Modbusプロトコルパーサー

Modbusは1979年にModicon社が開発した、産業分野で最も広く使用されている通信プロトコルです。シリアル回線（RTU）またはイーサネット（TCP/IP）を介した電子機器間の通信を可能にします。このツールは、専用のハードウェアやソフトウェアなしでModbus通信のデバッグと分析を支援します。

Modbus RTUフレーム構造

Modbus RTU（リモートターミナルユニット）は、RS-232やRS-485などのシリアル接続を介してバイナリ形式でデータを送信します。各フレームにはスレーブアドレス、ファンクションコード、データ、およびエラー検出用の16ビットCRCチェックサムが含まれます。コンパクトなバイナリ形式により、帯域幅が制限された環境でも効率的です。

Modbus TCPフレーム構造

Modbus TCPは、RTUフレームをTCP/IPパケット内にカプセル化し、7バイトのMBAP（Modbusアプリケーションプロトコル）ヘッダーを使用します。このヘッダーには、要求応答のマッチング用トランザクションID、プロトコル識別子（Modbusでは常に0）、メッセージ長、ユニットIDが含まれます。TCP通信はデフォルトでポート502を使用します。

一般的なファンクションコード

ファンクションコードはModbus要求の操作タイプを定義します。読取操作（01-04）はコイル状態やレジスタ値を取得し、書込操作（05、06、0F、10）はデバイスデータを変更します。各ファンクションコードには特定のデータ形式要件があります。

Modbusのバイトオーダー

PLCメーカーによって32ビットおよび64ビット値のバイトオーダーが異なります。一般的な4つの配置は：ビッグエンディアン（ABCD）- 標準ネットワークオーダー、リトルエンディアン（DCBA）、ミッドビッグエンディアン（BADC）、ミッドリトルエンディアン（CDAB）です。誤った値を読み取った場合は、異なるバイトオーダーを試して正しい解釈を見つけてください。

CRC-16/Modbusアルゴリズム

Modbus RTUは、多項式0x8005と初期値0xFFFFのCRC-16をエラー検出に使用します。CRCはスレーブアドレス、ファンクションコード、データバイトに対して計算され、下位バイト先頭の順序で追加されます。CRCが不正なフレームは受信側で破棄されます。

実用的なアプリケーション

• 生のパケットデータを分析してPLCとSCADAシステム間の通信エラーをトラブルシューティング
• コミッショニング中に16進データをエンジニアリング単位に変換してレジスタ値を検証
• 専用のModbusマスターソフトウェアなしでデバイス検証用のテストコマンドを生成
• 異なるメーカーのデバイスを統合する際のバイトオーダー問題をデバッグ