Amazonデータセンター電気設備のPLCプログラム例(Python)

# AWSデータセンター電気設備PLCプログラムのPython実装 (Pydroid対応) AWSデータセンターの電気設備管理を想定したPLCプログラムをPythonで実装し、Pydroidで動作可能な形で提供します。

この例では、電源監視、バックアップシステム制御、温度管理などの基本機能を含みます。

 ## 基本要件

- 主電源監視 

- 非常用電源（UPS/発電機）制御 

- 配電盤状態監視 

- 冷却システム制御 

- 異常検知とアラート

 ## Python実装コード (Pydroid対応) ```python import time import json from datetime import datetime import random # シミュレーション用 class DataCenterPLC: def __init__(self): # 初期状態設定 self.main_power = True self.ups_status = False self.generator_status = False self.temperature = 22.0 # °C self.humidity = 45.0 # % self.power_load = 30.0 # % self.cooling_system = True self.alarms = [] # 設定パラメータ self.max_temperature = 27.0 self.min_temperature = 18.0 self.critical_temperature = 32.0 self.power_critical_level = 85.0 # ログ設定 self.log_file = "data_center_log.txt" def log_event(self, message): """イベントをログに記録""" timestamp = datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S") log_entry = f"[{timestamp}] {message}\n" # Pydroidでファイルに書き込み with open(self.log_file, "a") as f: f.write(log_entry) print(log_entry.strip()) def monitor_main_power(self): """主電源監視""" # シミュレーション: 5%の確率で停電 if random.random() < 0.05: self.main_power = False self.log_event("警告: 主電源喪失") self.activate_backup_power() else: self.main_power = True def activate_backup_power(self): """バックアップ電源起動""" if not self.ups_status: self.ups_status = True self.log_event("UPS作動開始") # UPSは通常5分間持続 (シミュレーション) time.sleep(3) # 簡略化のため短縮 # UPSが切れる前に発電機を起動 if not self.main_power: self.activate_generator() def activate_generator(self): """非常用発電機起動""" if not self.generator_status: # 発電機起動に10秒かかる (シミュレーション) for i in range(1, 11): self.log_event(f"発電機起動中... {i}/10") time.sleep(1) self.generator_status = True self.log_event("非常用発電機が正常に起動しました") def monitor_temperature(self): """温度監視と冷却システム制御""" # シミュレーション: 温度変動 temp_change = random.uniform(-0.5, 0.8) self.temperature += temp_change # 温度が上昇しすぎた場合 if self.temperature > self.max_temperature: if not self.cooling_system: self.cooling_system = True self.log_event(f"冷却システム作動: 温度 {self.temperature:.1f}°C") # 危険温度を超えた場合 if self.temperature > self.critical_temperature: self.trigger_alarm("CRITICAL_TEMP", f"危険温度検出: {self.temperature:.1f}°C") # 温度が低下した場合 elif self.temperature < self.min_temperature: if self.cooling_system: self.cooling_system = False self.log_event(f"冷却システム停止: 温度 {self.temperature:.1f}°C") def monitor_power_load(self): """電力負荷監視""" # シミュレーション: 負荷変動 load_change = random.uniform(-2.0, 3.0) self.power_load += load_change if self.power_load < 0: self.power_load = 0.0 # 危険負荷を超えた場合 if self.power_load > self.power_critical_level: self.trigger_alarm("CRITICAL_LOAD", f"電力負荷危険レベル: {self.power_load:.1f}%") def trigger_alarm(self, alarm_type, message): """アラーム発報""" if alarm_type not in [a['type'] for a in self.alarms]: alarm = { 'type': alarm_type, 'message': message, 'timestamp': datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S") } self.alarms.append(alarm) self.log_event(f"アラーム発報: {message}") def clear_alarm(self, alarm_type): """アラーム解除""" self.alarms = [a for a in self.alarms if a['type'] != alarm_type] def get_status(self): """現在の状態をJSON形式で返す""" status = { 'main_power': self.main_power, 'ups_status': self.ups_status, 'generator_status': self.generator_status, 'temperature': round(self.temperature, 1), 'humidity': round(self.humidity, 1), 'power_load': round(self.power_load, 1), 'cooling_system': self.cooling_system, 'alarms': self.alarms, 'timestamp': datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S") } return json.dumps(status, indent=2) def run(self): """メイン制御ループ""" self.log_event("AWSデータセンター電気設備管理システム起動") try: while True: self.monitor_main_power() self.monitor_temperature() self.monitor_power_load() # 10秒ごとに状態ログを出力 if int(time.time()) % 10 == 0: self.log_event(f"システム状態: {self.get_status()}") time.sleep(1) # 1秒間隔で監視 except KeyboardInterrupt: self.log_event("システムを正常に停止しました") if __name__ == "__main__": plc = DataCenterPLC() plc.run() ```  

## Pydroidでの実行方法

 1. Pydroid 3アプリを開く

 2. 新規ファイルを作成し、上記コードを貼り付ける 

 3. "run"ボタンをタップして実行

 4. シミュレーションが開始され、コンソールにログが表示されます 

 ## 機能拡張の提案

 1. **Web API連携**:

  ```python import requests def send_to_aws_iot(self, data): """AWS IoT Coreにデータ送信""" url = "https://your-iot-endpoint.amazonaws.com" try: response = requests.post(url, json=data, timeout=5) self.log_event(f"AWS IoTにデータ送信: {response.status_code}") except Exception as e: self.log_event(f"AWS IoT送信エラー: {str(e)}") ```  

 

 2. **SMS通知機能** (Twilio連携): ```python from twilio.rest import Client def send_sms_alert(self, message): """緊急SMS送信""" account_sid = 'your_account_sid' auth_token = 'your_auth_token' client = Client(account_sid, auth_token) message = client.messages.create( body=f"AWSデータセンターアラート: {message}", from_='+1234567890', to='+0987654321' ) self.log_event(f"SMSアラート送信: {message.sid}") ```  

 

 3. **ローカルデータベース記録** (SQLite使用): ```python import sqlite3 def init_db(self): """SQLiteデータベース初期化""" self.conn = sqlite3.connect('data_center.db') cursor = self.conn.cursor() cursor.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS status_log (timestamp TEXT, temperature REAL, humidity REAL, power_load REAL, main_power INTEGER)''') self.conn.commit() def save_status_to_db(self): """現在の状態をデータベースに保存""" cursor = self.conn.cursor() cursor.execute('''INSERT INTO status_log VALUES (?, ?, ?, ?, ?)''', (datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"), self.temperature, self.humidity, self.power_load, int(self.main_power))) self.conn.commit() ```  

## 注意事項 

 1. 実際のAWSデータセンター環境では、このコードをそのまま使用せず、必ず冗長化とフェイルセーフ機構を実装してください 

 2. セキュリティ対策（認証、暗号化）を必ず実施してください

 3. ハードウェア依存部分は実際のPLCに合わせて変更が必要です 

 4. Pydroidは開発/テスト用途向けで、本番環境には適していません このコードはシミュレーション用ですが、実際のPLCハードウェアと接続する場合は、Modbus TCPやOPC UA対応ライブラリを追加で使用する必要があります。