unable to find image 'hello-world:latest' locally
latest: Pulling from library/hello-world
4ee5c797bcd7: Pull complete 
Digest: sha256:49a1c8800c94df04e9658809b006fd8a686cab8028d33cfba2cc049724254202
Status: Downloaded newer image for hello-world:latest

Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.

（省略･･･）

実行出来ました。

4.その他の設定

(1)自動アップデートを無効化

どうしても無効化したいときに、下記の操作を行ってください。（参考）⁵

unattended-upgradesのインストール

コマンドライン

$ sudo apt install -y unattended-upgrades
Reading package lists... Done
Building dependency tree       
Reading state information... Done
unattended-upgrades is already the newest version (1.1ubuntu1.18.04.14).
unattended-upgrades set to manually installed.
0 upgraded, 0 newly installed, 0 to remove and 28 not upgraded.

unattended-upgradesの再設定

コマンドライン

$ sudo dpkg-reconfigure -p low unattended-upgrades

下記の画面が出たら、Noを選択します。

コマンドライン

Replacing config file /etc/apt/apt.conf.d/20auto-upgrades with new version
$

これで自動アップデートを無効化しました。

(2)内蔵SDカードスロットを使う

e-RT3下部にはフタが付いていて、中にはバックアップ用のバッテリーと、内蔵SDカードスロットが入っています。

記号	配置場所	デバイス名
SD1	正面	/dev/mtdblock1
SD2	下部フタの内側	/dev/mtdblock2

両方のSDカードに起動ドライブが入っていた場合、SD2（内部側）が優先されて起動します。

例えば、下記の様な使い分けをする事ができます。

• 起動ドライブ：内蔵
• ログ収集用ドライブ：正面

正面側SD1のドライブは、下記の例に従って、マウント・アンマウントします。

一覧の表示

コマンドプロンプト

$ lsblk -f
NAME        FSTYPE LABEL       UUID        MOUNTPOINT
mtdblock0
mtdblock1
mmcblk1
tqmmcblk1p1 vfat               ****
mqmmcblk1p2 ext4   ROOT20045   ****        /
mmcblk0
mqmmcblk0p1 vfat   hogesd      ****        /media

マウント・アンマウント

コマンドプロンプト

#vfatフォーマットのSDカードをマウント
$ sudo mount /dev/mmcblk0p1 /media --types=vfat --options=rw
#アンマウント
$ sudo unmount /media

5.端子台への接続

入力ユニットXD、出力ユニットYDには、それぞれコネクタが付いています。
このままでは信号の入出力がし難いので、市販の端子台ユニットを接続します。

ここでは、東洋技研製・インターフェース端子台シリーズを使用しています。

• スプリングロック式（写真）：https://www.togi.co.jp/series/interface/211/
• ネジ式：https://www.togi.co.jp/series/interface/201/

ユニット	スプリングロック式	ネジ式
XD（入力用）	PCXV-1H40-TB40-O1	PCA7-1H40-TB34-O1
YD（出力用）	PCXV-1H40-TB40-O3	PCA7-1H40-TB34-O3
ケーブル（共通）	KB40N-4F1H-<長さ>MB	KB34N-4F1H-<長さ>MB

6.おわりに

Raspberry PiやJetsonの感覚で、カンタンに立ち上げることが出来ました。

実際のアプリは別の記事で紹介します。（作成中）

e-RTの使用例

どんな所で使われているか調べてみました。
（見つけ次第追加していきます）

• KEK
  • https://www-linac.kek.jp/cont/epics/f3rp61/
  • https://www-linac.kek.jp/cont/epics/

次回

次は入出力ユニットの動作確認プログラムを作ってみます。次の記事

参考資料

---

1. F3RP70⽤ Ubuntuイメージ使⽤⼿順TI34M06T02-02_001 ↩

2. https://index.ros.org/doc/ros2/Installation/Crystal/Linux-Install-Binary/ ↩

3. https://gist.github.com/rubencaro/6a28138a40e629b06470 , https://thinkingelixir.com/install-elixir-using-asdf/ , https://qiita.com/MzRyuKa/items/8762ea006ca446e6e422 ↩

4. https://docs.docker.com/engine/install/ubuntu/ ↩

5. https://linux.just4fun.biz/?Ubuntu/%E8%87%AA%E5%8B%95%E3%82%A2%E3%83%83%E3%83%97%E3%83%87%E3%83%BC%E3%83%88%E3%82%92%E6%9C%89%E5%8A%B9%E3%83%BB%E7%84%A1%E5%8A%B9%E3%81%AB%E3%81%99%E3%82%8B%E6%89%8B%E9%A0%86 ↩