Modbusの動作モード

作業モード​

Modbusはマスタースレーブモードで動作する。ネットワーク内では、Modbusプロトコルはマスタ（クライアント）とスレーブ（サーバ）間のリクエスト-レスポンスメカニズムを介して情報を交換します。

次の図は典型的なModbusネットワークを示しており、1つのマスターデバイス（クライアント）が1つまたは複数のスレーブデバイス（server）を制御している。

標準的なModbusネットワークでは、1つのマスターと最大31のスレーブがあります。

コミュニケーションの特徴​

マスター-スレーブの動作原理には次のような特徴があります。

• 同時にネットワークに接続できるプライマリデバイスは1つだけです。
• マスターのみが通信を開始し、スレーブにリクエストを送信できます。
• マスターデバイスは専用のアドレスを使用して各スレーブデバイスに個別にアクセスでき、アドレス0を使用してすべてのスレーブデバイスに同時にアクセスできます。
• スレーブはマスタにのみ応答を送信できます。
• スレーブはマスターまたは他のスレーブと通信できません。

通信モデル​

Modbusプロトコルは2つの通信モードで情報交換をサポートする。

• ユニキャストモード-マスターは専用のアドレスを介してスレーブにアクセスし、スレーブはリクエストを処理してからマスターに応答を送信します。
• ブロードキャストモード-マスターはアドレス0を介してすべてのスレーブにアクセスし、このモードではスレーブはブロードキャストメッセージに応答しません。（したがって、ブロードキャストモードのリクエスト命令はModbus標準機能の書き込み命令でなければなりません。

応答時間。​

応答時間とは、スレーブがマスタからの要求に応答するのにかかる時間です。Modbusプロトコルの数：

• 標準10 ms （情報交換の90%）
• 最大値は約700 msですので、Modbusリクエストを送信した後に1秒間一時停止して続行することをお勧めします。

データの交換​

Modbusプロトコルは2種類のデータ型をサポートする。

• シングル·ビット
• レジスタ（16 bit）

具体的なビットとレジスタの定義はスレーブデバイスによって決定されます。

アドレス：address​

Modbusプロトコルを使用して交換されるメッセージには、処理するデータのアドレスが含まれる。各レジスタにはレジスタ番号があり、各クラスのデータ（ビットまたはレジスタ）には16ビットのアドレスが割り当てられています。

Modbusプロトコルで規定されたPDUでは、全てのコイルまたはレジスタアドレスが0から計算されるように規定されている。したがって、n番目のレジスタのアドレスはn-1である。例えば、レジスタ番号12000のアドレスは0 x 2EDF（11999）です。

Frameフレーム​

Modbusプロトコルを使用して交換されるすべてのフレームADUは、最大256バイトASCIIフォーマットで2倍で、以下の4つのドメインが含まれます。

次の図は、マスター-スレーブ作業モデルでのフレームスワッププロセスを示しています。

ネットワークトポロジ​

Modbus RTU​

Modbus RTUは通常、RS-485シリアル通信リンクに基づいており、RS-485バス配線仕様ではバストポロジでなければならない。実際の配線では、通常、手をつないでデイジーチェーン配線が使用されます。例えば、Slave 1/2/3の3つのRS-485デバイス、Slave1の485+はSlave2の485+ポートに接続され、Slave2の485+はSlave3の485+ポートに接続されます。

Modbus TCP​

シリアルリンクを使用するModbus RTUとは対照的に、Modbus TCPはイーサネット通信に基づいているため、ネットワークトポロジはより柔軟です。シリアルリンク上の1つのマスターマルチスレーブの構築から、マルチクライアント/マルチサーバーの構築モデルへと進化しました。

Modbus TCPを使用すると、マスターデバイス（クライアント）はIPアドレスを介してModbusスレーブデバイス（サーバ）を見つけ、Modbusゲートウェイを介して別のModbus RTUネットワークに接続できます。