Modbusとは？概要やメリット、種類をわかりやすく解説

工場の生産ラインやビルのエレベーターのようにモーター、センサー、メーターをPLCに繋いで自動制御する際に、フィールドネットワークの１つとしてModbusが用いられます。ModbusはFA機器を中心に世界中で採用されているフィールドネットワークです。無料で利用できることに加え、実装も容易なのがメリットです。

本記事では、Modbusの概要やメリット、3つの通信方式の違いまでを詳しく解説します。スマートファクトリー化が進む現代において、Modbusの重要性はますます高まっています。ぜひ最後までご覧ください。

Modbusとは

Modbusは1979年に米国Modicon社が開発したフィールドネットワークです。

PLCと呼ばれる制御装置間でデータをやり取りするために使用され、仕様が公開されて無料で利用できます。

主な用途は、工場の生産設備やボイラー制御、エレベーターの制御システムなどです。PLCを使用した産業機器の自動化に不可欠な通信規格として、世界中の製造現場で採用されています。

Modbusの歴史的な発展は、フィールドネットワークの進化を示す良い例です。組込み機器のネットワーク化の歴史について、より詳しく知りたい方はこちらの記事もご覧ください。

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PLCとは

PLC（Programmable Logic Controller）は、産業機器や設備を制御するためのコンピュータシステムです。工場の生産ラインやロボット、センサー類の制御から、エレベーターやエスカレーターといった身近な設備の制御まで、幅広い用途で使用されています。

入力機器からの信号を受け取り、あらかじめ設定されたプログラムに従って処理を実行し、出力機器を制御する仕組みになっています。日本では三菱電機製のPLCが「シーケンサ」として知られており、PLCのことを「シーケンサ」と呼ぶことも一般的です。近年では家電製品の制御にも採用され、産業分野に限らず私たちの生活に密接に関わっています。

Modbusのメリット

Modbusの主なメリットを3つ紹介します。

無料で利用できる

仕様書が一般公開されており、誰でも無料で利用できるので、導入コストを抑えることが可能です。

容易に実装できる

他の通信プロトコルと比較して、メッセージ形式がシンプルで分かりやすく、システムへの実装や不具合の特定が容易です。

FA機器メーカー各社が採用している

Modbusは三菱電機やキーエンス、オムロンなどの主要なFA機器メーカーが採用しています。

Modbusの主な種類

Modbusの代表的な種類は以下の3つです。

Modbus RTU
Modbus TCP
Modbus ASCII

それぞれ詳しく解説します。

Modbus RTU

シリアル通信を使用する最も一般的なModbus形式です。データをバイナリ形式で送受信し、主にRS-485規格の物理層を採用しています。シンプルな構造ながら高い信頼性を持ち、データの整合性は16ビットのCRC（巡回冗長検査）によって確保されます。ハードウェア構成の自由度が高い反面、メーカーによって仕様解釈が異なる場合があるため、実装時には注意が必要です。

Modbus TCP

イーサネットを使用したTCP/IP通信を採用する方式です。標準的なネットワーク機器やLANケーブルが使用でき、ポート502を介して通信します。TCPプロトコル自体がデータの整合性チェック機能を持っているため、追加のチェックサム計算は不要です。既存のネットワークインフラを活用できる点が大きな特徴です。

Modbus TCPについて詳しく知りたい方は、以下の記事もご覧ください。

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