PLC 시리얼 통신 방법 및 종류에 대해 기술하였습니다. PLC에 사용되는 시리얼 통신 관련 참고자료로 사용하시거나 교육자료로 참고하실 수 있습니다.
PLC 통신 방법 및 추가 내용으로 LS 인버터 기초자료를 다운로드 받으실 수 있도록 공유해 두었으니 참고하시기 바랍니다.
PLC 시리얼 통신
통신 방식
(a) 단방향 통신(Simplex) 정보의 흐름이 한 방향으로 항상 일정하게 전달되는 통신 방식입니다. 역 방향으로는 정보를 보낼 수 없습니다.
(b) 반 이중 통신(Half-Duplex) 정보의 흐름이 1 선의 케이블을 이용하여 동시에 양방향으로는 정보를 보낼 수 없으나 시간 간격을 두고 양방향으로 전송할 수 있는 시리얼 통신 방식입니다.
(c) 전 이중 통신(Full-Duplex) 정보의 흐름이 2 선의 케이블을 이용하여 동시에 송수신이 가능한 방식입니다.
전송 방식
데이터를 바이너리 (0 과 1 로 구성된 2 진수)로 전송할 때의 속도, 안정성, 경제성을 고려하여 아래와 같이 2 가지 방식으 로 구분합니다.
(a) 직렬(시리얼) 전송 데이터를 1 개의 케이블을 통해 1 비트씩 전송하는 방식입니다. 전송 속도는 느리나 설치 비용이 저렴하고 PLC 통신 소프트웨어가 간단해지는 장점이 있습니다. RS-232C, RS-422, RS-485 등이 이에 해당합니다.
(b) 병렬(PARALLEL) 전송 프린터 등에서 사용되는 방식으로 1 바이트 단위로 데이터를 전송하는 방식으로 속도가 빠르고 데이터의 정확성이 우수 하나 전송거리가 길수록 설치 비용이 기하 급수적으로 증가하는 단점이 있습니다.
비동기 방식(Asynchronous Communication)
직렬 전송 시 1 문자씩 동기를 맞추어 전송하는 방식입니다. 이 때 동기신호(Clock 등)는 전송하지 않습니다. 1 문자의 선 두에 시작 비트(Start Bit)를 붙여 문자 코드를 보내고 마지막에 스톱 비트(Stop Bit)를 붙여서 종료합니다.
프로토콜(Protocol)
둘 이상의 컴퓨터와 단말기 사이에 에러 없이 효율적이고 신뢰성 있는 정보를 주고 받기 위해 미리 정보의 송수신측 사 이에 정해둔 통신 규칙을 말합니다. 일반적으로 호출 확립, 연결, 메시지 교환 형식의 구조, 오류 메시지에 대한 재전송, 회선 반전 절차, 단말기 사이의 문자 동기 등에 대해 규정합니다.
BPS(Bits Per Second)와 CPS(Characters Per Second)
BPS 란 데이터 전송 시 1 초에 몇 Bit 를 전송하는지를 나타내는 전송률 단위를 말합니다. CPS는 1 초에 전송하는 문자 의 수를 말합니다. 보통 1 문자는 1Byte(8Bit)이므로 CPS는 초당 전송할 수 있는 Byte 수 라고 합니다.
노드(Node)
네트워크 트리 구조에서 데이터의 연결 마디를 의미하는 용어로 일반적으로 네트워크는 수많은 노드로 구성됩니다. 국번 이라고 표현하기도 합니다.
패킷(Packet)
정보를 패킷 단위로 나눠서 전송하는 패킷 교환 방식에서 사용하는 용어로 Package 와 Bucket 의 합성어로 패킷이란 전 송 데이터를 정해진 길이로 분리하여 상대방 주소(국번등)를 나타내는 헤더를 붙인 것입니다.
포트(Port)
데이터 통신에서 원격 단말기로부터 데이터를 받거나 보내는 자료 처리 장치의 일부분을 가리키는 말로서 Cnet 시리얼 통신에서는 RS-232C 또는 RS-422 포트를 의미합니다.
RS-232C
모뎀과 단말기 또는 모뎀과 컴퓨터를 접속하기 위한 인터페이스로서 CCITT 의 권고에 따라 EIA 가 제정한 시리얼 통신 규격입니다. 모뎀 접속뿐만 아니라 널모뎀으로 직접 접속하는데도 사용합니다. 단점은 전송거리가 짧고 1:1 통신만 가능 하다는 것인데 이 단점을 극복한 규격이 RS-422, RS-485 입니다.
RS-422/RS-485
직렬(시리얼) 전송규격의 하나로 RS-232C 에 비해 전송 거리가 길고 1:N 접속이 가능합니다. 두 규격의 차이점은 RS422 가 TX(+), TX(-), RX(+), RX(-)의 4 개 신호선을 사용하는데 반해 RS-485 는 (+), (-) 2 개의 신호선을 가지므로 송•수신을 동일한 신호선을 통해 수행한다는 점입니다. 때문에 RS-422 는 전 이중 방식 통신을 수행하고 RS-485 는 반 이중 방식 통신을 수행합니다.
반 이중 통신(Half Duplex Communication)
양 방향으로 통신이 가능하지만 동시에 송수신은 불가능 한 통신 방식으로 RS-485 통신방식이 이에 해당합니다. 송신과 수신을 한 개의 통신라인을 통해 하므로 여러 국이 하나의 신호선을 통해 통신 하는 멀티드롭 통신방식에 많이 사용됩니다. 하나의 신호선을 이용하므로 여러 국들이 동시에 송신을 할 경우 데이터 충돌에 의해 데이터 손실이 생길 수 있으 므로 여러 국이 동시에 송신을 할 수 없고 한 국씩 송신을 하므로 반 이중 통신이라 합니다.
아래 그림은 반 이중 통신 방식에 의한 구성 예를 나타내는데 각각의 통신 국들은 송수신 단이 서로 연결되어 있어 하나의 라인을 통한 송수신이 가능하여 모든 국들간에 통신이 가능하여 멀티서버가 가능한 장점이 있습니다.
전 이중 통신(Full Duplex Communication)
양 방향으로 동시에 송수신이 가능한 통신 방식으로 RS-232C 와 RS-422 통신방식이 이에 해당합니다. 송신라인과 수신 라인이 분리되어 있으므로 데이터 충돌이 없이 동시에 송신과 수신을 할 수 있으므로 전 이중 통신이라 합니다. 그림은 RS-422 전 이중 통신방식의 구성 예를 나타내는데 서버 국의 송신단과 클라이언트 국들의 수신단이 한 라인에 연결되어 있고 서버 국의 수신단에 클라이언트 국들의 송신단이 연결되어 있어서 클라이언트 국들간의 통신은 불가능 하여 멀티 서버 기능이 제약되는 단점이 있습니다.
PLC 시리얼 통신 개요 및 종류, 장단점 등에 대해 알아보는 시간을 가졌습니다. PLC 시리얼 통신 이외에도 산업용 이더넷 (Industrial Ethernet) 통신, PROFIBUS-DP 통신 등에 대해서도 함께 읽어볼 자료가 있으니 도움이 되셨으면 좋겠습니다.