産業用ネットワーク（Modbus・OPC UA）とPLCとは？

産業用ネットワーク（Modbus・OPC UA）とPLCの意味

工場設備を制御する専用コントローラがPLCで、入力信号を読んで論理を実行し出力を駆動する。設備間の通信にはModbusのような単純な産業用プロトコルや、データの意味（型・単位・構造）まで規定し認証・暗号化を備えるOPC UAが使われる。

産業用ネットワーク（Modbus・OPC UA）とPLCの具体例

既存ラインのPLCからModbusで生産数と稼働状態を読み出し、ゲートウェイでOPC UAやMQTTへ変換して上位の生産管理システムへ渡す。設備を改造せずに可視化だけ先行させる、スマートファクトリー化の典型的な入口になる。

産業用ネットワーク（Modbus・OPC UA）とPLCは試験でどう引っ掛けられる？

Modbusは認証も暗号化もない前提の古い仕様で、制御ネットワークを情報系や外部と直結すると停止・誤動作の攻撃を受ける。「閉じた網だから安全」という前提が崩れており、ネットワーク分離と一方向の中継が必要になる。

産業用ネットワーク（Modbus・OPC UA）とPLCと関連する用語

• スマートファクトリー・CPS（サイバーフィジカルシステム）
• IoTセキュリティ
• MQTT

産業用ネットワーク（Modbus・OPC UA）とPLCが出た過去問

• PLCアダプタの役割として、適切なものはどれか。

  正解：屋内の電力配線を使ってLANを構築するときに、電力と通信用信号の重ね合わせや分離を行う。

  要点：PLCは電力線に通信信号を重ねてLANを構築する技術

  PLC（電力線通信）は、屋内の電力配線に通信用の信号を重ねて送ることでLANを構築する技術である。PLCアダプタは、送信側でデータ信号を電力線の波形に重ね合わせ、受信側でそれを取り出して分離する役割を担う。新たな配線をしなくてもコンセントを使ってネットワークを広げられる点が利点となる。

  出典：平成25年度 秋期 ITパスポート試験 問84（IPA）

• IoTエリアネットワークの構築に当たり、①~③の通信規格の使用を検討している。これらの通信規格を有線と無線に分類したとき、無線ネットワークに分類されるものだけを…

  正解：①, ③

  要点：BLEとZigBeeは無線、PLCは電力線を使う有線

  BLEはBluetoothの低消費電力版、ZigBeeはセンサ機器向けの近距離無線規格で、いずれも無線ネットワークに分類される。一方PLCは屋内の電力線を通信路として使う有線の技術である。よって無線は①と③になる。

  出典：令和2年度 10月 ITパスポート試験 問98（IPA）

• IoTエリアネットワークでも用いられ、電気を供給する電力線に高周波の通信用信号を乗せて伝送させることによって、電力線を伝送路としても使用する技術はどれか。

  正解：PLC

  要点：PLCは電力線に信号を重ねて通信する技術

  PLCは電力線通信のことで、既設の電力線に高周波の信号を重ねて流し、電力の供給と同時にデータ伝送も行う技術です。新たに通信用の配線を敷かずに済むため、屋内のネットワーク構築などに利用されます。

  出典：令和5年度 秋期 ITパスポート試験 問87（IPA）