エムエスツデー　1999年11月号

Modbus（モドバス）

通信プロトコルとしてModbus Protocolを実装したネットワークを、Modbusと呼んでいます。Modbus Protocolは、Modicon Inc.（AEG Schneider Automation International S.A.S.）がPLC用に開発した通信プロトコルであり、その仕様は公開されています。現在、WEBページ http://www.modicon.com/ で、そのプロトコル仕様書（PI-MBUS-300 Rev.J）を閲覧できます。　Modbus Protocolで定義されているのは、通信プロトコルだけで、通信媒体などの物理レイヤは規定されていません。物理レイヤとしては、RS-232やRS-485が一般に使われています。EthernetやMAPなど他のネットワーク上にModbus Protocolのメッセージを組み入れた通信もあります。この場合には、マスタ／スレーブ通信だけでなく、１対１通信も可能になります。

Modbus は、そのプロトコルの仕様が公開されているうえに、非常にシンプルであるため、FAやPAの分野で広く使われています。他のフィールドバスの規格とは異なり、検証や認定の組織はありません。したがって接続にあたっては、接続が可能かどうか実証確認が必要です。図1に、Fisher-Rosemount Systems Inc.社DeltaV Systemとの接続が可能な製品の一例として、エム･システム技研のModbusマルチアナログ入出力ユニット（形式：60M）を示します。

Modbus Protocol

Modbus Protocolの通信方式は、シングルマスタ／マルチスレーブ方式です。マスタだけがクエリー（通信の開始）を発行することができます。スレーブは、このクエリーを見て、指定された機能を実行し、応答メッセージを返します。マスタは、指定のスレーブに対するクエリーまたはすべてのスレーブに対するブロードキャストクエリーのいずれかを発行することができます。ブロードキャストクエリーの場合には、スレーブは、指定の機能を実行するのみで応答メッセージは返しません。スレーブは、自分に対するクエリーのときにだけ応答メッセージを返します。

クエリーの伝送フォーマットは、スレーブのアドレス（またはブロードキャスト）、要求内容を定義するファンクションコード、データおよびエラーチェックフィールドから構成されています。また、応答メッセージの伝送フォーマットは、要求内容の確認フィールド、応答データおよびエラーチェックフィールドから構成されています。クエリーと応答メッセージの伝送フォーマットを図2に示します。

シリアル伝送モードにはASCII（American Standard Code for Information Interchange）モードとRTU（Remote Terminal Unit）モードの２種類があり、選択することができます。ただし、１つのネットワーク上では、すべてのデバイスが同一モードでなくてはなりません。

ASCIIモードでは、１バイト（８ビット）データを２文字のASCIIコードに変換して伝送します。RTUモードでは、１バイト（８ビット）データをそのまま伝送します。ASCIIモードより伝送効率が良いこともあり、RTUモードが主に使用されています。

なお、伝送モードによってエラーチェックフィールドのチェックアルゴリズムが異なります。ASCIIモードの場合にはLRC（Longitudinal Redundancy Check）法が、またRTUモードの場合にはCRC（Cyclical Redundancy Check）法が採用されています。