Modbus RTU와 LS PLC의 궁합
LS PLC Modbus RTU는 간단한 구조·낮은 비용·높은 호환성 때문에 인버터, 온도컨트롤러, 유량계 등 이기종 장비를 빠르게 묶을 때 가장 먼저 검토되는 옵션입니다. 시리얼 기반 RS-485 멀티드롭을 활용하면 1대 마스터가 다수 슬레이브를 폴링하여 데이터를 주기적으로 수집·제어할 수 있습니다. 특히 LS PLC Modbus RTU는 태그 수가 많지 않고 주기 요구가 수십~수백 ms 수준인 라인에서 안정적으로 동작하며, 프로젝트 초기 비용을 낮추는 데 효과적입니다. 반면 초고속 주기·다량 태그 동시 전송이 필요하면 산업용 이더넷으로 확장하는 전략을 병행합니다. 핵심은 공정 요구(주기·지연·신뢰도)를 수치로 정의하고, 그 범위에서 LS PLC Modbus RTU 폴링 주기·프레임 길이·재시도 정책을 최적화하는 것입니다.
RS-485 배선 표준과 접지/차폐 요령
케이블 선택: 트위스트 페어 실드(Shielded Twisted Pair) 권장, 임피던스 120Ω급이 표준입니다. 장거리·EMI 환경에서는 굵은 심선과 낮은 커패시턴스 케이블을 선택하세요.
극성 표기: 장비마다 A/B 또는 D+/D- 표기가 달라 혼동이 잦습니다. 한 시스템 내에서는 일관되게 A↔A, B↔B로 배선하고, 통신이 불안하면 극성 스와프 테스트를 진행합니다.
종단·바이어스: 라인 양단에 120Ω 종단을 적용하고, 네트워크 한 지점에만 풀-업/풀-다운 바이어스 저항을 둡니다. 중복 바이어스는 아이들 레벨을 왜곡시켜 프레이밍 에러를 유발합니다.
차폐·접지: 실드는 한쪽 단에서만 접지를 기본값으로 하되, 현장 노이즈가 심하면 접지 전략을 재점검합니다. 통신선은 동력선과 분리 배치하고, 교차는 90°로 유지합니다.
이 기본기를 지키면 LS PLC Modbus RTU 타임아웃·CRC 에러 같은 간헐 장애를 대폭 줄일 수 있습니다.
주소/함수코드 설계: 홀딩·입력 레지스터 맵
Modbus는 슬레이브 ID(1~247), 함수코드, 시작 주소, 데이터 길이로 구성됩니다. 실무에서는 다음 네 가지를 가장 많이 사용합니다.
- FC03: 홀딩 레지스터 읽기(읽기 다건)
- FC06: 홀딩 레지스터 단일 쓰기
- FC16: 홀딩 레지스터 다건 쓰기
- FC04: 입력 레지스터 읽기(읽기 전용)
주소 표기 함정: 장치 매뉴얼의 주소가 0-based인지 1-based인지 반드시 확인하세요. 예를 들어 문서에 40001이 표기돼 있어도 실제 요청은 0x0000일 수 있습니다. 동일 장치 내부에서도 영역별 기준이 다를 수 있으므로, 프로젝트 시작 단계에 공통 주소 맵 문서를 만들어 LS PLC 내부 메모리(M/D 등)와 1:1로 매핑해 두는 것이 안전합니다. 또한 연속 블록으로 읽고/쓰도록 맵을 재배치하면 프레임 수가 줄어 폴링 주기 안정성이 좋아집니다. 이처럼 초기에 주소·데이터타입·스케일을 표준화하면 LS PLC Modbus RTU 운영 중 해석 오류를 크게 예방할 수 있습니다.
XG5000에서 LS PLC Modbus RTU 기본 설정 흐름
1) 포트/모듈 확인: CPU 내장 포트인지, 별도 시리얼 모듈(RS-485/422)인지부터 확정합니다. Baud rate, Parity, Stop bit, 응답 타임아웃, 재시도 횟수를 장치 스펙과 일치시킵니다.
2) 네트워크 토폴로지 등록: 슬레이브 ID 리스트와 각 노드의 시작 주소/길이를 표로 정리합니다. 연속 범위로 묶어 주기성 데이터와 **비주기성(설정/파라미터)**을 분리하세요.
3) 데이터 맵핑: 홀딩/입력 레지스터를 내부 메모리로 맵핑합니다(예: 인버터 주파수→D100~D101, 알람 코드→D120). 스케일(예: 0.1Hz, 0.01MPa)은 통일 규칙을 두고, 표시/HMI와 동일한 단위를 유지합니다.
4) 폴링 태스크 구성: 주기성 태그는 짧은 주기(예: 50~200ms)에 묶고, 설정/레시피 쓰기는 별도 태스크로 분리합니다. 이렇게 하면 LS PLC Modbus RTU가 큰 프레임을 송신하더라도 핵심 모니터링 주기를 방어할 수 있습니다.
5) 진단·로그: 통신 에러 카운터, 마지막 에러 코드, 마지막 성공 시각을 내부 태그로 남겨 HMI에서 즉시 확인하도록 합니다. 처음에는 1노드만 연결해 증분 테스트 후, 노드를 단계적으로 추가하는 것이 안정적입니다.
베스트 프랙티스 요약
- 연속 주소화로 프레임 수↓, 주기 안정성↑
- 타임아웃/재시도는 라인 길이·슬레이브 응답시간을 반영해 설정
- 바이어스·종단·차폐 3종 세트를 표준화 문서로 고정
- 주기성/비주기성 태그 분리로 제어 루프 지연 최소화
- 공통 주소 맵으로 팀 간 해석 기준 일원화
폴링 전략 최적화: 프레임 길이·간격·그룹화
프레임 길이 최적화
- 다건 읽기(FC03/FC04)는 연속 주소 50~120 레지스터 단위로 묶어 전송량 대비 효율을 높입니다. 장치에 따라 응답 패킷 최대 길이가 다르므로, 초기에는 보수적으로 40~60워드로 시작해 단계적으로 늘리며 LS PLC Modbus RTU 에러 카운터와 응답시간을 동시에 모니터링하세요.
폴링 간격/주기 분리
- 주기성 데이터(상태/모니터링)는 짧은 주기(50~200ms) 로 유지하고, 비주기성 데이터(파라미터/레시피)는 별도 태스크로 묶어 간헐 실행합니다. 이렇게 분리하면 LS PLC Modbus RTU에서 대형 프레임 전송 시에도 핵심 루프의 지연을 최소화할 수 있습니다.
노드 그룹화
- 응답이 느린 장치(온도컨트롤러, 무선 게이트웨이 등)와 빠른 장치(인버터, 고속 계량기)를 그룹으로 나눠 개별 폴링 리스트를 운용하세요. 그룹당 타임아웃/재시도 값을 차등 적용하면 총 주기를 안정화할 수 있습니다.
재시도·타임아웃
- 기본 가이드: 타임아웃은 왕복 시간의 3~5배, 재시도는 1~2회로 시작합니다. 타임아웃이 빈번히 발생하면 프레임 길이↓/간격↑/보레이트↑ 순으로 조정합니다. RS-485 라인 품질이 좋다면 보레이트를 38.4k/57.6k까지 올리는 것도 고려하세요.
성능 튜닝 파라미터 추천값(출발점)
| 항목 | 권장 시작값 | 비고 |
|---|---|---|
| 보레이트(baud) | 19200 또는 38400 | 라인 품질에 따라 상향 |
| 파리티/스톱비트 | E,1 또는 N,1 | 장치 통일 필수 |
| 타임아웃(ms) | 200~400 | 장거리·저속은 500~800 |
| 재시도 횟수 | 1~2 | 장애 시 0으로 두고 빠르게 fail도 전략 |
| 연속 읽기 길이 | 40~60워드 | 장치 최대 응답 고려 |
| 폴링 간격 | 50~200ms | 주기성 태그 전용 태스크 |
| 바이어스 저항 | 680Ω~1kΩ | 중복 금지(한 지점만) |
| 종단 저항 | 120Ω × 2 | 라인 양단 설치 |
위 값은 초기 기준점입니다. 현장 테스트 로그(성공/실패 비율, 왕복시간 평균/최댓값)를 근거로 LS PLC Modbus RTU 파라미터를 주기적으로 재튜닝하세요.
자주 겪는 오류와 해결 체크리스트
CRC 에러
- 증상: 간헐 데이터 깨짐, 재시도 후 성공.
- 조치: 실드 접지 한쪽만, 485 트렁크 길이 단축, 동력선과 분리. 커넥터 재압착/종단 저항 확인.
프레이밍/오버런
- 증상: 비정상 바이트 길이, 수신 버퍼 초과.
- 조치: 보레이트 하향 또는 간격 상향, 연속 읽기 길이 축소, 스파이크 노이즈 필터링(페라이트 코어).
슬레이브 ID 충돌
- 증상: 특정 노드 응답 불규칙.
- 조치: 현장 라벨과 문서 동기화, 한 노드씩 분리 시험 후 ID 재배정.
응답 지연/타임아웃
- 증상: 특정 명령만 늦음(예: 다건 쓰기).
- 조치: FC16을 FC06 반복으로 대체하여 프레임 길이 분할, 느린 장치를 별도 그룹으로 격리.
간헐 통신 두절
- 증상: 특정 시간대 집중 발생.
- 조치: 온도·노이즈 발생 이벤트와 상관분석(인버터 기동, 용접기, 고전력 부하 스위칭). 해당 시간대 폴링 간격을 임시 상향.
핵심: 전기적 품질(배선·접지·차폐)을 먼저 고정값으로 표준화하고, 그다음 소프트웨어 파라미터(타임아웃/프레임)를 미세 조정하면 LS PLC Modbus RTU 안정성이 급상승합니다.
예제: 인버터 파라미터 읽기/쓰기(FC03/FC06/FC16)
시나리오
- 슬레이브 ID=3의 인버터에서 출력 주파수(0.1Hz 단위) 를 읽고(Holding 40010), 가속 시간(초)을 쓴다(Holding 40020).
주소 맵(예시)
- 주파수 읽기: FC03, 시작 40010, 길이 1 → 내부 D100
- 가속 시간 쓰기: FC06, 주소 40020, 값 = 초 × 10 → 내부 D110
스케일 규칙
- 주파수(0.1Hz): 수신값 × 0.1 → HMI 표시.
- 시간(0.1s): HMI 입력 × 10 → 쓰기 값.
운용 팁
- 쓰기 전후로 에코 읽기(쓰기 확인용 FC03)를 수행해 파라미터 적용을 검증합니다.
- 다건 쓰기(FC16)는 유지보수 창에서만 실행하고, 주기성 폴링 영역과 분리합니다.
- 예외 응답(0x83/0x90 등)이 오면 마지막 정상 프레임/시간을 로그로 남겨 재현 경로를 확보하세요.
런칭 전·운영 중·장애 시 체크리스트
런칭 전
- 배선도/슬레이브 리스트/주소 맵 삼중 일치 확인
- 바이어스 저항 단일 지점 적용
- RS-485 종단 120Ω × 2, 실드 접지 한쪽
- LS PLC Modbus RTU 파라미터(baud/parity/timeout/retry) 문서화
- 1노드 증분 테스트 후 전체 연결
운영 중
- 에러 카운터·왕복시간 대시보드 시각화
- 월 1회 커넥터 토크 체크·러그 풀림 점검
- 펌웨어/파라미터 변경 이력 관리
장애 시
- 최근 변경(배선/접지/장치 추가) 추적
- 느린 노드 격리 → 기본 속도/길이로 후퇴
- 필요한 경우 프레임 캡처로 CRC/프레이밍 원인 규명
보안·유지보수 관점(시리얼이라도 중요!)
물리 보안: 제어반 잠금, 포트 접근 권한 분리.
변경 관리: 슬레이브 ID·주소 맵·스케일은 형상관리(Git/문서)로 버전 관리.
원격지원 대비: 시리얼-이더넷 게이트웨이 사용 시 포트포워딩 대신 VPN·허용목록 사용.
스페어 파츠: 커넥터·터미널·저항·케이블 릴 등 즉시 교체 가능 재고 확보.
HMI 연동 팁(표시·알람 동기화)
- HMI 주소 테이블은 PLC 내부 맵과 동일한 명칭 규칙을 사용(예: INV01_FREQ, INV01_ALM).
- 값 스케일은 HMI 스크립트에서 1차 변환(예: 123 → 12.3Hz).
- 통신 상태 태그(마지막 성공 시간, 실패 카운트)를 HMI 상단에 배지로 표시하면 LS PLC Modbus RTU 상태 가시성이 크게 향상됩니다.
FAQ
Q1. RS-485 분기점(스텁)은 어느 정도까지 허용되나요?
A. 가능한 한 버스 구조 + 짧은 스텁(수십 cm 이하) 를 권장합니다. 긴 분기는 반사/임피던스 불연속으로 에러율을 높입니다.
Q2. 0-based/1-based 혼동을 줄이는 방법은?
A. 장치 매뉴얼의 예제 프레임을 캡처해 요청/응답의 실제 주소(hex) 를 표준 문서로 고정하고, 맵 표기법을 프로젝트 전반에서 통일하세요.
Q3. 다건 쓰기(FC16)가 실패할 때 대안은?
A. 같은 영역을 FC06 반복으로 분할해 전송하면 안정성이 높아질 수 있습니다. 주기성 폴링과 시간대를 분리하는 것도 효과적입니다.
Q4. 보레이트를 올리면 항상 좋나요?
A. 라인 품질이 떨어지면 고속일수록 에러율↑ 입니다. 먼저 배선/접지/차폐를 표준화한 뒤 단계적으로 상향하세요.
Q5. 슬레이브 한 대만 주기적으로 타임아웃이 난다면?
A. 그 노드의 전원 리플, 접지 루프, 커넥터 접촉 불량이 의심됩니다. 별도 그룹으로 격리해 폴링 간격을 높이고 물리적 점검을 병행하세요.
결론: 표준화 문서와 가시화가 품질을 만든다
LS PLC Modbus RTU 프로젝트는 전기적 표준화(배선·접지·차폐·종단/바이어스) 와 논리적 표준화(주소 맵·스케일·명명 규칙) 가 성공의 핵심입니다. 초기에는 보수적인 프레임 길이·간격으로 시작해, 로그 기반으로 타임아웃/재시도/보레이트를 재튜닝하세요. 마지막으로, HMI에 상태/지연/에러 카운트 가시화를 얹으면 운영 안정성과 진단 속도가 눈에 띄게 개선됩니다.