PLC RS232 RS485 통신 개념
PLC처럼 여러 개의 장비를 제어할 때 서로 다른 기기끼리 데이터를 주고받는 통신을 하기 위해서는 케이블을 연결해야 합니다. 그리고 그 케이블을 통해서 보내는 전기신호의 방식에 따라서 RS232와 RS485로 구분을 할 수 있는데 오늘은 이것들의 기본 개념을 공부하면서 정리해보려고 합니다.
1. RS232
이 녀석은 1969년 Electronic Industries Association (EIA)에 의해 정해진 시리얼 통신 방식으로 가장 오래된 방식입니다. RS232의 특징중 첫 번째는 [전이중 방식]을 지원한다는 점인데요. 전이중 방식이란...
전이중(full duplex)? 반이중(half duplex)?
데이터를 주고받는 선이 따로 있어서 동시에 데이터를 주고받을 수 있는 것을 [전이중 방식]이라고 합니다. 쉽게 생각해서 서로 동시에 말을 하고 들을 수 있는 전화기가 이 방식이고요. 반대로 반이중은 선이 하나라서 한쪽에서 데이터를 보내고 있으면 다른 쪽에서는 받기만 해야 하는 방식입니다. 이건 무전기와 비교할 수 있겠네요. 무전기가 그렇잖아요? 반대쪽에서 키를 누르고 말하고 있을 때는 이쪽에서 말을 못하고 듣기만 해 야하는 것처럼 하나의 선로를 이용해서 데이터를 주거나 받는 방식입니다.
여하튼 RS232는 동시에데이터를 주고 받을 수 있습니다. 하지만 통신거리가 상당히 짧은 게 단점인데요. 거리가 최대 15M에 불과합니다. 그리고 또 하나의 단점은 노이즈의 영향을 많이 받는다는 점 이예요.
RS232 통신 방식에 최초로 프로토콜을 정의해서 만든 PLC 통신이 모드버스(Modebus)인데 산업체의 다양한 디지털 제어기기에서 이 방식이 지원이 되고 있기 때문에 그 사용 범위가 매우 넓습니다.
2. RS485
이 녀석은 앞에서 정리한 반이중 통신 방식을 사용합니다. 즉, 어느 한 쪽에서 데이터를 보내고 있으면 다른 쪽에서는 받기만 하고 상대 쪽에서 그 과정이 끝난 후에 보내야 합니다. 하지만 RS485는 한 개의 선에 여러 개의 기기를 연결해서 '대장 기기'(Master)에서 그 여러 대 '쫄병 기기'(Slave)와 데이터를 종수신하는 환경을 만들 수 있는 장점이 있어서 PLC 제어에서 가장 많이 사용됩니다.
당연히 반이중 방식이라서 동시에 데이터 전송은 불가능하기 때문에 다양한 기기(슬레이브)에서 한 번에 데이터 전송을 하지 못하도록 누군가는 교통정리를 해줘야겠죠? 그 역할을 하는 게 '마스터'입니다. 이처럼 여러대의 기기들이 통신을 하기 위해서는 그 전송하는 데이터의 양이 적을 때 유리하며 선로 하나에 여러 대의 기기를 붙여서 제어할 수 있기 때문에 제어 환경을 구축할 때 비용 절감에 도움이 될 것입니다.
하지만 이렇게 하나의 선에 여러 대의 기기들이 연결되어 있기 때문에 만약에 선로에 문제가 생기면 전체가 통신이 불가능하다는 문제가 생기는 단점도 있습니다. 물론 마스터의 상태가 안 좋아져도 똑같은 문제가 발생하겠죠?ㅎ
그리고 RS485의 또 다른 특징은 선로 양쪽 끝에 100~140Ω짜리 [종단저항]을 붙여줘야 한다는 점입니다. 이걸 붙이는 이유는 노이즈로 인한 데이터의 오류를 방지하기 위함인데요. 가까운 거리에서는 굳이 필요가 없는데 RS485처럼 멀리, 또 복잡하게 연결되는 환경과 전기 노이즈가 발생할만한 곳에서는 필수로 이 종단저항을 붙여줘야 합니다.
종단저항의 원리는 아주 간단한데요. 데이터를 보내기 위한 전기신호는 이 저항에 영향을 줄 수 있는 크기여서 저항의 전압을 발생시킬 수 있지만 노이즈는 아주 작은 힘이기 때문에 이 녀석에게 영향을 주지 못하고 차단이 되버리는 원리입니다.
이렇게 해서 PLC 통신과 관련해서 RS232와 RS485의 개념 정리를 해봤습니다. 수고하셨어요.