「横河電機製PLC CAN2.0B インタフェースモジュール
〜実装時によくある失敗と工夫〜」

CAN通信モジュールでは125kbps／250kbps／500kbps／1Mbpsの4つの通信速度の中から一つを選び設定することができます。
ありがちなのはCAN通信モジュールの設定をしたのはいいものの、制御対象である通信相手の通信速度を設定することを忘れる失敗です。
私も同様の失敗をしました。

データが受信できていないときは制御バッファやグローバルマスク、受信バッファなどのバッファ関連の設定が失敗している可能性があります。
下記の図に受信時のデータふりわけ手順について記載しました。

図1. CAN通信受信時のデータ振り分けの仕組み

図の(1)〜(3)は以下のようになります。

(1)グローバルマスクによる振り分け
グローバルマスクの条件を満たすように各受信メッセージを制御バッファ（受信用）へ振り分けます。

(2)制御バッファ（受信用）から受信データバッファへの振り分け
制御バッファ（受信用）のデータを受信データバッファに振り分けます。

(3)受信データ格納領域への振り分け
受信データ格納領域に設定したCANIDと一致するようにメッセージを振り分けます。

ここでよくあるのがCANIDとグローバルマスク設定時のミスです。
それぞれ設定時にはCAN通信モジュールの設定レジスタに書き込む必要がありますが、設定したいグローバルマスク・CANIDをそのまま書き込むのではなく、ビットシフトをしたうえで書き込む必要があります。
下記にその図を記載します。
具体的な設定手順はCAN通信モジュールのマニュアルを参考にしてください。

図2.グローバルマスクと設定レジスタの関係

図3.CANIDと設定レジスタの関係

CAN通信は2つの信号線の電圧差によってデータを送受信します。
高電圧側をCAN-High、低電圧側をCAN-Lowと呼びます。
配線ミスとしてよくあるのがCAN-High、CAN-Lowのケーブルが入れ替わっているものです。

私もこの逆転による通信不良を起こしたことがありました。
気づけばなんてことはない失敗ではありますが意外と気づくことが難しい失敗です。

横河電機製FA-M3シリーズはビッグエンディアン方式でデータを格納しています。
対して制御対象はリトルエンディアンであることも多いです。
通信機器間でエンディアンが違っている場合はバイトスワップする必要があります。
エンディアンの考慮を忘れると想定外の挙動につながる場合があるので注意が必要です。

例えば私がかかわった開発ではモーターを制御する開発がありました。
そこでは回転速度を指令値としてモーターに送っていました。
仮にPLC上で1ワードの値0x0014(=20)という回転数の指令値を出すことを考えると、エンディアンの違っている場合には、モーターではこの値が0x1400(=5120)と解釈されてしまいます。
つまりいきなり大きな回転指令値がモーターに伝わってしまうことになります。
通信処理を作成する際は必ず通信相手のエンディアンを確認しましょう。
また実機試験を行う場合はこのような不測の事態に備えて、常に緊急停止ができるような体制で試験を行うことも重要です。

CAN通信ではメッセージの数や種類によって制御バッファ関連の設定を工夫しなければなりません。

CAN通信モジュールの制御バッファは15個しかありませんので、送受信メッセージが15種類を超えた時は1つの制御バッファから複数のCANIDのメッセージを送受信する必要があります。

1つの制御バッファ（受信用）に複数のCANIDのメッセージを格納するには、グローバルマスクによる設定が必要となります。
グローバルマスクは制御バッファに設定されたCANIDと、受信したメッセージのCANIDの一致条件を定めます。
グローバルマスクで1となっているビット位置と同じビット位置のCANIDが一致していれば、受信メッセージは制御バッファに格納されます。
例えば次の図4のようになります。

図4 .グローバルマスクによる処理

複数のCANメッセージを送信している場合、1つの制御バッファ（送信用）から複数のメッセージを送るように登録する必要があります。
この時複数のメッセージの送信要求が同時に発生することを想定して、送信メッセージのバッファをCPUが持ち、CAN通信モジュールの同じ制御バッファに同時に書き込んで、送信することのないように処理を作成します。
すなわち1IDずつメッセージを送信するようにします。