어떤 유형의 Modbus 스플리터가 필요하신가요?

Modbus 스플리터는 세 가지 형태로 제공되며, 각각은 서로 다른 사용 사례를 해결하도록 설계되었습니다. 올바른 제품을 선택할 수 있도록 세 가지 옵션을 모두 살펴보겠습니다. 어떤 경우에는 물리적 Modbus RS485 스플리터만 있으면 충분하지만, 다른 시나리오에서는 소프트웨어 솔루션이 더 합리적입니다.

다음 세 가지 유형의 Modbus 데이터 스플리터가 일반적으로 제공됩니다.

• 패시브 스플리터는 RS485 케이블을 분기하여 근거리에서 여러 장치가 신호를 사용할 수 있게 하는 물리적 장치입니다.
• 액티브 스플리터는 전원이 필요한 장치로, 더 큰 네트워크에서 전기적 노이즈를 최소화하기 위해 Modbus 신호를 절연하고 재생성하여 사용할 수 있게 합니다.
• 소프트웨어 스플리터는 여러 애플리케이션이 Modbus 포트를 동시에 공유할 수 있게 합니다. 동일한 RS485 버스를 두 개의 물리적 Modbus 마스터가 공유하는 것은 지원하지 않습니다.

물리적 Modbus 분배기

물리적 Modbus 분배기는 수동형 또는 능동형일 수 있습니다. 각 유형은 서로 다른 목적을 수행합니다.

허브 또는 Y-어댑터와 같은 패시브 스플리터

패시브 스플리터는 전원이 필요 없는 장치로, 하나의 RS485 라인을 여러 라인으로 분기하며 일반적으로 대상 장치들이 서로 가까이 있는 소규모 구성에서 사용됩니다. 능동 부품을 추가하지 않으며 유효 케이블 예산을 늘리지도 않습니다. 결합된 네트워크는 여전히 RS485 표준 한계인 약 1200 m 및 32대 장치의 제한을 받습니다. 이러한 특징으로 인해 패시브 스플리터는 하드 드라이브 캐비닛과 같은 컴팩트한 설치에 적합한 선택입니다. 긴 분기 스텁에 사용하거나, 종단(termination) 특성이 서로 다른 여러 제조사의 장치를 혼용하는 경우에는 적합하지 않습니다.

전원 인젝션이 필요한 경우 패시브 스플리터는 작동하지 않습니다. 이들은 신호를 분배할 뿐, 증폭하지는 않습니다. 간단한 RJ45 기반 패시브 허브는 약 $50 정도에 구할 수 있습니다. 보다 정교한 패시브 Modbus 스플리터(예: Schneider Electric LU9GC3 스플리터 블록)는 약 $400 정도이며, 단일 PLC에 최대 8개의 장치를 연결할 수 있습니다.

패시브 스플리터를 구매할 때는 몇 가지 요소를 확인해야 합니다.

• 일반적으로 3~10개를 지원하므로, 필요한 포트/분기 수.
• 기존 배선과 통합할 수 있도록 스크류 터미널, RJ45 또는 DIN 레일 터미널 블록 등 사용되는 커넥터 유형.
• 각 분기 끝에 종단 저항을 추가해야 하는지, 아니면 장치에 내장되어 있는지.

RS485 리피터 또는 아이솔레이터와 같은 액티브 스플리터

액티브 스플리터는 신호를 재생하고 절연을 추가하는 전원 구동 장치입니다. 일반적으로 케이블 구간이 길고 크며 노이즈가 많은 네트워크에서 사용됩니다. 액티브 스플리터는 Modbus 신호를 단순히 분배하는 것이 아닙니다. 신호를 재생하여 각 분기가 종단 및 장치 수 제한을 갖는 별도의 RD485 세그먼트가 되도록 합니다. 이러한 기능을 통해 패시브 스플리터보다 더 많은 장치에 더 긴 케이블을 연결해 운용할 수 있습니다. 

액티브 Modbus 스플리터에서 제공되는 신호 절연은 슬레이브 장치의 전기적 접지 고장으로 인해 발생할 수 있는 접지 루프 손상으로부터 마스터 장치를 보호하는 데 도움이 됩니다. 액티브 스플리터는 자체 전원 공급 장치를 사용하며, 패시브 스플리터가 장치 수나 요구 거리 조건을 감당하지 못할 때 주로 배치됩니다. RPT-485_422-4와 같이 절연 기능을 갖춘 일반적인 리피터/컨버터는 2.5kV 절연으로 버스를 최대 1.2km까지 연장하며 가격은 약 $120입니다. 추가 프로토콜 변환이나 더 높은 절연 전압이 필요하면 비용이 증가합니다. 

액티브 Modbus RS485 스플리터를 구매할 때 다음 요소를 확인하십시오.

• 대부분의 액티브 스플리터는 외부 9–30VDC 전원 공급 장치가 필요합니다.
• 일반적인 절연 전압은 2.5kV이지만, 더 가혹한 전기적 환경에서는 3–4.5kV를 선택할 수 있습니다.
• 장치가 데이터 형식과 보드레이트를 자동으로 감지하는지, 아니면 다른 장치와 통합하기 위해 구성이 필요한지 여부.

소프트웨어 Modbus 스플리터

Windows는 직렬 포트에 대한 액세스를 한 번에 하나의 애플리케이션으로 제한합니다. 소프트웨어 스플리터는 이 제한을 극복하여 여러 프로그램이 동일한 포트에서 Modbus 데이터를 동시에 읽을 수 있도록 합니다. 다음으로, 기능이 풍부한 소프트웨어 Modbus 스플리터인 Virtual Serial Port Driver PRO를 자세히 살펴보겠습니다.

가상 COM 포트 분할

전용 솔루션인 RS485 Splitter를 사용하면 가상 RS485 포트를 생성하고 Modbus 데이터를 분할하여 모든 포트가 동일한 데이터를 동시에 수신하도록 할 수 있습니다. 즉, COM1으로 들어오는 데이터를 가상 COM2, COM3, COM4 등으로 복제할 수 있습니다. COM1의 가상 복사본에 연결된 여러 앱은 실제로 실제 시리얼 포트에 대한 공유 액세스를 얻게 됩니다.

Virtual Serial Port Driver PRO를 사용하면 RS485, RS232 및 RS422 장치에서 사용하는 시리얼 포트를 분할 및 결합하고, 한 포트의 데이터를 다른 포트로 리디렉션하며, 복잡한 포트 번들을 생성할 수 있습니다.

이 Modbus 데이터 분할기 소프트웨어를 사용하면 필요한 만큼 많은 가상 COM 인터페이스를 가질 수 있습니다. 특히 중요한 점은 그 모든 인터페이스가 원래 하드웨어 포트의 매개변수와 구성을 완전히 에뮬레이트한다는 것입니다.

참고: VSPD PRO는 여러 포트를 하나로 결합하고, 다대다 포트 번들을 구축하거나, 실제 포트 간 자동 전환도 할 수 있습니다 — 자세한 내용은 Modbus Software 가이드를 참조하세요.

단계별 안내서

하나의 물리적 RS485 포트를 여러 개의 가상 포트로 분할하려면, 다음의 간단한 단계를 따르세요:

1. 다운로드 Virtual Serial Port Driver PRO를 다운로드하여 컴퓨터에 설치하십시오.

2. 앱을 시작합니다. “분할” 탭을 열고 “실제 포트 분할”을 선택합니다.

번들 트리

3. 복제해야 하는 실제 포트를 선택하고, “플러스” 버튼을 클릭하여 가상 포트(분할된 실제 포트와 통신할)를 추가합니다. 필요한 만큼 가상 포트를 생성하고 추가할 수 있습니다.

4. 번들에서 메인으로 설정할 가상 포트를 선택한 다음 “메인 설정”을 클릭합니다.

5. 마지막으로 “Create” 버튼을 클릭하면 COM 포트 번들이 자동으로 번들 트리에 표시됩니다.

이것으로 끝입니다! 이제 실제 직렬 포트로 들어오는 Modbus 데이터가 모든 가상 포트와 해당 포트에 연결된 애플리케이션으로 전송됩니다.

또한 직렬 데이터를 분할하는 것의 대안으로, 이 솔루션은 하나의 실제 포트를 여러 애플리케이션 간에 공유하고 각 애플리케이션에 대한 액세스 권한(“읽기”, “쓰기”, “제어”)을 설정하는 데 도움이 될 수 있습니다.

사용 사례에 적합한 Modbus 스플리터를 선택하는 방법

이 간단한 가이드를 사용하여 필요한 Modbus 스플리터 유형을 결정하세요.

• 단일 PC에서 동일한 Modbus 포트에 대한 액세스가 필요한 여러 애플리케이션이 있는 경우 소프트웨어 스플리터를 선택하세요.
• 짧은 분기 구간을 통해 Modbus 신호가 가까운 장치에 도달하길 원하는 경우 패시브 스플리터를 선택하세요.
• 더 많은 장치를 지원하고, 긴 케이블 구간을 처리하며, 노이즈 감소를 위한 전기적 절연을 제공하려면 액티브 스플리터를 사용하세요.

일반적인 Modbus 스플리터 사용 사례

다음과 같은 일반적인 사용 사례에 맞춰 적합한 유형의 Modbus 스플리터를 매칭해 드립니다.

• 단일 PLC를 모니터링하는 두 개의 SCADA 시스템에는 소프트웨어 스플리터가 필요합니다.
• 동일한 포트에 접근해야 하는 PLC, SCADA 및 히스토리언에는 소프트웨어 스플리터가 필요합니다.
• 동일한 캐비닛 내 여러 장치와 Modbus 신호를 공유하려면 패시브 스플리터를 사용하십시오.
• 장치가 넓게 분포한 대규모 생산 라인을 지원하려면 액티브 Modbus 스플리터가 필요합니다.

소프트웨어 vs. 하드웨어

이 표는 세 가지 유형의 Modbus 스플리터 간의 차이점을 요약합니다.

  패시브 스플리터  액티브(RS485) 스플리터  소프트웨어 스플리터(VSPD) 
사용 사례  단일 케이블을 여러 장치로 분기  대형 버스 및 여러 장치에 걸쳐 신호를 연장하거나 절연  한 PC에서 실행 중인 여러 앱이 동일한 COM 포트를 읽을 수 있도록 함 
전원 공급  아니요  예 해당 없음(소프트웨어)
일반적인 비용  ~$20–$100  ~$100–$400+  라이선스 기반, $199.95부터 
스플리터가 위치하는 곳  RS485 배선 상  RS485 배선 상  Windows 머신에서 
제한 사항  소프트웨어 포트 경합을 해결하지 못함  소프트웨어 포트 경합을 해결하지 못함  물리적 버스/마스터 충돌을 해결할 수 없음 

결론

세 가지 유형의 Modbus 스플리터는 세 가지 사용 사례를 해결하도록 설계되었습니다. 잘못된 유형의 스플리터를 사용하면 만족할 만한 결과를 얻을 수 없습니다. 짧은 분기에서 가까운 장치에 도달해야 할 때는 패시브 스플리터가 올바른 선택입니다. 절연이 필요하거나 길고 노이즈가 많은 버스를 지원하는 경우에는 액티브 물리 스플리터를 선택하십시오.

배선이 문제가 아니라 여러 Windows 애플리케이션이 동시에 동일한 COM 포트를 열어야 한다면 소프트웨어 스플리터가 필요합니다. Virtual Serial Port Driver PRO는 몇 번의 클릭만으로 문제를 해결하는 간단한 솔루션입니다. 물리적 포트의 데이터를 애플리케이션에 필요한 만큼 많은 가상 포트로 정확하게 복제할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

예, 동일한 컴퓨터에서 머신의 COM 포트에 액세스해야 하는 여러 애플리케이션을 지원하기 위해 데이터를 분할하려는 경우 가능합니다. VSPD PRO와 같은 가상 포트 드라이버는 물리적 배선에 영향을 주지 않으며, 단지 들어오는 데이터를 여러 가상 포트에 걸쳐 복제합니다.

아니요, Modbus RTU는 RS485 물리 계층 위에서 실행되는 프로토콜이므로 기본적으로 동일한 것입니다. “Modbus RTU 스플리터”와 “Modbus RS485 스플리터”라는 용어는 둘 다 RS485 직렬 라인을 분기하므로 종종 서로 바꿔 사용됩니다.

가능하지만, 다중 마스터 중재를 위해 설계된 전용 하드웨어가 필요합니다. 이러한 유형의 설정에서는 여전히 타임아웃이 발생할 수 있습니다. 패시브 스플리터만으로는 두 마스터 간의 버스 경합을 관리하기에 충분하지 않습니다.