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HC900 직접 통신 아키텍처 브레인스토밍

참고: 51-52-25-111-HC900-Process-Controller-Communications-manual.pdf (Rev 13, April 2017)

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HC900 Modbus 통신 요약 (매뉴얼 기반)

기본 프로토콜

• Modbus TCP (Ethernet) + Modbus RTU (RS232/RS485)
• IP 기본값: 192.168.1.254
• 최대 동시 연결: C30/C50=5, C70/C70R=10
• Unit ID: Modbus TCP에서는 사용 안 함 (00)
• Double Register Format: HC900 기본값은 FP B (Big Endian) — 4,3,2,1 byte 순서
  • Experion/Honeywell PlantScape는 FP B 사용
  • Modicon/Wonderware 표준은 FP LB (Little Endian Byte-Swapped) — 2,1,4,3

지원 Function Code

Code	기능	HC900 사용
03	Read Holding Registers	주력 — float/int holding register 읽기
04	Read Input Registers	Analog Input 전용 (v4.0+에서 03 대체)
06	Preset Single Register	Integer 단일 레지스터 쓰기
16 (10h)	Preset Multiple Registers	Float 다중 레지스터 쓰기
01/02	Read Digital Output/Input	DI/DO 전용
05	Force Single Coil	DO 제어

Fixed Map 개요 (Table 6-1)

시작 주소	끝 주소	내용	비고
0000	003F	시스템 파라미터	Instrument Mode, Load Recipe 등
0040	00FF	Loop #1 (PID)	192bytes: PV, SP, OP, alarms, mode 등
0140	01FF	Loop #2	Loop마다 256(0x100) offset
...	...	Loop #3~#24
1800	187F	Analog Input #1~#64	FC03 전용, Rack#1 첫 8슬롯만 (v4.0+ 불가)
18C0	1D6F	Variable #1~#600	R/W 가능
2000	27CF	Signal Tag #1~#1000	Legacy, Read-only
3B60	5A9F	Signal Tag #1~#4000	HC900 범위, Read-only
B000	B3E7	User Defined	R/W (signal=read-only, variable=R/W)
7840	7FFF	Loop #25~#32	확장 루프

Loop 파라미터 (Table 6-3, Loop #1 기준)

Offset	파라미터	Type	Access
+00	PV	float	R
+02	Remote SP (SP2)	float	R/W
+04	Working SP	float	R/W
+06	Output (OP)	float	R/W
+0C	PV (중복)	float	R
+0E	PV (다른 타입)	float	R
+2A	LSP #1	float	R/W
+5A	Auto/Manual State	bit	R/W
+5E	Loop Status	bit	R
+BA	Enable/Disable Fuzzy	bit	R/W
+BB	Demand Tune Request	bit	R/W
+BD	SP State (SP1/SP2 선택)	bit	R/W
+BE	Remote/Local SP State	bit	R/W
+BF	Tune Set State	bit	R/W

루프마다 192개(0xC0) 레지스터 사용. Loop #N 시작주소 = 0x40 + (N-1) * 0x100

Signal Tags (Table 6-11)

• Legacy: 200027CF (#1#1000), HC900: 3B605A9F (#1#4000)
• 각 태그는 float 2-register 사용 (even address)
• Tag 번호와 실제 태그명의 매핑은 HC Designer의 "Tag Information" 리포트에서 확인
• Read-only

Variables (Table 6-5)

• 18C01D6F (#1#600)
• 각 2-register float
• R/W 가능

Float 포맷 (매뉴얼 3장)

HC900 컨트롤러는 Double Register Format을 설정 가능:

• FP B (기본): Big Endian — Byte4,3,2,1 → Reg N(High)=Byte4,3 / Reg N+1(Low)=Byte2,1
• FP LB: Little Endian Byte-Swapped — Byte2,1,4,3 → Reg N(High)=Byte2,1 / Reg N+1(Low)=Byte4,3

HC900_FLOAT 포맷 (= FP B): BigEndian byte order + LowFirst (word swap)??

현재 구성 요소

구성 요소	플랫폼	통신 방식	용도
ExperionCrawler	Ubuntu (C# .NET 8)	OPC UA → Experion HS R530	OPC UA 데이터 수집/저장/API
industrial-comm	Ubuntu (C++17)	Modbus TCP → HC900	HC900 Modbus TCP 라이브러리 (libcomm_core.so)
NKOpcTunnel	Windows (C++)	OPC Classic 터널링 (TCP/IP)	DCOM 없는 OPC Classic 통신 (본 프로젝트와 무관)

목표

ExperionCrawler의 OPC UA → Experion 경로를 Modbus TCP → HC900 경로로 대체한 변형 버전 제작.

Experion을 거치지 않고 HC900과 직접 통신.

제안 아키텍처

HC900 Controller
    │  Modbus TCP (port 502)
    ▼
industrial-comm (C++ gateway, standalone process)
    │  gRPC
    ▼
HC900Crawler (C# .NET 8, ExperionCrawler 변형)
    │  EF Core
    ▼
PostgreSQL (iiot_platform)

필요한 작업

Phase 1: C++ 게이트웨이 완성

• main.cpp 에 gRPC 서버 추가
• gRPC proto 정의 (ReadTag, WriteTag, ReadMultiple, BrowseRegisterMap)
• watchdog 스레드 실제 구현 확인
• cmake에 modbus_tcp.cpp, app_init.cpp 포함

Phase 2: C# 변형 앱

ExperionCrawler에서 OPC UA 계층을 gRPC Client로 교체:

기존 (OPC UA)	변경 (Modbus TCP via gRPC)
IExperionOpcClient	IModbusTcpClient (gRPC 호출)
ExperionRealtimeService (Subscription)	Hc900RealtimeService (폴링 기반)
IExperionOpcWriteClient	IModbusWriteClient (gRPC write)
BrowseNodesAsync	Hc900RegisterMapLoader (설정 파일 기반)

Phase 3: 레지스터-태그 매핑

HC900은 OPC UA의 NodeId 개념이 없음 → 레지스터 주소-태그 매핑 필요

{
  "registers": [
    { "address": 100, "tag": "TI-6101", "type": "float", "format": "HC900_FLOAT" },
    { "address": 102, "tag": "PIC-6102.SP", "type": "float", "format": "HC900_FLOAT" },
    { "address": 200, "tag": "XV-6201", "type": "uint16" }
  ]
}

유지되는 ExperionCrawler 기능

• DB 스키마 (realtime_table, history_table, event_history_table, tag_metadata)
• Background Service 패턴
• Web API / Controllers
• PostgreSQL + TimeScaleDB
• P&ID 관련 기능 (옵션)
• Feedforward Advisory (옵션)

HC900 Modbus Mapping: Fixed vs Custom

HC900은 두 가지 Modbus 레지스터 매핑 방식을 지원함 (매뉴얼 §1.1).

실무적 결론

• 대부분 Fixed Map을 기본 사용 — PID loop 32개 초과 같은 특별한 경우에만 Custom Map으로 전환
• Custom Map으로 전환해도 Fixed Map의 주소 체계가 그대로 Custom Map으로 전달됨 (기존 주소 유지)
• 따라서 매뉴얼의 Fixed Map (Table 6-1)이 실질적인 표준 주소 맵

Fixed Map (고정 맵)

특징	내용
제한된 파라미터, 제한된 수량	최대 32 loops, SP Programmer 4~8개 등
그룹화된 주소 범위	Loop는 0x40~0xFF 범위 고정
모든 파라미터가 항상 매핑	PID loop 40여개 파라미터 모두
편집 제한	주소 범위 내에서 이동만 가능
Firmware 무관	모든 HC900 버전에서 사용 가능

Custom Map (사용자 정의 맵)

특징	내용
많은 파라미터 선택 가능	주소 범위만 허용하면 무제한에 가까움
선택적 매핑	필요한 파라미터만 골라서 할당 (예: PV, SP, OP만)
유연한 주소 지정	어느 주소에나 할당 가능
추가 블록 지원	Push Button, AGA, Calendar Event, XYR5000, UDC Loop 등
v4.0 이상만 가능

핵심 차이점

Fixed Map:  PID Loop #1 → 항상 주소 0x40~0xFF (PV/SP/OP/Alarm/... 전부)
Custom Map: PID Loop #1 → 사용자가 지정한 주소 (PV만 별도 주소에 할당 가능)

→ Custom Map을 사용하면 매뉴얼의 Fixed 주소 테이블이 적용되지 않음 → Custom Map의 주소는 HC Designer에서 "Block Modbus Address" 리포트로만 확인 가능

확인 필요: 대상 HC900 컨트롤러들이 Fixed Map을 쓰는지, Custom Map을 쓰는지?

HC900 레지스터 맵 확보 방안

HC900 Controller Designer Software에서 통신레지스터 주소와 태그명을 추출 가능.

CDE 파일은 binary export 포맷이라 직접 파싱은 복잡했으나, Designer 프로그램 자체에서 다음 리포트를 CSV/텍스트로 export 가능 (매뉴얼 §1.1):

1. Tag Information Report — Variables와 Signal Tags를 번호순 + Modbus 주소와 함께 리스트
2. Block Modbus Address Report — 모든 주요 블록의 시작 주소

설계 소프트웨어에서 추출해야 할 핵심 정보:

• 각 블록(AI/PID/AO)의 Modbus holding register 시작 주소
• 블록별 파라미터의 register offset map (PV, SP, OP, MODE 등)
• 블록 태그명 (예: "TI-6101", "PIC-6102")
• 데이터 타입 (float 2-register, uint16 1-register 등)

오픈 이슈

• C++ 게이트웨이 통신 방식: gRPC vs Unix Socket vs Raw TCP?
• 레지스터 맵 확보: CDE 파싱 재도전? JSON 수동 정의? 스캔 툴?
• ExperionCrawler를 fork? 아니면 같은 솔루션에 확장?
• HC900 float format 외에 다른 데이터 타입도 HC900 특화 포맷이 있는가?
• 프로젝트명: HC900Crawler? ModbusCrawler?