필드 I/O 4장을 게이트웨이 한 대로: MODBUS RTU 릴레이 제어와 PT100 온도 수집
현장에서 필요한 신호는 대개 한 종류가 아닙니다. 온도도 봐야 하고, 4~20mA 아날로그 센서도 받아야 하고, 접점 입력도 세야 하고, 릴레이도 원격으로 켜야 합니다.
이걸 각각 다른 장비로 처리하면 통신선과 전원선이 계속 늘어납니다. 제어반 안이 복잡해지는 것도 문제지만, 진짜 부담은 장비마다 설정 방법과 관리 화면이 다르다는 점입니다. 나중에 문제가 생겼을 때 어디를 봐야 할지부터 헷갈립니다.
이 글에서는 EASY-LINK PRO 한 대에 필드 I/O 모듈 4장을 붙여, 수집과 제어를 하나의 MQTT 경로로 묶는 방법을 다룹니다.
왜 한 대로 묶는가
EASY-LINK PRO는 MODBUS RTU를 MQTT로 발행하고, 반대로 MQTT를 구독해 MODBUS RTU로 내보냅니다. 양방향이 한 장비 안에서 끝나므로 다음이 달라집니다.
| 장비를 따로 두는 구성 | 게이트웨이 한 대 구성 | |
|---|---|---|
| 통신 경로 | 장비 수만큼 | 하나 |
| 설정 화면 | 장비마다 다름 | 웹 화면 하나 |
| 브로커 접속 | 여러 개 | 하나 |
| 신호 추가 | 장비 추가 | 모듈 한 장 추가 |
| 장애 지점 | 분산 | 게이트웨이에 집중 |
마지막 항목은 양날의 검입니다. 관리가 쉬워지는 대신 게이트웨이가 멈추면 전부 멈춥니다. 정지가 곧 손실인 라인이라면 게이트웨이를 이중화하거나, 최소한 예비 장비를 한 대 두시는 편을 권합니다.
구성 개요
국산 필드 I/O 모듈인 컴파일테크놀로지 제품을 조합했습니다. 최대 4장까지 원하는 대로 구성할 수 있습니다.
| 채널 | 모듈 | 역할 |
|---|---|---|
| CH1 | MD-ADIN4 | 아날로그(AD) 입력 4채널 |
| CH2 | MD-THR4 | 온도 입력 4채널 (PT100) |
| CH3 | MD-DORL8 | 릴레이 출력 8점 |
| CH4 | MD-DIDC8 | DC 입력 8점 |
즉 아날로그 4 + 온도 4 + 디지털 입력 8 + 릴레이 출력 8을 EASY-LINK PRO 한 대로 처리합니다. 신호 24점을 게이트웨이 하나와 모듈 네 장으로 감당하는 셈입니다.
Step 1. 필드 I/O 모듈 선정
현장에서 받아야 하는 신호를 먼저 세어 보고 모듈을 고릅니다.
선정할 때 확인하실 것은 세 가지입니다.
- 신호 종류 — 4~20mA인지 0~10V인지, PT100인지 열전대인지에 따라 모듈이 다릅니다.
- 점수 여유 — 필요한 점수보다 한 단계 여유 있게 잡아 두면 나중에 센서가 추가될 때 모듈을 다시 사지 않아도 됩니다. 현장에서 "하나만 더"는 거의 항상 생깁니다.
- 출력 접점 용량 — 릴레이가 직접 감당할 부하인지, 별도 마그넷을 거쳐야 하는지 확인하십시오. 용량을 넘겨 쓰면 접점이 눌어붙습니다.
모듈 상세 사양은 컴파일테크놀로지 제품 페이지에서 확인하실 수 있습니다.
Step 2. 데이터 수집 통신 설정
여기서 가장 자주 막히는 것이 주소 체계 차이입니다.
EASY-LINK의 주소는 0번지부터 시작합니다. 따라서 컴파일테크놀로지 MODPORT의 10진 주소를 그대로 시작 주소(10진)에 넣으면 됩니다.
문제는 MODBUS 장비 문서마다 기준이 다르다는 점입니다. 어떤 문서는 40001부터 시작하는 표기를, 어떤 문서는 0부터 시작하는 표기를 씁니다. 1번지 기준으로 적힌 주소표를 그대로 옮기면 한 칸씩 밀린 값이 읽힙니다. 값이 나오긴 하는데 옆 채널 값이라면 이 부분을 먼저 의심하십시오.
확인하는 방법은 간단합니다. 값이 확실히 다른 두 채널(예: 온도 25도와 미결선 0)을 놓고 읽어 보면 어느 쪽으로 밀렸는지 바로 보입니다.
각 채널은 독립적으로 구동하므로, 모듈마다 국번과 주소 범위를 따로 잡습니다. 같은 라인에서 국번이 겹치면 두 모듈이 동시에 응답해 통신이 깨집니다. 모듈을 추가하실 때 가장 먼저 확인하실 항목입니다.
Step 3. MQTT 발행 확인
설정한 4개 카드의 데이터가 정상적으로 발행되는 것을 확인할 수 있습니다.
이 단계에서 값이 보이지 않으면 제어 단계로 넘어가지 마십시오. 수집이 안 되는 상태에서 제어를 붙이면 문제가 겹쳐 원인을 찾기 어려워집니다. 순서대로 하나씩 확인하는 편이 결국 빠릅니다.
값이 정상이라면 여기서 한 가지 더 봐 두시면 좋습니다. 센서를 손으로 만졌을 때 값이 실제로 따라 움직이는지 확인하는 것입니다. 통신은 되는데 결선이 잘못돼 엉뚱한 채널을 보고 있는 경우가 종종 있습니다.
Step 4. 릴레이 원격 제어
EASY-LINK 웹서버에 구성한 토픽 이름으로 원격지의 릴레이를 제어할 수 있습니다. 스마트폰의 MQTT 앱이든, Node-RED든, 자체 서버든 같은 브로커에 붙어 해당 토픽으로 발행하기만 하면 됩니다.
안전 관련 당부. 릴레이가 실제 설비를 움직인다면 MQTT 명령만으로 최종 동작이 결정되지 않게 구성하십시오.
- 현장 인터록을 반드시 함께 두십시오. 원격 명령이 안전 조건을 무시하고 통과하면 안 됩니다.
- 수동 복구 수단을 남겨 두십시오. 통신이 끊긴 상태에서 현장에서 되돌릴 방법이 있어야 합니다.
- 시험은 실제 부하를 분리한 상태에서 진행하십시오.
- 통신 두절 시 릴레이를 어느 상태로 둘지(유지 / 차단) 미리 정해 두십시오.
잘 안 될 때 확인할 것
- 특정 채널만 값이 안 온다 — 그 모듈의 국번과 Baudrate가 다른 채널과 겹치거나 어긋났을 수 있습니다.
- 값이 한 칸씩 밀린다 — Step 2의 0번지/1번지 기준 문제입니다.
- 온도가 터무니없이 크거나 작다 — PT100 결선(2선/3선)과 모듈 설정이 맞는지 확인합니다. 3선식 센서를 2선으로 물리면 선 저항이 그대로 온도로 더해집니다.
- 아날로그 값이 0에 붙어 있다 — 4~20mA와 0~10V 설정이 센서와 맞는지, 그리고 센서 전원이 공급되고 있는지 확인합니다.
- 릴레이가 반응하지 않는다 — 구독 토픽 문자열이 발행 측과 정확히 같은지, 페이로드 형식이 모듈이 기대하는 형태인지 확인합니다.
- 전체가 간헐적으로 끊긴다 — RS-485 종단 저항과 접지를 확인하십시오. 모듈 수가 늘수록 영향이 커집니다.
자주 묻는 질문
모듈을 4장보다 더 붙일 수 있습니까? 이 구성에서는 4장까지입니다. 신호가 더 많으면 게이트웨이를 한 대 더 두고 토픽으로 구분하는 편이 관리하기 쉽습니다.
릴레이 상태를 확인할 수도 있습니까? 출력 모듈의 현재 상태를 읽어 발행하도록 설정하면 됩니다. 제어와 확인을 함께 두면 명령이 실제로 반영됐는지 원격에서 검증할 수 있습니다.
센서를 나중에 바꾸면 설정도 다시 해야 합니까? 같은 종류·같은 범위라면 그대로 쓰시면 됩니다. 측정 범위가 다른 센서로 바꾸면 스케일 설정을 조정하셔야 합니다.
도입을 검토하신다면
이 글의 구성은 EASY-LINK 시리즈만 있으면 그대로 재현할 수 있습니다. 현장 조건에 맞는 모델 선정이나 프로토콜 적용 가능 여부가 궁금하시면 문의해 주세요. 사용 중인 PLC 기종과 수집하려는 데이터만 알려주시면 구성안을 잡아 드립니다.
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