Modbus 통신이 안 되면 배선, 종단, 설정 순서로 점검하세요. RS-485는 한 줄로 이어지는 데이지 체인으로 배선하고, 종단저항은 버스 양 끝에만 답니다. 모든 장치의 통신속도·패리티·정지 비트를 같게 맞추고, 슬레이브 주소는 1~247 범위에서 중복 없이 지정해야 합니다.
이 가이드는 2012년에 설립되어 산업용 디스플레이, 임베디드 보드, HMI 패널, 산업용 게이트웨이, 엣지 AI 컴퓨터를 설계·생산하는 제조사 Beijing Huamei Xuntong Technology Co., Ltd. (TouchVision)의 엔지니어링 팀이 작성했습니다.
핵심 요약
- RS-485는 데이지 체인으로 배선하고, 분기선은 20m 이하로 짧게 유지합니다.
- 종단저항은 버스 양 끝 두 곳에만 달며, 전원 차단 후 A-B 사이가 약 60Ω이면 정상입니다.
- 모든 장치의 통신속도·패리티·정지 비트를 같게 하고 슬레이브 주소는 1~247에서 중복 없이 지정합니다.
- Modbus 사양의 기본값은 19200bps, 짝수 패리티이며, 패리티 없음일 때는 정지 비트 2를 사용합니다.
- 데이터를 클라우드로 보낼 때는 게이트웨이가 유일한 마스터가 되어 MQTT나 OPC UA로 전송하는 구성이 가장 간단합니다.
Modbus 통신은 어떻게 동작하나요?
Modbus 통신은 마스터(클라이언트) 한 대가 요청을 보내고, 주소가 맞는 슬레이브(서버) 한 대만 응답하는 단순한 요청·응답 방식입니다. 공장 현장에서는 RS-485 직렬 회선 위의 Modbus RTU와, 이더넷 위의 Modbus TCP가 가장 많이 쓰입니다.
- Modbus RTU: RS-485 두 선(A/B 또는 D0/D1) 위에서 바이너리 프레임을 주고받습니다. 슬레이브 주소는 1~247이며, 0은 응답 없는 브로드캐스트용입니다.
- Modbus TCP: 같은 데이터 모델을 이더넷으로 보내며, IP 주소로 장치를 구분합니다. 기본 포트는 502입니다.
국내 스마트공장 구축 현장에서도 인버터, 전력량계, 온도 조절기, PLC가 대부분 Modbus RTU를 지원하기 때문에, 데이터 수집의 첫 단계는 결국 RS-485 배선과 설정을 제대로 하는 일입니다.
RS-485 배선은 어떻게 해야 하나요?
RS-485는 한 가닥의 간선(트렁크)을 따라 장치를 차례로 잇는 데이지 체인으로 배선해야 하며, 별 모양(스타) 분기는 피해야 합니다. Modbus 직렬 회선 사양(Modbus over Serial Line V1.02)이 정한 기본 규칙은 다음과 같습니다.
- 장치 수: 리피터 없이 32대까지는 항상 허용됩니다. 그 이상은 각 장치의 부하(Unit Load) 사양을 확인하거나 리피터를 둡니다.
- 길이: 9600bps 이하, AWG26 이상 굵기의 케이블이면 간선 최대 길이는 1000m입니다. 통신속도를 올리면 허용 길이는 짧아집니다.
- 분기선: 간선에서 장치로 빠지는 분기선은 20m를 넘지 않게 짧게 유지합니다.
- 극성: 모든 장치의 A는 A끼리, B는 B끼리 연결합니다. 제조사마다 A/B와 +/− 표기가 반대인 경우가 있으니 설명서를 확인하세요.
- 공통선과 쉴드 접지: 신호 공통선(Common)은 버스 전체에서 한 점, 보통 마스터 쪽에서 보호 접지에 연결합니다. 쉴드도 한쪽에서만 접지해 접지 루프를 만들지 않습니다.
케이블은 특성 임피던스가 120Ω 안팎인 RS-485용 꼬임쌍선(트위스트 페어)에 쉴드가 있는 제품을 쓰고, 동력선과는 가능한 한 떨어뜨려 포설합니다.
종단저항과 바이어스 저항은 어디에 달아야 하나요?
종단저항은 버스의 물리적인 양 끝 두 곳에만 A-B 사이에 연결하고, 중간 장치나 분기선에는 달지 않습니다. Modbus 사양은 150Ω(0.5W) 저항, 또는 바이어스가 필요한 경우 120Ω(0.25W) 저항에 1nF 커패시터를 직렬로 연결한 방식을 제시합니다. 실무에서는 장치에 내장된 120Ω 종단 스위치를 양 끝 장치에서만 켜는 경우가 많습니다.
- 저항값 확인법: 전원을 모두 끈 상태에서 A-B 사이 저항을 재면, 120Ω 두 개가 정상적으로 달린 버스는 약 60Ω이 나옵니다. 120Ω에 가까우면 한쪽이 빠진 것이고, 40Ω 이하라면 중간에 종단이 더 달린 것입니다.
- 바이어스(극성) 저항: 통신이 없는 동안 선로가 떠서 잡음을 받지 않도록, 필요한 경우 버스 전체에 한 쌍만 풀업·풀다운 저항을 답니다. 사양이 권장하는 값은 450~650Ω입니다.
- 짧은 배선: 수 미터 수준의 짧은 연결은 종단저항 없이도 동작하는 경우가 있지만, 거리가 길거나 오류가 나면 양 끝 종단부터 확인하세요.
통신속도, 패리티, 슬레이브 주소는 어떻게 설정하나요?
버스에 연결된 모든 장치는 통신속도, 데이터 비트, 패리티, 정지 비트가 완전히 같아야 하고, 슬레이브 주소는 서로 달라야 합니다.
- 통신속도: Modbus 사양은 9600bps와 19200bps 지원을 요구하며 기본값은 19200bps입니다. 현장 장비는 9600bps가 기본인 경우도 많으니 하나로 통일합니다.
- 패리티와 정지 비트: 기본은 짝수(Even) 패리티입니다. 패리티 없음(None)을 쓸 때는 정지 비트를 2로 설정해 프레임 길이를 맞추도록 사양이 요구합니다.
- 슬레이브 주소: 1~247 범위에서 장치마다 고유하게 지정하고, 배선도에 주소를 함께 적어 둡니다.
- 레지스터 주소: 설명서의 40001 같은 표기는 프로토콜상 0번 주소인 경우가 많습니다. 값이 한 칸씩 밀려 보이면 0 기준과 1 기준 오프셋 차이를 의심하세요.
Modbus 통신 오류는 어떤 순서로 점검하나요?
증상별로 원인을 좁히면 대부분의 Modbus 통신 문제는 현장에서 바로 해결됩니다.
| 증상 | 의심 원인 | 점검 방법 |
|---|---|---|
| 모든 장치 응답 없음(타임아웃) | A/B 극성 반대, 통신속도·패리티 불일치, 마스터 포트 설정 오류 | 한 장치만 연결해 극성과 설정을 확인한 뒤 하나씩 추가 |
| 특정 장치만 응답 없음 | 슬레이브 주소 중복 또는 오입력, 해당 장치 설정 차이 | 장치 주소와 통신 파라미터를 표로 정리해 대조 |
| 간헐적인 CRC 오류 | 종단저항 누락·과다, 긴 분기선, 동력선 근접, 쉴드 접지 불량 | 전원 차단 후 A-B 저항 측정(약 60Ω), 배선 경로 점검 |
| 통신 없을 때 쓰레기 값·오동작 | 바이어스 저항 없음으로 선로가 떠 있음 | 바이어스 기능이 있는 장치에서 한 쌍만 활성화 |
| 값이 한 칸 밀리거나 비정상 | 레지스터 주소 오프셋, 데이터 형식(32비트 워드 순서) 불일치 | 0/1 기준 주소와 워드 순서 설정 확인 |
| 장치를 늘리자 오류 증가 | 폴링 주기 과다, 응답 지연, 32대 초과 부하 | 폴링 주기와 타임아웃 조정, 리피터 검토 |
Modbus 데이터를 MQTT나 클라우드로 보내려면?
현장 장치를 바꾸지 않고 데이터를 MES나 클라우드로 보내려면, RS-485 버스의 마스터 역할을 산업용 게이트웨이가 맡고 수집한 값을 MQTT나 OPC UA로 올리는 구성이 가장 간단합니다. 이때 게이트웨이가 버스의 유일한 마스터가 되도록 기존 HMI나 PLC의 폴링과 겹치지 않게 설계해야 합니다.
- TV-IS013: Arm Cortex-A7(STM32MP135), RS-485 2포트, CAN 1포트, 기가비트 이더넷 2포트, 4G·Wi-Fi, Modbus·MQTT·OPC UA·HTTP 지원, 5V DC 입력, -20~70°C, 전체 금속 외함.
- TV-W-GYWG: RS-485 2포트(600bps~230.4kbps), CAN 2포트(J1939), 4~20mA 아날로그 입력 2개, Modbus RTU·Modbus TCP, TCP 서버 최대 16 클라이언트, 18~36V DC, -25~85°C.
- HMaker: Linux·Windows용 SCADA/HMI 소프트웨어로 Modbus, CANopen, MQTT를 지원하며 단독, 클라이언트/서버, 이중화 구성이 가능합니다.
- TV-IN17P-MINI: RS-485 2포트와 이더넷을 갖춘 17인치 임베디드 패널 PC(24V DC)로, 현장 HMI와 Modbus 마스터를 한 대로 구성할 때 씁니다.
게이트웨이 전체 라인업은 산업용 IoT 게이트웨이, 적용 분야는 산업 자동화와 에너지·전력 자동화 페이지에서 확인할 수 있습니다.
보안과 국내 인증은 무엇을 챙겨야 하나요?
Modbus 자체에는 인증이나 암호화 기능이 없으므로, 제어망을 사무망과 분리하고 게이트웨이를 통해 필요한 데이터만 바깥으로 내보내는 구성이 기본입니다. Modbus TCP 포트(502)를 인터넷에 직접 열지 말고, 게이트웨이에서 바깥으로 나가는 MQTT 연결만 허용하는 방식을 권장합니다.
4G나 Wi-Fi 모듈이 들어간 게이트웨이를 국내에서 판매·설치하려면 전파법에 따른 방송통신기자재 적합성평가 대상인지 확인해야 하며, 보통 국내 판매 주체(수입사 또는 완성품 제조사)가 신청합니다. 해외 CE 시험 자료는 참고가 될 뿐 적합성평가를 대신하지 않습니다.
Modbus 통신 현장 점검 체크리스트
시운전 전에 아래 항목을 한 번에 확인하면 대부분의 통신 장애를 예방할 수 있습니다.
- 데이지 체인 배선 여부와 분기선 길이(20m 이하)
- A/B 극성 표기와 실제 결선 일치
- 종단저항이 양 끝 두 곳에만 있는지(전원 차단 후 A-B 약 60Ω)
- 바이어스 저항은 버스 전체에 한 쌍만
- 공통선과 쉴드 접지는 한 점에서만
- 모든 장치의 통신속도·패리티·정지 비트 일치
- 슬레이브 주소 중복 없음, 주소표 작성
- 레지스터 주소 기준(0/1)과 데이터 형식 확인
- 마스터가 하나뿐인지, 폴링 주기와 타임아웃이 적절한지
- 게이트웨이 무선 모듈의 적합성평가 여부
TouchVision 소개. TouchVision은 2012년부터 산업용 터치 디스플레이, 임베디드 보드, 패널 PC, IoT 게이트웨이, 엣지 AI 컴퓨터를 표준 모델부터 OEM/ODM 프로젝트까지 설계·제조해 왔습니다. 표준 제품은 납품일로부터 3년 보증이 적용됩니다. 맞춤 개발은 TouchVision OEM/ODM 사이트의 맞춤형 산업용 IoT 게이트웨이 페이지를 참고하시거나 회사 소개를 확인해 주세요.
자주 묻는 질문
Modbus 통신이 갑자기 안 될 때 가장 먼저 무엇을 확인하나요?
A/B 극성, 통신속도와 패리티 일치, 슬레이브 주소 중복을 먼저 확인하세요. 그다음 전원을 끄고 A-B 사이 저항을 재서 종단저항이 양 끝에만 있는지 봅니다.
RS-485 종단저항은 모든 장치에 달아야 하나요?
아닙니다. 종단저항은 버스의 물리적인 양 끝 두 곳에만 답니다. 중간 장치에 종단을 더 달면 신호가 약해져 오히려 오류가 늘어납니다.
Modbus RTU에 장치를 몇 대까지 연결할 수 있나요?
주소는 1~247까지 쓸 수 있지만, 리피터 없이 항상 허용되는 장치 수는 32대입니다. 그 이상은 장치의 부하 사양을 확인하거나 리피터를 사용합니다.
Modbus RTU와 Modbus TCP는 어떻게 다른가요?
Modbus RTU는 RS-485 같은 직렬 회선에서 슬레이브 주소로 장치를 구분하고, Modbus TCP는 이더넷에서 IP 주소와 포트 502로 통신합니다. 데이터 모델은 같아서 게이트웨이로 쉽게 변환할 수 있습니다.
Modbus 데이터를 MQTT로 보내려면 무엇이 필요한가요?
RS-485 버스를 폴링해 값을 읽고 MQTT로 발행하는 산업용 게이트웨이가 필요합니다. TouchVision TV-IS013은 RS-485 2포트와 Modbus·MQTT·OPC UA를 지원합니다.