요약
Modbus TCP는 산업용 통신 프로토콜인 Modbus를 이더넷 기반 TCP/IP 위에서 동작하도록 확장한 방식으로,
PLC, 센서, 서버 간 데이터를 네트워크로 안정적으로 교환하는 대표적인 산업용 통신 프로토콜입니다.
기존 Modbus RTU의 구조를 유지하면서도 고속·원격 통신이 가능하여 IoT 및 스마트팩토리 환경에서 널리 활용됩니다.

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1. Modbus TCP란?

Modbus TCP는 Modbus 프로토콜을 TCP/IP 네트워크 위에서 동작하도록 만든 통신 방식입니다.

기존의 RS-485 기반 Modbus RTU와 달리, 이더넷을 사용하여 장거리 및 네트워크 기반 통신이 가능합니다.

IP 주소를 기반으로 장치를 식별하며, 산업용 장비를 IT 네트워크에 직접 연결할 수 있는 구조를 제공합니다.

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2. 기본 통신 구조

Modbus TCP는 Client-Server 구조로 동작합니다.

1) Client(마스터)가 요청(Request) 전송
2) Server(슬레이브)가 응답(Response) 반환

이 구조는 기존 Modbus RTU의 Master-Slave 구조와 동일하지만, TCP/IP 기반으로 확장된 형태입니다.

일반적으로 PLC, SCADA, IoT 게이트웨이가 Client 역할을 수행합니다.

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3. 데이터 프레임 구조 (MBAP Header)

Modbus TCP는 기존 RTU 프레임에서 CRC를 제거하고, MBAP(Modbus Application Protocol) 헤더를 추가합니다.

필드	설명
Transaction ID	요청/응답 매칭
Protocol ID	Modbus = 0
Length	데이터 길이
Unit ID	장치 식별

이후에는 기존 Modbus PDU(Function Code + Data)가 이어집니다.

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4. 주요 기능 코드 (Function Code)

Modbus TCP는 Function Code를 통해 동작을 정의합니다.

코드	기능	설명
01	Read Coils	디지털 출력 읽기
03	Read Holding Registers	아날로그 데이터 읽기
05	Write Single Coil	디지털 출력 제어
06	Write Register	값 설정

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5. 통신 특징 및 성능

Modbus TCP는 다음과 같은 특징을 가집니다.

• 이더넷 기반 (TCP/IP)
• 포트 번호: 502
• 고속 통신 가능
• 동시 다중 연결 지원
• CRC 대신 TCP 오류 검출 사용

RTU 대비 빠르고 확장성이 뛰어난 것이 특징입니다.

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6. 장점과 한계

장점

• 고속 데이터 전송
• 네트워크 기반 확장성
• IT 시스템과 연동 용이
• 표준화된 구조

한계

• 실시간성 제한 (TCP 특성)
• 보안 기능 기본 제공 없음
• 네트워크 설정 필요

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7. Modbus RTU와 비교

구분	Modbus RTU	Modbus TCP
통신 방식	RS-485	Ethernet
속도	중간	고속
거리	최대 약 1200m	네트워크 기반
연결 수	제한적	대규모 확장 가능

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8. IoT 및 산업 환경에서의 활용

Modbus TCP는 다양한 산업 및 IoT 환경에서 사용됩니다.

• PLC 및 SCADA 시스템 통신
• 스마트팩토리 설비 데이터 수집
• 빌딩 자동화 시스템(BMS)
• 환경 센서 및 데이터 로거 연동

특히 RADIONODE 장비와 같은 IoT 시스템과 연동하면 센서 데이터를 실시간으로 네트워크에서 수집 및 분석할 수 있습니다.

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9. 결론

Modbus TCP는 산업과 IT를 연결하는 핵심 통신 프로토콜입니다.

기존 설비와 최신 IoT 시스템을 연결하는 브릿지 역할을 수행하며, 확장성과 유연성이 뛰어납니다.

이 기술은 한마디로 “현장의 데이터를 네트워크로 끌어올리는 통로”라고 볼 수 있습니다.

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태그 : ModbusTCP, 산업통신, PLC통신, SCADA, IoT통신, Ethernet통신, 데이터수집, 스마트팩토리