Beckhoff TwinCAT/ADS ドライバ

概要

Beckhoff TwinCAT の AMS/ADS over TCP。JNI / 外部ライブラリなしで、Beckhoff が公開している infosys AMS/ADS wire spec のみを用いて単一 JVM 内で socket 直接通信を行います。

項目	値
`opc_type`	`ADS`
実装クラス	`plantpulse.driver.protocol.ads.ADSDriver`
ライブラリ	(なし — 独自実装。Beckhoff infosys 公開 spec)
read	良好 (indexGroup/Offset またはシンボルハンドル)
write	良好 (`isWriteSupported() = true`)
デフォルトポート	`48898` (ADS over TCP)
デフォルト AMS ポート	`851` (PLC Runtime 1)
セキュリティ	なし (TCP 直結、ADS Secure 非対応)

TwinCAT ルータへのアクセス

ADS 通信には、PC/PLC の AMS Router に登録された静的ルートが必要です。PLC 側の TwinCAT System Manager で Edge の AmsNetId をルートとして登録した上で、本ドライバがその NetId 宛にリクエストします。

クラス / 構造

ADSDriver  (BaseProtocolDriver)
 ├── AmsTcpHeader      6 byte  reserved + length(LE)
 ├── AmsHeader        32 byte  target/source NetId+Port + cmd + state + dataLen + err + invokeId
 ├── AdsRead.buildRequest(indexGroup, indexOffset, length)
 ├── AdsWrite.buildRequest(indexGroup, indexOffset, data)
 ├── AdsResponse.parse(payload)         — errorCode + data
 ├── AdsCommand                         — READ / WRITE / READ_STATE / READ_WRITE 상수, IGRP_*
 └── AdsCodec                           — putUInt16/32LE, getUInt16/32LE, getInt32LE

リクエスト-レスポンスのマッチングは AtomicInteger invokeIdCounter が発行する 32-bit invokeId で行われ、単一 socket 上で synchronized sendCommand(...) により直列化されます。シンボル名 → handle の変換結果は symbolHandleCache (HashMap) にキャッシュされます。

wire フォーマット概要

AMS/TCP Header (6) | AMS Header (32) | ADS payload (가변)
└ reserved(2) len(4)│└ tgtNetId(6) tgtPort(2) srcNetId(6) srcPort(2) cmd(2) state(2) dataLen(4) err(4) invokeId(4)

すべての整数フィールドは little-endian。
AmsNetId は 6 byte (例 5.40.40.116.1.1)。
cmd : READ=2, WRITE=3, READ_STATE=4, READ_WRITE=9。
stateFlags : STATEFLAG_REQ_RESP = 0x0004 (応答要求)。

OPC 登録オプション (`options`)

キー	意味	デフォルト
`target-netid`	PLC AmsNetId、例 `5.40.40.116.1.1`	host + `.1.1`
`target-port`	AMS 対象ポート (PLC Runtime)	`851`
`source-netid`	ローカル AmsNetId	`127.0.0.1.1.1`
`source-port`	ローカル AMS ポート	`32905`
`connect-timeout`	接続タイムアウト (ms)	`3000`
`read-timeout`	応答待ちタイムアウト (ms)	`3000`

connect() の直後に READ_STATE を呼び出してハンドシェイクを検証します — 失敗時は connected=false。

タグアドレス形式

表記	意味	indexGroup
`M0:4`	%M offset 0、4 byte	`IGRP_PLC_RW_MB` (0x4020)
`I0:2`	%I offset 0、2 byte	`IGRP_PLC_RW_IB` (0x4000)
`Q0:1`	%Q offset 0	`IGRP_PLC_RW_QB` (0x4030)
`DB10:4`	DB10 offset 0	`IGRP_PLC_RW_DB` (0x4040)
`0x4020:0x10:4`	直接 indexGroup:indexOffset:length 指定	(そのまま)
`MAIN.fCounter:REAL`	シンボリック (ReadWrite + IGRP_GET_SYMHANDLE_BYNAME → キャッシュ)	(handle ベース)

: の後には byte 長、または BOOL / INT / DINT / REAL / LREAL / STRING などの TwinCAT 型キーワードを指定でき、 sizeOfTypeKeyword(...) が byte 長を決定します。

データエンコード / デコード

decode(byte[], data_type) / encode(value, data_type, hintLen) が little-endian で処理します:

`data_type`	byte	備考
Boolean / Bool	1	`data[0] != 0`
Byte	1	unsigned
Short / Int / Integer / Word	2	signed 16
UInt16	2	unsigned
Int32 / DWord	4	signed 32
UInt32	4	unsigned
Float / REAL	4	IEEE 754
Long / Int64 / LWord	8	signed
Double / LREAL	8	IEEE 754
String	N	UTF-8、NUL-terminated 処理

対応 / 非対応

✅ Memory area read/write (M / I / Q / DB)
✅ シンボル名 → handle (IGRP_GET_SYMHANDLE_BYNAME = 0xF003) → IGRP_RW_SYMVAL_BYHANDLE (0xF005)
✅ READ_STATE (ADS state + Device state)
❌ ADS Notification (購読)
❌ SUMUP (複数 read の 1 回 wrapping)
❌ ADS Secure / TLS

テストカバレッジ

test/java/plantpulse/driver/protocol/ads/

クラス	テスト数
`AdsAddressParseTest`	10
`AdsCodecTest`	11
`AdsReadTest`	5
`AdsResponseTest`	5
`AdsSpecComplianceTest`	23
`AdsWriteTest`	5
`AmsHeaderTest`	6
`AmsNetIdTest`	7
`AmsTcpHeaderTest`	7

合計 79 テスト。

参考

Beckhoff infosys: TwinCAT ADS / AMS over TCP wire format
コード: src/plantpulse/driver/protocol/ads/

概要​

クラス / 構造​

wire フォーマット概要​

OPC 登録オプション (options)​

タグアドレス形式​

データエンコード / デコード​

対応 / 非対応​

テストカバレッジ​

参考​

概要