「PLCでModbus TCP通信 〜横河電機社製での実装例〜」

開発事例のシステム構成を図 3に示します。

図3. システム構成

本事例の要件定義は以下の通りでした。

• Modbusマスタから、一定周期(1sec)でファンクション04(Read Input Register)の要求メッセージを受信。Modbusスレーブは、該当するデバイスデータを格納した応答メッセージを返信する。
• 複数のModbusマスタが接続可能であること。FA-M3Vの仕様上、最大同時接続7台とする。

PLC構成は、CPUモジュールに標準で搭載している10BASE-T/100BASE-TXコネクタが利用可能ですので、図 4の通りCPUモジュールのみとしました。

図4. PLC構成

Modbusスレーブ側ということで、FA-M3VのSOCKET命令を使用してTCP/IPサーバを実装しています。
複数のModbusマスタから接続要求を受け付け、同時に送受信を行うことを考慮し、以下のような処理分けとしました。

処理の手順をフローチャートにすると、図 5の通りです。

図5. 処理フロー

接続処理では、接続クライアント数が最大になるまで、接続要求を受け付けます。
最大接続数は、FA-M3Vの仕様上の最大値である7台としています。

TCPLSN命令を実行すると接続待ち状態となります。
TCPクライアントから接続要求を受け付けると命令が終了し、送受信用のソケットIDを返します。
取得した送受信用のソケットIDはプログラム内部で保持し、送受信処理で利用します。

送受信処理では、接続処理で取得した送受信用のソケットIDに対して順番に受信待ちを行います。
TCPRCV命令で受信データの有無をチェックし、受信データがあればデータを解析後、応答メッセージの送信を行います。受信データが無ければ何もせず次のソケットIDの受信待ちに移行します。

今回、Modbusマスタからの要求メッセージ受信周期が、処理時間に対して十分に余裕があったため、ソケット1つずつ順番に処理を行う設計としました。
更に短い周期で送受信が必要な場合、各ソケットを平行して送受信させるなどの検討が必要となります。

処理手順に関する詳細は、『FA-M3V User's Manual シーケンスCPU説明書 ネットワーク通信機能編 (F3SP71-4N, F3SP76-7N対応)』を参照願います。