TCP-직렬 게이트웨이

게이트웨이(gateway)는 Modbus TCP 요청을 받아 직렬 버스의 장비에 전달하고 응답을 돌려줍니다. 이 튜토리얼은 PDComm 헤드리스 시뮬레이터를 게이트웨이로 쓰고, 직렬 쪽 장비는 가상 시리얼 포트 건너편의 RTU 서버로 대신합니다.

터미널 B                 터미널 G                          터미널 V                 터미널 A
TCP 클라이언트 ──TCP──> 게이트웨이 127.0.0.1:1504 ── modbus-b ══ pair ══ modbus-a ── RTU 서버(주소 7)
 유닛 1 ─────────────> routes {"1":7, "2":9}

목표

role이 gateway인 구성과 routes 경로 표를 이해합니다.
TCP 유닛 식별자가 직렬 주소로 바뀌는 것을 trace로 확인합니다.
경로가 없을 때(예외 0A)와 직렬 장비가 응답하지 않을 때(예외 0B)를 구분합니다.

준비물

RTU와 ASCII 통신의 준비물: SDK, C++ 콘솔, pdcomm-vserial
터미널 네 개. 모두 같은 작업 폴더에서 시작합니다.

단계

1. 가상 포트 쌍을 만듭니다

터미널 V에서 실행하고 열어 둡니다.

pdcomm-vserial pair --link-a "$PWD/modbus-a" --link-b "$PWD/modbus-b"

2. 직렬 장비를 대신할 RTU 서버를 엽니다

터미널 A에서 주소 7인 RTU 서버를 modbus-a에 엽니다.

"$MODBUS_SDK/bin/pdcomm-modbus-headless"

{"action":"configure","config":{"transport":"rtu","role":"server","address":"127.0.0.1:0","port":"/absolute/path/modbus-a","unit":7,"baud":19200,"parity":"even","stop_bits":1,"timeout_ms":1000}}
{"action":"connect"}
{"action":"data_set","table":"holding_registers","address":0,"values":[1200,1185]}

3. 게이트웨이를 엽니다

터미널 G에서 두 번째 헤드리스 시뮬레이터를 게이트웨이로 구성합니다.

"$MODBUS_SDK/bin/pdcomm-modbus-headless"

{"action":"configure","config":{"transport":"rtu","role":"gateway","address":"127.0.0.1:1504","port":"/absolute/path/modbus-b","unit":1,"baud":19200,"parity":"even","stop_bits":1,"timeout_ms":1000,"routes":{"1":7,"2":9}}}
{"action":"connect"}

게이트웨이 구성의 각 필드는 다음 뜻입니다.

필드	뜻
`transport`	직렬 버스 쪽 전송 방식, `rtu` 또는 `ascii`. TCP 쪽은 항상 Modbus TCP입니다. `tcp`를 지정하면 `Gateway requires a serial bus transport` 오류입니다.
`address`	TCP 클라이언트를 받을 주소
`port`, `baud`, `parity`, `stop_bits`	직렬 버스 설정. 버스의 장비와 같아야 합니다.
`routes`	TCP 유닛 식별자 → 직렬 주소. 여기서는 유닛 1을 주소 7로, 유닛 2를 주소 9로 보냅니다.
`timeout_ms`	직렬 장비의 응답을 기다리는 시간. 넘으면 예외 0B를 돌려줍니다.

unit은 게이트웨이에서 쓰이지 않지만 형식상 1~~247 값이 필요합니다. 경로 표의 키(TCP 유닛)는 1~~255, 값(직렬 주소)은 1~247이어야 합니다. 0이나 범위 밖 값은 Invalid gateway route입니다.

4. TCP 클라이언트로 요청합니다

터미널 B에서 C++ 콘솔을 시작하고 게이트웨이에 연결합니다. 클라이언트의 timeout_ms는 게이트웨이의 직렬 대기 시간보다 길게 잡습니다. 그래야 예외 0B를 시간 초과 대신 받을 수 있습니다.

./build/modbus-tutorial/pdcomm-modbus-tutorial

{"action":"configure","config":{"transport":"tcp","role":"client","address":"127.0.0.1:1504","port":"","unit":1,"baud":19200,"parity":"even","stop_bits":1,"timeout_ms":3000}}
{"action":"connect"}
{"action":"request","pdu":"0300000002"}
{"action":"request","pdu":"0600010064"}
{"action":"request","unit":2,"pdu":"0300000001"}
{"action":"request","unit":3,"pdu":"0300000001"}
{"action":"request","pdu":"0300000002"}

{"ok":true,"result":{"response":[3,4,4,176,4,161],"source":"wire","status":"success"}}
{"ok":true,"result":{"response":[6,0,1,0,100],"source":"wire","status":"success"}}
{"ok":true,"result":{"response":[131,11],"source":"wire","status":"exception"}}
{"ok":true,"result":{"response":[131,10],"source":"wire","status":"exception"}}
{"ok":true,"result":{"response":[3,4,4,176,0,100],"source":"wire","status":"success"}}

요청	결과	설명
유닛 1 읽기·쓰기	정상	경로 1→7로 직렬 서버에 전달됐습니다.
유닛 2	예외 0B(`[131,11]`), 약 1초 뒤	경로 2→9는 있지만 주소 9인 장비가 응답하지 않았습니다.
유닛 3	예외 0A(`[131,10]`), 바로	경로 표에 유닛 3이 없습니다. 직렬 버스에 아무것도 보내지 않습니다.

5. 직렬 쪽 프레임을 확인합니다

터미널 G에서 게이트웨이의 기록을 읽습니다.

{"action":"trace"}

direction이 tx인 항목의 첫 바이트가 직렬 주소입니다.

`bytes`	뜻
`[7,3,0,0,0,2,196,109]`	유닛 1의 읽기가 주소 7로 나갔습니다.
`[7,3,4,4,176,4,161,95,156]`(`rx`)	주소 7의 응답
`[9,3,0,0,0,1,133,66]`	유닛 2의 읽기가 주소 9로 나갔지만 `rx`가 없습니다.

유닛 3의 요청은 직렬 버스로 나가지 않았으므로 기록이 없습니다.

6. 정리합니다

터미널 B: quit
터미널 G와 A: {"action":"shutdown"}
터미널 V: {"command":"stop"}

게이트웨이의 동작 규칙

직렬 버스는 한 번에 거래 하나만 처리합니다. 여러 TCP 클라이언트의 요청은 최대 64개까지 대기열에 들어가고, 넘치면 예외 06(Server Device Busy)을 받습니다.
대기 중에 TCP 연결이 끊긴 클라이언트의 요청은 버립니다. 늦게 온 직렬 응답이 다른 요청의 응답으로 전달되지 않습니다.
직렬 전용 기능(07, 08, 11, 12, 17)은 예외 01입니다.
직렬 요청을 자동으로 다시 보내지 않습니다. 실패는 예외 0B로 돌려줍니다.
TCP 클라이언트는 최대 32개까지 받습니다.
게이트웨이도 서버처럼 poll을 반복해야 동작합니다. 헤드리스 시뮬레이터와 GUI는 이 반복을 직접 합니다.

실제 RS-485 장비에 연결하려면 port를 USB-RS485 어댑터의 이름으로 바꾸고 버스의 설정에 맞춥니다. 배선과 설정은 RTU와 ASCII 통신을 참고합니다.