系統架構圖的畫法 — 消除各負責人的猜測，奠定後續工程的基礎
最後更新: 2026-09-25 ／ 分類: FA 系統設計、控制硬體
系統架構圖是讓配電盤廠、軟體工程師、施工負責人以相同前提開始採購與設定的圖。本文寫給要和其他負責人分工決定通訊設定與機器採購的人。
1. 沒有架構圖，各負責人就憑各自的猜測開始作業
PLC 與機器人連不上的原因，常見的有兩個：兩台設了相同的 IP 位址，或兩台都設成通訊的主站。兩者都是「兩端必須一致的設定，由不同的負責人分別決定」的結果。
配電盤廠從上一個盤猜，軟體工程師從上一個案子的設定猜，施工負責人從手邊的圖面猜。發現猜錯，通常是在現場通訊起不來的時候。架構圖就是在採購與配線之前消除這些猜測的那一張圖。畫的理由有下列三個。
2. 畫架構圖的理由有三個
① 兩端必須一致的設定，在同一個地方決定
第一個理由，是在圖上決定纜線兩端必須一致的設定。IP 位址與站號、主站 / 從站、埠的方向。任何一項只有單邊正確，通訊都連不上。
為什麼需要 — 因為兩端的機器由不同的負責人用不同的軟體設定。PLC 由軟體工程師、機器人由機器人廠商、交換器由配電盤廠設定。兩端的值沒有排在同一張圖上，不一致就要到現場才會發現。
② 呈現責任分界與實體限制
第二個理由，是把誰採購到哪裡、負責到哪裡放到圖上。工廠 LAN 與控制 LAN 在哪裡分界。交換器的埠夠不夠。串接的台數與配線方向，有沒有在通訊方式的規定之內。
為什麼需要 — 因為分界與數量分散在各負責人的圖與表裡，就沒有人去數。LAN 的規定由客戶的資訊部門在意，埠數由配電盤廠在意，台數上限由軟體工程師在意。在同一張圖上，漏採購、控制通訊溢流到工廠 LAN 這類事故，就能在圖上發現。
③ 先確定軟體設計的基礎
第三個理由，是在軟體設計開始之前決定系統的骨架。架構圖的機器與其群組，成為位址對照表的區段。機器之間交換的訊號，成為時序圖的列。
為什麼需要 — 因為骨架沒定，變數分配與順序都決定不了。機器多一台，區段與訊號的列也跟著增加。架構事後變更，位址對照表與時序圖兩者都得修改。
3. 圖上要這樣畫
- 線上寫通訊種類與纜線 — 通訊種類決定埠、交換器與設定用的軟體。纜線種類（STP、M12、光纖等）用於施工採購
- 機器上寫位置與位址 — 位置決定拉線的負責人與纜線長度。IP 位址與站號，和連接對象並排寫
- 主站 / 從站依線而定，不是依機器 — 同一台機器在不同的線上可以是從站也可以是主站（下圖）
- 連接方式依實際配線 — 集中到交換器，還是串接。也有像 EtherCAT 這種區分輸入埠與輸出埠的方式
- 與工廠網路的分界 — 哪台機器接上位 LAN、在哪裡分界。這是要與客戶取得共識的事項，圖上沒有分界就談不下去
- 安全系統 — 緊急停止與安全門的訊號，是專用配線還是安全通訊協定（CIP Safety、FSoE 等）。安全審查首先看的就是這裡
4. 畫的順序是：位置 → 配線 → 位址 → 分界 → 計數
- 把機器依位置排列 控制盤、中繼箱、機上、上位（工廠 LAN）這樣的分法。
- 依實際配線連接 集中到交換器還是串接，照實畫。
- 線上寫通訊種類與主站，機器上寫位址 IP 位址連子網路一起寫。
- 寫上與工廠網路的分界，以及安全系統 要與客戶決定的事項，在這個階段就送出確認。
- 計數確認 在圖上數交換器的埠數、串接的台數、位址的重複。埠數要含維護用電腦的接口。
5. 容易出錯的是埠的方向、交換器共用、子網路、台數
- EtherCAT 的輸入與輸出埠接反 — 不是通訊建立不了，就是機器的順序與設定不符。在圖上畫出埠的方向
- 控制與工廠 LAN 接在同一台交換器 — 控制通訊會溢流到所有機器。因為不支援 IGMP snooping 的交換器擋不住 EtherNet/IP 的多播。把控制側與上位側分開，或使用支援的交換器
- 沒注意到子網路不同 — 接在同一條線上，子網路不同也無法通訊。位址連同子網路一起寫，在圖上就能發現
- 一條線接太多機器 — 串接的台數與通訊週期，每種方式都有上限。從圖上數台數與週期，確認在規格範圍內
製作本文的圖所用的工具
除了壞例與串連關係的圖之外，都是用 System Diagram Editor 畫好再匯出成 SVG。
- System Diagram Editor — 放置機器並用線連接，每條線可寫通訊種類與主站，每台機器可寫型號、IP 位址與站號。畫好的機器與區塊直接成為位址對照表的容器。
- Address Map Editor — 為架構圖的機器分配 PLC 元件與變數。
- Timing Chart Editor — 繪製機器之間交換訊號的順序。
不用安裝也不用註冊，只要瀏覽器就能使用。
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