산업용 라우터의 ModBus 프로토콜

1. 서론
Modbus는 마스터/슬레이브 또는 클라이언트/서버 아키텍처를 기반으로 하는 요청-응답 프로토콜입니다. 마스터-슬레이브 관계에서 통신은 쌍으로 이루어집니다. 장치는 요청을 시작하고 응답을 기다려야 합니다. 요청을 시작하는 장치(마스터)가 각 상호 작용을 시작합니다. 일반적으로 마스터 장치는 HMI 또는 SCADA 시스템이고, 슬레이브 장치는 센서, 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC) 또는 프로그래머블 자동화 컨트롤러(PAC)입니다. 표준 Modbus 네트워크에서는 마스터 장치 하나와 최대 247개의 슬레이브 장치가 있습니다. 각 슬레이브 장치는 1부터 247까지의 고유한 슬레이브 장치 주소를 갖습니다. 2. Modbus 프로토콜 상세 설명
현재 Modbus 프로토콜은 주로 직렬 및 이더넷에 사용됩니다. 직렬 연결의 경우 Modbus RTU와 Modbus ASCII로 구분되며, 데이터 및 프로토콜 세부 사항이 약간 다릅니다. 이더넷 연결의 경우 Modbus TCP가 사용됩니다.
2.1 Modbus 데이터 전송 모드
1) Modbus RTU는 직렬 통신에 사용되며, 프로토콜 통신에는 이진 데이터를 사용합니다. RTU 형식은 순환 중복 검사합(CRC)을 오류 검사 메커니즘으로 사용하여 데이터의 신뢰성을 보장합니다. Modbus RTU는 가장 일반적인 Modbus 구현 방식입니다. Modbus RTU 메시지는 문자 간 멈춤 없이 한 번에 하나씩 연속적으로 전송되어야 합니다. Modbus 메시지는 유휴(무음) 기간으로 구분됩니다.
2) Modbus ASCII는 프로토콜 통신에 ASCII 문자를 사용하는 직렬 통신에도 사용됩니다. ASCII 형식은 세로 중복 검사합계를 사용합니다. Modbus ASCII 메시지는 콜론(:)과 끝 줄 바꿈(CR/LF)으로 헤더와 푸터로 식별됩니다.
3) Modbus TCP는 Modbus에서 TCP/IP 네트워크 통신에 사용되며 포트 502에 연결됩니다. TCP/IP가 기본 계층에서 이미 체크섬 보호 기능을 제공하므로 체크섬을 계산할 필요가 없습니다.
2.2 Modbus ASCII, RTU, TCP의 차이점
Modbus RTU와 Modbus ASCII는 동일한 프로토콜을 사용합니다. 유일한 차이점은 전송된 바이트가 RTU에서는 이진으로, ASCII에서는 읽을 수 있는 텍스트로 표현된다는 것입니다. RTU 메시지에는 텍스트 시작 플래그가 없으며, 통신 수신자는 '조용한' 시간을 사용하여 새 메시지의 시작을 결정하는 반면, ASCII에는 텍스트 시작 플래그가 있다는 점에 유의하십시오. 이진 메시지는 ASCII보다 짧기 때문에 이론적으로 RTU는 ASCII보다 송수신 속도가 더 빠릅니다.
Modbus TCP는 기본적으로 이더넷 TCP/IP를 통해 전송되는 Modbus RTU 프로토콜로 이해될 수 있습니다. Modbus 데이터 구조는 TCP/IP 프로토콜의 애플리케이션 계층을 사용하여 정의됩니다. TCP 프로토콜은 데이터가 올바르게 송수신되는지 확인하는 데 사용되는 반면, IP 프로토콜은 주소 및 라우팅 정보를 포함합니다. Modbus TCP 명령은 TCP/IP 프로토콜을 통해 전송됩니다. Modbus RTU 명령은 전송을 위해 패키징됩니다. Modbus TCP의 장점은 일반적인 이더넷 장치를 사용할 수 있다는 것입니다.
3. Jincan 네트워크 장비의 ModBus 애플리케이션
Jincan Network DTU, RTU 및 산업용 라우터 장치는 ModBus 프로토콜을 지원하여 센서 또는 장치 데이터를 수집하고 5G/4G 통신 네트워크를 통해 원격 서버에 업로드하며 패스스루 및 프로토콜 변환을 지원합니다.