본문 바로가기
RSKOREA 라인업/기타측정기

무선통신 하드웨어 FIX-AP RS485 MODBUS RTU 타사 장비 연결 테스트

by 주식회사 알에스코리아 2024. 12. 27.

안녕하십니까 알에스코리아 기술영업부 정필승 과장입니다.

예상한대로 가을은 짧았습니다. 어제 저녁엔 산책엔 롱패딩을 입고 다니는 사람들을 볼 수 있었습니다. 그리고 오늘 출근하니 반팔을 입은 직원들이 보입니다. 혼란스럽습니다.

클라우드 시스템과 하드웨어 개발의 첫 삽이었던 2023년 3월 미팅 이후로 많은 시간이 흘러 우리의 FIX-AP 는 다양한 산업현장에 접목되어 사용되고 있습니다.

최초의 개발 방향성은 누차 이야기 하지만 다음과 같습니다.

'어떤 통신 환경에서든, 어떤 장비든 연결하여 IOT 화 한다'

슬로건에 걸맞게 FIX-AP 는 다양한 통신 지원과 다양한 장비를 연결할 수 있게끔 개발되어있습니다.

  • 2.4gHz WIFI 통신
  • LAN (고정 IP 사용시 협의 필요)
  • RF 주파수 송수신 (직경 1.4km)

그리고 최근 LTE 유심 라우터를 이용한 장비연결한 제품도 출고되었습니다. 연결할 수 있는 장비는 기본적으로 알에스코리아 설치형 주력 제품인 FIX-800 를 RS485 신호를 통하여 16EA 의 연결과 범용적으로 사용하는 4-20ma 신호를 6EA 동시 연결 하여 총 22EA 장비를 한번에 연결 할 수 있는 장비입니다.

사실 IOT 화 하는 장비는 너무나도 많습니다. 여러 장비들을 확인하고 분석하면서 느꼈던 부족한 부분들을 모두 담으려 노력한 것이 FIX-AP 입니다. 오늘은 그 중에서도 RS 485 통신 방식에 대한 이야기를 하고자 합니다.

RS485 통신이란?


애석하게도 저의 실력으론 통신관련된 자세한 이야기를 드릴 수 없습니다. 통신을 이해하기 위해선 컴퓨터의 구조까지도 이해가 필요한 부분이더라구요, 공부를 해보려 하다가 실패했습니다.

RS485 는 하나의 통신 규약입니다. 관련 종사자나 설치형 트랜스미터를 취급하는 저희 업계 분들은 많이 들어보셨을거에요 RS-232 RS-422 통신 방식이 가지고 있던 1:1 통신의 한계를 개선한 통신 방식이라고만 알고있습니다.

MODBUS RTU 란?


RS485 라는 것이 언어의 한 종류라면, MODBUS 라는 것은 그 언어를 사용하는 방식에 대한 약속입니다.

즉 RS232 MODBUS 도 있을 수 있고 RS422 MODBUS 도 있을 수 있습니다.

MODBUS 라는 약속이 있어야지 마스터와 슬레이브를 사용함에 있어 매번 송수신 프로그램을 짜는 것이 아니라 MODBUS 라는 틀 안에서 서로 대화를 주고 받자는 의미로 이해하시면 됩니다.

모드버스는 크게는 3가지, 산업현장에선 보통 두가지를 만날 수 있습니다. 그것이

MODBUS RTU

MODBUS ASCII 입니다.

정말 간단하게 제가 기억하는 방식으로 기억하자면 RTU 는 숫자로만 이야기하고 ASCII 는 글자까지 지원합니다. 아스키코드를 통해 문자를 숫차로 치환하여 전달을 합니다. 물론 더 다양한 표현을 할 수 있지만 그만큼 다루기 어렵겠죠.

FIX AP 는 RS485 MODBUS RTU 방식을 사용합니다.

  • ADDRESS : 8bits 즉 1byte 는 16진수로 표현되는 00~FF 까지의 254 개의 숫자입니다. 대부분의 트랜스 미터에서는 이 통신 주소를 설정할 수 있습니다.
  • FUNCTION CODE : MASTER 에서 SLAVE 로 내릴 지시사항입니다. 만약에 슬레이브를 조작하고 싶다면쓰기 함수값을 넣을 것이고 슬레이브의 현재 값을 얻어오고 싶다면 읽기 코드를 사용할 것입니다.
  • DATA : 현재 농도, 현재 날짜, 경보 상태 등 실제로 수행할 업무에 대한 내용입니다. 각각의 기능이 레지스터 주소에 기록이 되어있으며, 제품 메뉴얼을 참고할 수 있습니다. 가지고 있는 데이타 양에 따라 1바이트 이거나 2바이트 입니다. 가령 실시간 농도를 물어보는 레지스트 주소가 0001 이면 해당 레지스트는 두자리를 차지하는 정보이기 때문에 00 01 00 02 로 표현됩니다.
  • CRC : 에러 체크를 위한 2바이트의 값이며 어떻게 만들어지는지 저는 모르겠습니다.

자 이렇게 두니까 조금 햇갈리실 것 같아서 FIX800 의 예문을 들어보겠습니다.

01 03 01 4e 00 02 xx xx

위의 예문은 fix800 01번 제품에게 03 번 읽어오기를 합니다. 01 4e 일번센서의 실시간 농도값을 00 02 해당 레지트는 2바이트이며 소숫점 방식입니다.

그럼 답변이 돌아옵니다.

01 03 04 00 00 00 00

1번 장비에서 03 읽어온 값은 다음 04 자리이다. 값은 00 00 00 00 이다 란 의미입니다.

가능한 쉽게 설명드리려고 했는데 조금 이해가 되실까요?

FIX-AP 와 MODBUS RTU


FIX-AP 는 당연히 알에스코리아 자체 제품인 만큼 FIX 800 에서 나오는 정보는 프로토콜 선택에서 FIX800 을 선택하면 자동적으로 FIX800 의 프로토콜을 장비가 인식하여 정보를 클라우드 서비스로 올립니다.

다른 장비를 연결하기 위해선 프로토콜을 타사 장비로 선택을 하고 대답을 불러올 레지스트를 입력하면 됩니다.

1. 순번

순번은 해당 장비가 16대 장착이 가능한 FIX-AP 에서 몇번째 장비에 연결 시킬지를 선택하면 됩니다. 장비를 연결할 때는 반드시 1~16을 순차적으로 입력해주셔야 합니다.

2. 어드레스

어드레스는 FIX-AP 에 연결할 타사 브랜드 의 통신 장비 아이디입니다. 간혹 장비 번호가 고정되어있는 경우가 있는데 그경우 고정되어있는 장비 번호를 연결하면 됩니다. 다만 같은 장비번호가 겹치지 않도록 주의하세요.

3. 센서번호

FIX-AP 는 한 장비당 5가지 센서를 한번에 지원합니다. 물론 장비에 따라서 100가지도 넘는 정보를 주는 장비들고 있지만, 타사 장비를 위해 너무나 많은 슬롯을 열어놓을 순 없습니다.

센서번호는 원하는 정보를 5개의 슬롯 중 어느 위치에 배치할 것이냐를 선택합니다. 해당 장비의 경보값이나 알람 방식을 모두 불러올 순 없습니다. 장비다나 레지스트 번지가 다르니까요 직접 경보방식과 수치를 입력해주시면 됩니다. 그다음 보여줄 소수점을 직접 선택하고, 플로트 방식인지 정수 방식인지를 선택합니다.

장비에 따라서 4바이트로 나오는 정보를 해석하는 방식이 다릅니다.

4. 시작번지

원하는 값을 불러올 값을 입력합니다. 설명드리자면 장비에 무엇을 물어볼 것이냐 이죠. 오늘 테스트 할 장비는 4CH 데이터 로거입니다.

데이터 로거의 동작값은 단순합니다. 1번채널의 값을 가져와라는 0001이고 2번채널의 값을 가져와라는 0003 이고 3번 채널의 값을 가져와라는 0005 입니다. 여기서 필요한 번지를 입력해주시면 됩니다.

5. 정리

FIX 800 외 다른 485 모드버스 RTU 를 사용하는 장비를 AP에 입력하는 예시를 적어드릴게요

순번 01 : FIX-AP 1번자리에

어드레스 01 : 타사 485 장비 의 통신 주소

센서번호 01 : 총 5개의 슬롯 중 어디에 배치시킬것이냐

시작번지 0001: 해당 장비의 프로토콜에서 0001 번지에 위치한 정보를 불러온다.

01 01 01 0001 만 입력해주면 타사 장비의 통신이 들어옵니다. 그 결과물입니다.

 
 

이렇게 FIX AP 는 진정한 범용적 사용을 하기 위한 만반의 준비가 되어있습니다.

정리 및 주의 사항


가독성을 위해서 사설을 줄이겠습니다.

  1. FIX-AP 는 RS485 MODBUS RTU 를 출력하는 장비 16대를 브랜드 상관 없이 연결할 수 있다.
  2. 하나의 타사 장비에 5가지 정보를 담을 수 있다.
  3. 즉 하나의 FIX-AP 에 16*5 = 80 개의 센서 정보와 + 4-20ma 6CH 의 정보를 넣을 수 있다.
  4. 통신규격 양식은 다음과 같다.
    1. 전송속도 9600bps
    2. 데이터 비트 : 8 비트
    3. 정지비트 : 1비트
    4. 패러티비트 : NONE
    5. 레지스트 길이 : 2바이트
  5. 즉 싱글레지스트 타입의 센서는 적용되지 않는다.

위의 내용만 따르면 어려움 없이 다른 브랜드의 장비를 FIX-AP에 연결하여 사용하실 수 있습니다. 조금 과장된 표현으로 완전 범용을 이야기 했지만, 너무나도 다양한 센서와 통신 방식을 모두 커스터마이징 해서 연결하는 것은 불가능에 가깝습니다. 그러나 오랜기간 업계의 여러 제품들을 취급하고 다루며 가장 공통적으로 사용하는 핵심부분이 가능하게끔 노력했습니다.

이미 가스측정기 외에 다양한 분야의 제품이 적용되고 있는 FIX-AP와 모니터링 시스템 DCMS 의 발전을 기대해주세요. 감사합니다.