Modbusコネクタ

概要

Modbusコネクタは、Modbusプロトコルを使用してPLCおよび産業デバイスとの通信を可能にし、シリアル（RTU）とTCP/IP接続の両方をサポートします。

コネクタタイプ:

• ModbusReader - Modbusデバイスからデータを読み取る
• ModbusWriter - Modbusデバイスにデータを書き込む

機能

• ✅ 複数のトランスポートプロトコル（TCP、RTU、UDP、TLS）
• ✅ すべてのレジスタタイプ（Holding、Input、Coil、Discrete Input）
• ✅ 複数のデータ型（Int16/32/64、UInt16/32/64、Float32/64、ASCII）
• ✅ 設定可能なバイトおよびワード順序
• ✅ マルチデバイスネットワーク用のUnit IDサポート

トランスポートプロトコル

Meddleは以下のModbusトランスポートをサポートします：

• TCP - イーサネット上のModbus TCP
• TCPWithTLS - TLS暗号化付きModbus TCP
• UDP - UDP上のModbus
• RTU - シリアル上のModbus RTU
• RTUOverTCP - TCPにカプセル化されたModbus RTU
• RTUOverUDP - UDPにカプセル化されたModbus RTU

基本設定

Modbus TCP Reader

{
  "type": "ModbusReader",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.100:502",
    "transport": "TCP",
    "pollingRate": 1000,
    "defaultUnitId": 1,
    "defaultBitOrder": "BigEndian",
    "defaultWordOrder": "HighFirst"
  },
  "variables": [
    {
      "key": "temperature",
      "address": 0,
      "registerType": "HoldingRegister",
      "dataType": "Float64"
    },
    {
      "key": "pressure",
      "address": 4,
      "registerType": "HoldingRegister",
      "dataType": "Int32"
    }
  ]
}

Modbus RTU Reader

{
  "type": "ModbusReader",
  "config": {
    "endpoint": "/dev/ttyUSB0",
    "transport": "RTU",
    "pollingRate": 1000,
    "defaultUnitId": 1,
    "baudRate": 9600,
    "dataBits": 8,
    "parity": "None",
    "stopBits": 1
  },
  "variables": [
    {
      "key": "sensor_value",
      "address": 0,
      "registerType": "InputRegister",
      "dataType": "UInt16"
    }
  ]
}

Modbus Writer

{
  "type": "ModbusWriter",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.100:502",
    "transport": "TCP",
    "defaultUnitId": 1
  },
  "variables": [
    {
      "key": "setpoint",
      "address": 100,
      "registerType": "HoldingRegister",
      "dataType": "Float32"
    },
    {
      "key": "enable",
      "address": 0,
      "registerType": "Coil"
    }
  ]
}

レジスタタイプ

Holding Registers（読み取り/書き込み）

読み取りおよび書き込みが可能な汎用レジスタ。

{
  "key": "temperature",
  "address": 0,
  "registerType": "HoldingRegister",
  "dataType": "Float64"
}

機能コード: Read（03）、Write Single（06）、Write Multiple（16）

Input Registers（読み取り専用）

通常センサーデータに使用される読み取り専用レジスタ。

{
  "key": "sensor_reading",
  "address": 0,
  "registerType": "InputRegister",
  "dataType": "Int16"
}

機能コード: Read（04）

Coils（読み取り/書き込みブール値）

デジタル出力用の単一ビットレジスタ。

{
  "key": "motor_enable",
  "address": 0,
  "registerType": "Coil"
}

機能コード: Read（01）、Write Single（05）、Write Multiple（15）

Discrete Inputs（読み取り専用ブール値）

デジタル入力用の読み取り専用単一ビットレジスタ。

{
  "key": "limit_switch",
  "address": 0,
  "registerType": "DiscreteInput"
}

機能コード: Read（02）

データ型

整数型

16ビット

// 16ビット符号付き整数（-32768から32767）
{"dataType": "Int16"}  // 1レジスタ

// 16ビット符号なし整数（0から65535）
{"dataType": "UInt16"}  // 1レジスタ

32ビット

// 32ビット符号付き整数
{"dataType": "Int32"}  // 2レジスタ

// 32ビット符号なし整数
{"dataType": "UInt32"}  // 2レジスタ

64ビット

// 64ビット符号付き整数
{"dataType": "Int64"}  // 4レジスタ

// 64ビット符号なし整数
{"dataType": "UInt64"}  // 4レジスタ

浮動小数点型

// 32ビットfloat（4バイト）
{"dataType": "Float32"}  // 2レジスタ

// 64ビットfloat（8バイト）
{"dataType": "Float64"}  // 4レジスタ

文字列型

// ASCII文字（レジスタあたり1バイト）
{"dataType": "AsciiChar"}  // 1レジスタ

バイトおよびワード順序

Modbusデバイスは異なるバイトおよびワード順序を使用できます。デバイスに合わせて設定してください：

ビット順序（バイト順序）

{
  "defaultBitOrder": "BigEndian"  // または "LittleEndian"
}

• BigEndian: 最上位バイトが最初（デフォルト、最も一般的）
• LittleEndian: 最下位バイトが最初

ワード順序

マルチレジスタ値（32ビット、64ビット）の場合：

{
  "defaultWordOrder": "HighFirst"  // または "LowFirst"
}

• HighFirst: 上位ワードが最初（デフォルト）
• LowFirst: 下位ワードが最初

変数ごとのオーバーライド

{
  "key": "special_value",
  "address": 10,
  "registerType": "HoldingRegister",
  "dataType": "Float32",
  "bitOrder": "LittleEndian",
  "wordOrder": "LowFirst"
}

RTUシリアル設定

シリアル接続でのModbus RTUの場合：

{
  "endpoint": "/dev/ttyUSB0",
  "transport": "RTU",
  "baudRate": 9600,
  "dataBits": 8,
  "parity": "None",
  "stopBits": 1,
  "timeout": 1000
}

パラメータ:

• baudRate: 1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200
• dataBits: 7または8
• parity: None、Even、Odd
• stopBits: 1または2
• timeout: ミリ秒単位の読み取りタイムアウト

Unit ID（スレーブアドレス）

Modbusは、Unit IDを使用して同じネットワーク上の複数のデバイスをサポートします：

{
  "defaultUnitId": 1  // すべての変数のデフォルト
}

変数ごとのオーバーライド：

{
  "key": "device2_temp",
  "address": 0,
  "registerType": "HoldingRegister",
  "dataType": "Float32",
  "unitId": 2  // この変数のオーバーライド
}

一般的なユースケース

1. エネルギーメーター読み取り

{
  "type": "ModbusReader",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.50:502",
    "transport": "TCP",
    "pollingRate": 5000,
    "defaultUnitId": 1
  },
  "variables": [
    {
      "key": "voltage",
      "address": 0,
      "registerType": "InputRegister",
      "dataType": "Float32"
    },
    {
      "key": "current",
      "address": 2,
      "registerType": "InputRegister",
      "dataType": "Float32"
    },
    {
      "key": "power",
      "address": 4,
      "registerType": "InputRegister",
      "dataType": "Float32"
    },
    {
      "key": "energy",
      "address": 6,
      "registerType": "InputRegister",
      "dataType": "Float64"
    }
  ]
}

2. PLC制御

{
  "type": "ModbusWriter",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.100:502",
    "transport": "TCP",
    "defaultUnitId": 1
  },
  "variables": [
    {
      "key": "motor_speed",
      "address": 100,
      "registerType": "HoldingRegister",
      "dataType": "UInt16"
    },
    {
      "key": "motor_start",
      "address": 0,
      "registerType": "Coil"
    },
    {
      "key": "motor_stop",
      "address": 1,
      "registerType": "Coil"
    }
  ]
}

3. マルチデバイスネットワーク

{
  "type": "ModbusReader",
  "config": {
    "endpoint": "/dev/ttyUSB0",
    "transport": "RTU",
    "pollingRate": 1000,
    "baudRate": 9600
  },
  "variables": [
    {
      "key": "device1_temp",
      "address": 0,
      "registerType": "HoldingRegister",
      "dataType": "Float32",
      "unitId": 1
    },
    {
      "key": "device2_temp",
      "address": 0,
      "registerType": "HoldingRegister",
      "dataType": "Float32",
      "unitId": 2
    },
    {
      "key": "device3_temp",
      "address": 0,
      "registerType": "HoldingRegister",
      "dataType": "Float32",
      "unitId": 3
    }
  ]
}

トラブルシューティング

接続タイムアウト

解決策:

• エンドポイントアドレスとポートを確認
• ネットワーク接続を確認
• タイムアウト値を増やす
• デバイスの電源が入っていて応答していることを確認

無効なデータ

解決策:

• バイト順序を確認（BigEndian vs LittleEndian）
• ワード順序を確認（HighFirst vs LowFirst）
• データ型がデバイス仕様と一致することを確認
• レジスタアドレスが正しいことを確認

RTU通信エラー

解決策:

• シリアルケーブル接続を確認
• ボーレートがデバイスと一致することを確認
• パリティとストップビット設定を確認
• 適切な終端抵抗を確認
• バス衝突を避けるためにポーリング頻度を減らす

例外コード

一般的なModbus例外コード:

• 01: 不正な機能
• 02: 不正なデータアドレス
• 03: 不正なデータ値
• 04: スレーブデバイスエラー

ベストプラクティス

1. 読み取り専用から開始: 書き込み前にInput Registerでテスト
2. 適切なポーリングを使用: デバイスが応答できる速度より速くポーリングしない
3. 連続レジスタをグループ化: 散在した読み取りよりも効率的
4. バイト順序を文書化: デバイス固有の設定に関するメモを保持
5. Unit IDをテスト: 各デバイスがそのUnit IDに応答することを確認

関連コネクタ

• OPC UA - 代替産業プロトコル
• Siemens S7 - Siemens PLC直接通信
• Filter - Modbusデータをフィルタリング
• SQL Writer - Modbusデータをデータベースに保存