[241022] Modbus RTU vs Modbus TCP/IP

 

Modbus RTU 대 Modbus TCP/IP

Modbus RTU와 Modbus TCP/IP의 본질은 Modbus 프로토콜이며, 모두 Modbus 레지스터 주소로 데이터를 교환합니다. 하지만 그 둘의 차이점은 무엇일까요? 오늘은 다음과 같은 측면에서 논의해 보겠습니다.

 

1. 개념

 

Modbus 는 표준 산업용 제어 데이터 교환 프로토콜로, RTU, ASCII 및 TCP/IP에서 프로토콜 데이터의 상호 전송에 사용할 수 있습니다. RTU (Remote Terminal Unit)는 RS-485와 같은 직렬 통신을 통해 바이너리 형태로 데이터를 직접 전송하여 높은 효율성과 낮은 오버헤드를 제공합니다. ASCII 모드는 각 데이터 바이트를 두 개의 ASCII 문자로 변환하여 사람이 읽기 쉽도록 하지만 효율성이 떨어집니다. 반면 Modbus TCP는 TCP/IP 네트워크를 통해 전송하기 위해 Modbus 프로토콜 데이터를 TCP 패킷에 포함합니다.

 

2. 통신 모드

 

이더넷과 해당 통신 모드는 Modbus TCP입니다. 유선 RS-232, RS-422, RS-485, 광섬유, 무선 등 다양한 매체를 활용할 수 있는 비동기 직렬 전송은 Modbus RTU 또는 Modbus ASCII에 해당합니다. Modicon의 독점 시스템에서 사용되는 고속 토큰 전달 네트워크는 Modbus PLUS에 해당합니다.

 

3. 프로토콜 캡슐화

 

Modbus RTU 프로토콜과 비교했을 때, Modbus TCP 프로토콜은 RTU 프로토콜에 MBAP (Modbus Application Protocol) 헤더를 추가합니다. TCP는 신뢰할 수 있는 연결 서비스를 기반으로 하기 때문에 RTU에서 오류 감지를 위해 사용되는 CRC 검사 코드는 Modbus TCP에서 더 이상 필요하지 않습니다. 따라서 Modbus TCP에는 CRC 검사 코드가 포함되지 않습니다.

 

이 차이점을 설명하는 일반적인 방법은 Modbus TCP가 기본적으로 Modbus RTU 프로토콜이며, 앞에 MBAP 헤더가 추가되어 있고 끝부분에서 두 개의 CRC 검사 코드 바이트가 제거되었다는 것입니다 .

 

4. 커뮤니케이션에서의 역할

 

Modbus RTU 프로토콜은 RS-232 및 RS-485와 같은 직렬 통신 채널을 통해 컨트롤러 간 및 컨트롤러와 다른 장치 간의 통신을 용이하게 합니다. 단거리에서 중거리에 걸쳐 안정적이고 효율적인 통신이 필요한 산업 환경에서 널리 사용됩니다.

 

반면, Modbus TCP 프로토콜은 이더넷 네트워크를 통한 통신에 사용됩니다. Modbus 프로토콜 데이터를 TCP/IP 패킷 내에 캡슐화하여 장치가 로컬 영역 네트워크(LAN) 또는 광역 네트워크(WAN)를 통해 통신할 수 있도록 합니다. Modbus TCP는 애플리케이션 계층에서 작동하여 TCP/IP 스택의 안정적인 전송 기능을 활용 합니다 .

 

5. 전송

 

Modbus RTU 프로토콜 의 적용은 전송 거리가 짧고 속도가 느리기 때문에 제한적입니다. 일반적으로 Modbus RTU는 통신 거리가 수백 미터를 넘지 않고 속도 요구 사항이 적당하며 일반적인 보드 속도가 9600~115200bps인 환경에서 사용됩니다. 이러한 제한에도 불구하고 Modbus RTU는 산업용 제어 시스템에서 단순성, 신뢰성 및 비용 효율성으로 인해 여전히 인기가 있습니다.

 

반면, Modbus TCP 프로토콜은 긴 전송 거리와 높은 전송 속도에 대한 기능 때문에 널리 사용됩니다. 이더넷 및 TCP/IP 프로토콜을 활용하는 Modbus TCP는 라우터와 스위치를 사용할 때 효과적으로 무제한으로 훨씬 더 먼 거리에서 데이터를 전송할 수 있으며, 종종 초당 수백 메가비트(Mbps)에 도달하는 훨씬 더 빠른 속도로 데이터를 전송할 수 있습니다. 이러한 장점으로 인해 Modbus TCP는 고대역폭과 광범위한 통신 네트워크가 필요한 애플리케이션에 적합합니다.

 

6. 응용 프로그램

 

Modbus RTU 프로토콜은 주로 전기 자동화 및 프로세스 제어에 사용되며 일반적으로 RS-232 또는 RS-485 통신 인터페이스를 채택합니다. 이러한 인터페이스는 산업 환경에서 널리 사용되어 신뢰할 수 있는 단거리 통신을 제공합니다.

 

Modbus TCP 프로토콜은 주로 인터넷이나 인트라넷에서 사용됩니다. 이더넷과 TCP/IP 네트워크를 활용하여 로컬 에어리어 네트워크(LAN) 또는 광역 네트워크(WAN)를 통한 장치 간 통신을 용이하게 하므로 고대역폭과 장거리 통신이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.

 

참고하기 좋은 문서

https://www.wevolver.com/article/modbus-rtu-vs-tcp

Modbus RTU vs TCP: A Comprehensive Comparison of Industrial Protocols