Modbus TCP サーバの実装について

Question

実現したいこと

Modbus TCPというものを知り、試してみたく試行錯誤しています。
以下の環境おいてModbus TCP を実現したいのですがうまくいきません。

• Modbusサーバ
  ラズパイ
  libmodbus使用

• Modbusクライアント
  Modbus TCP機能付きPLC（製品名は伏せます）

前提

• Modbusクライアント、Modbusサーバ、PCをHUBで接続

• Modbusクライアント側の設定
  ・本体IPアドレス　192.168.1.5
  ・機能　コイルの状態読み出し
  ・マスターデバイスアドレス　M0001
  ・データサイズ　1
  ・リモートホスト番号　192.168.1.100 502
  ・スレーブ番号　220
  ・Modbusスレーブアドレス　001002

• Modbusサーバ
  libmodbusを用いて構築（ソースは後述）

発生している問題・エラーメッセージ

• クライアント側で以下の通信ログが確認できている
  送信：OK
  受信：エラー

• サーバー側での最終ログは以下の通り
  Modbusサーバが起動しました
  かつ、いつまで経ってもquery_len が>0にならないことを確認
  →TCP接続ができていないと判断

該当のソースコード

int ModbusServer()
{
    modbus_t *ctx = nullptr;
    ctx = modbus_new_tcp("192.168.1.100", 502);
    modbus_set_slave(ctx,220);

    if(modbus_tcp_listen(ctx, 1) == -1){
        std::cerr << "Modbusサーバのリスニングに失敗" << std::endl;
        modbus_free(ctx);
        return -1;
    }

    std::cout << "Modbusサーバが起動しました" << std::endl;

    // coilsのマッピング
    modbus_mapping_t *mapping = nullptr;
    mapping = modbus_mapping_new(0,0,16,0); // 16個のコイルを設定

    if(mapping == nullptr) {
        std::cerr << "Modbusマッピングに失敗" << std::endl;
        modbus_free(ctx);
        return -1;
    }

    while(true){
        uint8_t query[MODBUS_TCP_MAX_ADU_LENGTH];
        int query_len = modbus_receive(ctx, query);

        if(query_len > 0){
            int response_len = modbus_reply(ctx, query, query_len, mapping);

            if (response_len == -1){
                std::cerr << "レスポンス生成失敗" << std::endl;
            }
        }
    }

    modbus_mapping_free(mapping);
    modbus_free(ctx);
    std::cout << "Modbusサーバが正常終了しました" << std::endl;

    return 0;
}

試したこと

以下は確認済

• PCからModbusサーバ機器に対してnetcatをしてTCP/502に接続できること
• ModbusサーバからModbusクライアントにPingが通ること

とりあえずどんな内容でも良いのでハンドシェイクが取りたいです。

Answer 1

modbus_tcp_accept()を実行していないためかと思われます。
またmodbus_set_slave()は自分がマスター(クラインアント)の時に実行するものであり、間違っているのではないでしょうか。
下記の作成者のサンプルコード通りやれば上手く行きませんか？

https://github.com/stephane/libmodbus/blob/master/tests/random-test-server.c

Comments

[ma-yu]

ありがとうございます。
modbus_tcp_accept()を実行し、modbus_set_slave()を除外することでハンドシェイクが取れました。

ただし、ハンドシェイクが取れているものの通信エラーが発生しています。
クライアント側からは「Modbusスレーブアドレス」を001002(0x03E9)としています。
サーバー側のmodbus_mapping_new()の設定が間違っているのだろうと推測していますが、引数に何を指定すべきかわかりませんでした。

modbus_set_debug　エラー内容
　Illegal data address 0x3EA in read_bits

もし詳細がおわかりになるようでしたら、ご教授よろしくお願いします。

[dn_]

https://libmodbus.org/reference/modbus_mapping_new/
を読んだところからの助言レベルですが、
コイルの状態読み出しなので、
modbus_mapping_new(0,0,16,0) ではなく、
第一引数で
modbus_mapping_new(16,0,0,0) かと思われます。

[ma-yu]

本当にありがとうございます。
おかげさまで解決が出来ました。

行ったことを以下に示します。
Modbusスレーブアドレスを001002(0x03E9)としているので、
Modbusの0x03E8から8bitをマッピングすることで解決しました。

ソースでいうと、
　mb_mapping = modbus_mapping_new(0x03E8+8, 0, 0, 0);
とすることで、通信エラーがなくなり正常にやりとりできました。
ただしこの状態だと読み出しの0x03E9は"0"でしたので、
　mb_mapping->tab_bits[0x03E9] = 1;
とすることで1を設定でき、無事"1"として読み出しができました。