이 가이드에서는 가장 진보된 Modbus 리더 프로그램인 **Serial Port Monitor**를 사용하여 Modbus 데이터를 읽고 기록하는 방법을 알려드립니다. 로컬 장치 네트워크에 Modbus 표준을 통합하려는 경우나 Modbus를 자주 사용하는 사용자라면 이 튜토리얼이 매우 유용할 것입니다.
목차
- Modbus 리더 소프트웨어
- Modbus란?
Modbus 리더 소프트웨어
Serial Port Monitor는 Modbus RTU 및 ASCII 프로토콜 데이터를 디코딩하고 읽고 기록할 수 있도록 설계된 전문 RS485 Modbus 리더 및 데이터 로거 유틸리티입니다.
이 소프트웨어를 통해 Modbus 네트워크 내에서 통신하는 직렬 장치의 입‧출력 트래픽을 읽고 분석하는 방법을 알 수 있습니다. 이 앱은 RS232, RS422, RS485를 포함한 모든 직렬 포트를 지원합니다.
이 프로그램은 직렬 애플리케이션 및 하드웨어의 개발자, 테스터 및 Modbus 기반 장비와 소프트웨어를 다루는 모든 전문가를 대상으로 합니다. 직렬 인터페이스를 통해 장치에서 보내거나 받은 메시지를 해석하거나 파싱하는 데 도움이 됩니다.
Serial Port Monitor의 가장 큰 장점 중 하나는 캡처된 데이터를 **편리하고 읽기 쉬운 형식으로 보여주는 기능**입니다. 이 앱은 Table 뷰, Dump 뷰, Line 뷰, Terminal 뷰의 네 가지 데이터 시각화 모드를 제공합니다. 데이터를 어떤 방식으로 볼지는 여러분이 선택할 수 있으며, 여러 뷰어를 동시에 활성화할 수도 있습니다.
또한 Serial Port Monitor는 **고급 검색 및 필터링 옵션**과 텍스트 명령 실행이 가능한 **터미널 모드**를 내장하고 있어 분석 작업에 유용합니다.
Modbus 데이터를 어떻게 읽을까요?
다음은 이 전용 앱으로 Modbus 데이터를 읽는 구체적인 순서입니다:
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1.
먼저 Serial Port Monitor를 다운로드하고 PC에 설치합니다.
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2.
앱을 실행한 후 메뉴에서 “Session > New session(세션 > 새 세션)”을 선택하여 Modbus 메시지 기록을 시작하세요.
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3.
나타나는 “New monitoring session(새 모니터링 세션)” 창에서 세션 동안 기록할 직렬 데이터를 표시할 보기 모드를 선택합니다.
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4.
Modbus 데이터를 읽을 것이므로 다음 단계에서는 Modbus 뷰를 활성화합니다. 이 뷰는 시스템의 COM 포트를 통해 전송된 Modbus 데이터를 표시합니다.
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5.
필요에 따라 “Start monitoring now(지금 모니터링 시작)” 및 “Start in new window(새 창에서 시작)” 옵션을 선택할 수 있습니다.
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6.
이제 어떤 이벤트를 캡처할지 선택합니다: Create/Close, Read/Write, Device Control.
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7.
마지막으로 “Start monitoring(모니터링 시작)” 버튼을 클릭하면 Modbus 데이터 읽기 세션이 활성화됩니다. Modbus 데이터 수집이 시작됩니다.
이제 Modbus 뷰의 설정에서 필요한 구성 옵션을 정할 수 있습니다. 먼저 “Session > Preferences(세션 > 환경 설정)”로 이동하여 날짜/시간, 헤더, 구조, 상세 정보, 체크섬, 오류 등의 색상을 선택하세요. 여기에서 Modbus 데이터를 Modbus RTU 또는 Modbus ASCII 형식으로 읽을지 선택할 수 있습니다.
Modbus란?
Modbus는 전자 장비 간 직렬 채널을 통해 데이터를 전송하기 위한 직렬 통신 프로토콜입니다. 표준 Modbus 통신은 하나의 장치(Modbus 마스터)가 다른 장치(Modbus 슬레이브)에 데이터를 쓰거나 요청하도록 설계되어 있습니다. 일반적으로 하나의 마스터와 최대 247개의 슬레이브가 Modbus 네트워크에 연결됩니다. 이 프로토콜은 데이터 전송을 위해 RS-485, RS-422, RS-232 인터페이스와 이더넷 TCP/IP 네트워크(Modbus TCP)를 사용합니다.
어떻게 작동하나요?
앞서 설명했듯이 Modbus 데이터는 두 개의 COM 기반 장치를 연결하는 직렬 채널을 통해 전송될 수 있습니다. 이들은 표준 직렬 케이블을 통해 1과 0(데이터 비트)의 연속으로 정보를 교환합니다. 각 비트는 전압으로 전달됩니다. Modbus 연결은 비교적 빠르며 일반적인 전송 속도는 9600 보드입니다. 데이터는 바이트라 불리는 8비트 블록으로 전송되며, 각 바이트는 00부터 FF까지의 256가지 문자 쌍 중 하나로 표현됩니다.
어디에 사용되나요?
전통적으로 Modbus는 산업 현장에서 제어 장치와 중앙 데이터 수집 시스템 간의 데이터 전송에 널리 사용됩니다. 예를 들어 습도나 온도를 측정하는 센서가 결과를 상위 컴퓨터로 전달할 수 있습니다. 또한 Modbus는 SCADA(감시 제어 및 데이터 수집) 시스템에서 제어 컴퓨터와 원격 단말 장치(RTU)를 연결하는 데에도 사용됩니다. Modbus에는 직렬 통신(Modbus RTU 및 Modbus ASCII)과 이더넷(Modbus TCP)용 프로토콜 버전이 있습니다.
Modbus 데이터 무결성
산업 자동화 및 계측 시스템에서는 데이터 무결성 유지가 매우 중요합니다. 센서 측정값은 변경 없이 제어기에 도달해야 하며, 제어기가 Modbus 장치에 보내는 구성값 역시 온전하게 전달돼야 합니다.
전송 중 데이터 손상은 심각한 오류를 초래할 수 있습니다. 예를 들어 온도 센서가 24°C를 측정했지만 비트 오류로 인해 전송 값이 18°C로 변하면 시스템이 잘못된 반응을 보일 수 있습니다.
이러한 문제를 방지하기 위해 Modbus 프레임에는 **체크섬(checksum)**이 포함됩니다. 이 2바이트 체크섬은 장치 ID와 PDU의 각 바이트를 기준으로 계산되어 Modbus 메시지에 추가됩니다. Modbus 프레임이 수신되면, 장치는 체크섬을 재계산하여 전송된 값과 비교합니다. 불일치가 있을 경우 손상된 데이터 패킷은 폐기됩니다.
Modbus 거리 및 속도
Modbus는 RS232, RS485 또는 이더넷 케이블을 통해 작동할 수 있으며, 각각 다른 거리 및 속도 제한을 갖습니다. 예를 들어 RS232는 일반적으로 9600 보드에서 최대 약 15미터(50피트)까지 지원합니다.
대부분 설치에서는 RS485를 사용하며, 이 경우 최대 약 1200미터(4000피트) 거리에서 115,200 보드까지 지원합니다. 반면 이더넷은 네트워크 스위치 속도에 따라 일반적으로 약 100미터까지 사용할 수 있습니다.
Modbus RS-485는 이론적으로 115,200 보드 속도를 지원하지만, 실제 응용에서는 19,200 보드를 초과하는 경우가 드뭅니다. 높은 전송 속도가 필요한 경우는 많지 않으며, 많은 슬레이브 장치가 극한 속도를 처리하도록 설계되어 있지 않기 때문입니다.
