RS-232와 RS-485 차이

RS-232와 RS-485 기계 및 전기 쪽에서 자주 듣기는 하는데, 이름만 봐서는 뭐가 뭔지 무엇이 다른지 전혀 감이 안 옵니다.
PLC 패널 앞에 서서 HMI 연결 케이블을 잡고 있는데, 포트에 RS-232라고 적힌 것도 있고 RS-485라고 적힌 것도 있어요. 어느 걸 써야 하는지, 배선은 어떻게 해야 하는지, 종단 저항은 왜 달아야 하는지 제대로 가르쳐 주는 사람도 없었죠

저도 처음에 아무 생각 없이 RS-232 케이블을 RS-485 포트에 꽂았다가 통신이 안 돼서 한참 헤맸던 기억이 있습니다.
이 글에서는 두 방식의 스펙 차이와 배선 방법, 종단 저항 위치, 그리고 현장에서 자주 생기는 통신 오류 해결법까지 순서대로 다뤄보겠습니다.

직렬 통신 RS-232·RS-485 정의

RS는 ‘Recommended Standard’의 약자입니다

RS-232와 RS-485에서 ‘RS’는 Recommended Standard, 즉 미국 전자공업협회(EIA)가 권고한 통신 규격을 뜻합니다.
1960년대에 RS-232가 먼저 나왔고, 이후 산업 현장의 요구에 맞춰 RS-422, RS-485가 등장했습니다. 정식 명칭은 EIA-232, EIA-485이지만 현장에서는 여전히 RS-232, RS-485라고 부르는 게 훨씬 자연스럽습니다.
이 통신들은 모두 ‘직렬 통신(Serial Communication)’입니다. 데이터를 한 비트씩 순서대로 전송하는 방식이에요. 병렬 통신과 달리 선이 적게 필요하다는 게 핵심입니다.

중요한 포인트는 RS-232, RS-485는 ‘물리 계층(Physical Layer)’ 규격이라는 겁니다.
Modbus 같은 통신 프로토콜(어떤 언어로 대화할 것인가)과는 다른 개념으로, 비유하자면 RS-485는 ‘전화선’이고, Modbus RTU는 그 전화선으로 나누는 ‘언어’라고 보면 됩니다. 물리 선로와 프로토콜을 혼동하면 통신 설정할 때 계속 헷갈립니다.

왜 아직도 현장에서 RS-485를 쓸까요?

Ethernet이 대세인 시대에도 RS-485가 현장에서 살아있는 이유는 단순합니다 — 저렴하고, 단순하고, 노이즈에 강하기 때문입니다.
인버터, 온도 조절기, 유량계, 압력 트랜스미터 — 이런 현장 계기들 대부분이 RS-485 포트를 기본으로 달고 나옵니다. 아주 오래된 장비도 RS-485는 대부분 지원해서 레거시 설비 유지보수에서도 빠질 수가 없습니다.
비용 면에서도 Ethernet보다 훨씬 저렴하고, 별도 스위치나 허브 없이 선 하나로 32개까지 장비를 연결할 수 있다는 것도 큰 장점입니다.

RS-232 vs RS-485 차이 — 스펙부터 쓰임새까지

전압 레벨과 신호 방식이 근본적으로 다릅니다

RS-232와 RS-485의 가장 큰 차이는 신호 방식입니다
RS-232는 단일 종단(Single-ended), RS-485는 차동(Differential) 방식을 씁니다.
RS-232는 TX 선 하나와 GND를 기준으로 전압을 측정합니다. +3~+15V이면 논리 0, -3~-15V이면 논리 1로 인식해요. 선이 단순한 대신 노이즈에 취약합니다. GND 기준으로 신호를 판단하다 보니 GND 전위가 달라지면 바로 오류가 납니다.
반면 RS-485는 A선과 B선의 전위 차이로 데이터를 판별합니다. A-B 전압이 +200mV 이상이면 논리 1, -200mV 이하면 논리 0입니다. 두 선에 같은 노이즈가 실려도 차이값은 그대로기 때문에 인버터나 모터 근처처럼 노이즈가 심한 환경에서도 훨씬 안정적입니다.

거리·속도·멀티드롭 — 현장 선택 기준

RS-232는 15m 이내의 1:1 통신에, RS-485는 최대 1,200m 거리의 멀티드롭 환경에 맞습니다.
PLC와 노트북을 바로 옆에서 연결해서 프로그램을 다운로드하거나 모니터링할 때는 RS-232면 충분합니다. 하지만 패널에서 현장 계기까지 수십 미터 이상 뻗어나가거나, 인버터 여러 대를 하나의 PLC에 묶어야 한다면 RS-485가 맞습니다.
통신 속도는 RS-485가 이론상 10Mbps까지 가능하지만, 거리가 길어질수록 속도가 낮아집니다. 중요한 건 보드레이트와 최대 거리가 반비례한다는 점입니다. 아래 표를 기준으로 케이블 길이에 맞는 보드레이트를 선택하세요.

Modbus RTU 현장에서는 9,600~38,400bps가 가장 많이 쓰입니다. 케이블이 길다면 보드레이트를 낮추는 것이 간헐적 통신 오류를 예방하는 현실적인 방법입니다.

그럼에도 RS-232를 사용하는 이유

RS-485가 거의 모든 면에서 우수한데, 그럼 RS-232는 왜 아직도 현장에 남아 있을까요?

RS-232를 아직 쓰는 이유 ① — 1:1 단거리 배선이 훨씬 간단하다

RS-232의 핵심 강점은 배선이 단순하다는 것입니다.
RS-485는 멀티드롭 구성 때문에 종단 저항(120Ω), 바이어스 저항(560Ω~1kΩ)을 신경 써야 하지만, RS-232는 TXD·RXD·GND 세 선만 연결하면 끝납니다. 통신 거리가 15m 이내이고 장비가 딱 두 대뿐이라면, 굳이 RS-485의 복잡한 설정을 쓸 이유가 없는 거죠.

RS-232를 아직 쓰는 이유 ② — PLC·인버터 파라미터 설정 포트로 여전히 쓰인다

많은 산업용 장비들이 프로그래밍·파라미터 설정 전용 포트를 RS-232로 달아놓고 있습니다.
LS ELECTRIC iS7 인버터, LS PLC XGT 시리즈, Mitsubishi FX 시리즈 등 현장에 깔린 구형 장비들이 대표적입니다. 이 장비들은 RS-485 통신 포트가 따로 있어도, 노트북으로 직접 파라미터를 읽고 쓸 때는 RS-232(또는 USB↔RS-232 변환기)를 씁니다. 통신 네트워크에 물리지 않은 1회성 설정 작업에는 RS-232가 훨씬 빠르거든요. 단, 저가 USB 변환기(CH340 계열)는 Windows 11에서 드라이버 인식이 안 되는 경우가 있어서 FTDI 칩 기반 제품을 추천합니다.

RS-232를 아직 쓰는 이유 ③ — 레거시 장비 교체 비용 문제

공장 자동화 현장에는 10년, 20년 된 장비들이 여전히 돌아가고 있습니다.
RS-232만 지원하는 구형 장비를 RS-485 네트워크에 물리려면 변환 모듈이나 게이트웨이가 필요한데, 그 비용보다 그냥 그대로 쓰는 게 낫다는 판단이 많습니다. 장비 자체가 잘 돌아가고 있는데 통신 방식 하나 때문에 수백만 원짜리 설비를 교체하기는 어렵죠. 이런 이유로 레거시 환경에서는 RS-232가 당분간 완전히 사라지지 않을 겁니다.

RS-232를 아직 쓰는 이유 ④ — 진단·디버깅 용도로 직관적이다

RS-232는 PuTTY, Tera Term 같은 터미널 프로그램 하나면 바로 통신 내용을 눈으로 확인할 수 있습니다.
RS-485 멀티드롭 네트워크에서 특정 슬레이브 응답이 왜 안 오는지 추적할 때, 해당 장비에 RS-232 포트가 있다면 1:1로 연결해서 직접 명령을 날려보는 방식으로 문제를 빠르게 분리할 수 있습니다. 트러블슈팅 현장에서 생각보다 자주 쓰이는 방법입니다.

정리하면, RS-232는 “성능이 낮아서 안 쓰는 기술”이 아니라 “용도에 맞게 쓰는 기술”입니다. 1:1 단거리 설정 작업, 레거시 장비 유지보수, 현장 디버깅처럼 RS-485가 굳이 필요 없는 상황에서는 오히려 RS-232가 더 실용적인 선택입니다.

RS-485 배선 방법 — 2선식 vs 4선식

케이블 규격 선택 — 아무 선이나 쓰면 안 됩니다

RS-485 배선에는 특성 임피던스 120Ω의 꼬임쌍선(Twisted Pair) 케이블을 써야 합니다.
현장에서 “LAN 케이블(Cat.5e)로 연결했는데 통신이 안 돼요”라는 경우가 실제로 있습니다. Cat.5e는 임피던스가 100Ω이라 120Ω 기준과 맞지 않습니다. 짧은 거리에서는 될 수도 있지만 길이가 늘어나면 신호 반사 문제가 생깁니다.
권장 케이블 사양은 22AWG 이상, 특성 임피던스 120Ω, 차폐(Shield) 처리된 꼬임쌍선입니다. Belden 3105A, Alpha Wire 5000C 같은 RS-485 전용 케이블이 가장 좋지만, 비용이 부담된다면 동등한 사양의 국산 케이블도 무방합니다.

차폐 케이블을 쓸 때 실드 접지 처리에 주의할 점이 있습니다.
실드는 한쪽 끝(주로 마스터 쪽 패널)에서만 접지해야 합니다. 양단을 모두 접지하면 두 접지점 사이 전위차로 인해 Ground Loop가 생겨 오히려 노이즈가 유입됩니다. 처음엔 멀쩡하다가 비 오는 날이나 다른 장비 기동 시에만 오류가 나는 경우가 이 케이스인 경우가 많습니다.

2선식(Half-Duplex) — 현장에서 가장 많이 쓰는 방식

RS-485 배선에서 가장 많이 쓰이는 방식은 2선식(Half-Duplex)입니다 — A선과 B선 두 가닥으로 송수신을 번갈아 처리합니다.
Modbus RTU처럼 마스터가 질문하면 슬레이브가 대답하는 구조에서는 동시에 양방향 통신이 필요 없기 때문에 2선식으로 충분합니다. 실제로 현장의 PLC↔인버터, PLC↔온도조절기 연결의 90% 이상이 2선식입니다.
배선은 단순합니다. 마스터(PLC)의 A단자와 슬레이브(인버터)의 A단자를 연결하고, B단자끼리 연결합니다. SG(Signal Ground)가 있다면 연결하는 게 노이즈 측면에서 좋습니다.

헷갈리는 부분이 하나 있는데, 제조사마다 A/B 단자 표기가 다릅니다.
어떤 제품은 A가 +, B가 −로 표기하고, 어떤 제품은 반대로 표기합니다. 심지어 D+/D−, TX+/TX−, RD+/RD−로 표기하는 경우도 있습니다. 배선 전에 반드시 각 장비 매뉴얼의 핀 배치를 확인해야 합니다. A/B가 반대로 연결되면 통신이 아예 안 됩니다.

4선식(Full-Duplex) — 고속 또는 양방향 동시 통신이 필요할 때

4선식은 송신(TX+/TX−)과 수신(RX+/RX−)을 분리해서 동시에 양방향 통신이 가능한 방식입니다.
RS-422가 이 방식을 씁니다. 현장 자동화에서 4선식 RS-485를 쓰는 경우는 많지 않지만, 고속 데이터를 실시간으로 주고받아야 하는 장비나 일부 바코드 리더기, 계측기에서 사용합니다.
마스터 쪽 TX+/TX−를 슬레이브 RX+/RX−에 교차 연결하고, 슬레이브 TX+/TX−를 마스터 RX+/RX−에 교차 연결하는 구조입니다. 배선이 2선식보다 복잡하고 선이 배로 늘어나기 때문에 꼭 필요한 경우가 아니면 2선식을 쓰는 게 유리합니다.

종단 저항 — 빠뜨리면 통신이 불안정해진다

왜 120Ω 종단 저항이 필요할까요?

종단 저항(Termination Resistor)은 케이블 끝에서 신호가 반사되는 것을 막기 위해 달아주는 저항입니다.
RS-485 케이블은 특성 임피던스가 120Ω인 꼬임쌍선(Twisted Pair Cable)을 씁니다. 케이블 끝이 개방 상태이면 신호 에너지가 반사돼서 원래 신호와 간섭을 일으킵니다. 여기에 120Ω 저항을 달아주면 반사 없이 신호가 흡수됩니다.
케이블이 짧거나(5m 이하) 통신 속도가 낮으면(9,600bps 이하) 없어도 동작하는 경우가 있습니다. 하지만 거리가 길거나 속도가 높아질수록 종단 저항이 없으면 간헐적으로 통신 오류가 나기 시작합니다. 짧은 거리에서 잘 되다가 케이블을 늘렸더니 오류가 난다면 종단 저항이 없거나 잘못된 위치에 달린 경우일 가능성이 높습니다.

종단 저항 위치 — 버스의 양쪽 끝에만

종단 저항은 RS-485 버스의 물리적으로 가장 끝에 있는 두 장치에만 달아야 합니다.
마스터(PLC)가 한쪽 끝이고, 가장 멀리 있는 슬레이브가 반대쪽 끝입니다. 이 두 곳에만 A-B 사이에 120Ω 저항을 연결합니다. 중간에 있는 장치에는 달면 안 됩니다.
많은 PLC와 인버터에는 종단 저항을 내장하고 DIP 스위치로 켜고 끌 수 있게 해놨습니다. 예를 들어 LS Electric XGT PLC의 통신 모듈이나 LS 인버터 제품들은 대부분 이 스위치가 있습니다. 매뉴얼에서 ‘Termination’ 또는 ‘Term’ 스위치 위치를 확인하고 끝 장치만 ON으로 설정하면 됩니다.

데이지체인(Daisy-chain) 배선 방식을 써야 하는 것도 중요합니다.
마스터에서 첫 번째 슬레이브로, 거기서 두 번째 슬레이브로 이어지는 형태가 올바른 RS-485 토폴로지입니다. 중간 장치에서 분기해서 별(Star) 형태로 배선하면 임피던스가 불연속이 돼서 통신 오류가 납니다. 현장에서 편의상 분기 배선하다가 통신이 불안정해지는 경우를 꽤 봤습니다.

PLC RS-485 통신 연결 실전 예시

LS Electric XGT PLC ↔ 인버터 RS-485 Modbus RTU 연결

현장에서 가장 많이 쓰는 구성 중 하나가 LS Electric XGT PLC를 마스터로 하고 인버터 여러 대를 슬레이브로 연결하는 RS-485 Modbus RTU 네트워크입니다.
XGT PLC의 내장 RS-485 포트(또는 XGL-C22A 통신 모듈)와 인버터 RS-485 단자를 A→A, B→B로 연결합니다. SG 단자가 있으면 같이 연결하는 것이 노이즈 억제에 좋습니다.
연결 전에 확인해야 할 사항이 있습니다. 각 인버터에 서로 다른 국번(Station ID)을 설정해야 합니다. 같은 국번이 있으면 두 장치가 동시에 응답해서 통신이 충돌합니다. 보통 인버터 파라미터에서 통신 국번, 보드레이트, 패리티, 스톱비트를 설정할 수 있습니다.

PLC 측 설정은 XG5000(LS Electric PLC 프로그래밍 소프트웨어)에서 내장 RS-485 채널의 통신 파라미터를 설정합니다.
보드레이트와 패리티를 인버터 설정과 맞추고, Modbus RTU 마스터 모드로 설정합니다. 이후 래더 프로그램에서 MODWR, MODRD 같은 통신 펑션블록을 사용해서 인버터 주파수 지령이나 운전 명령을 주고받습니다. 각 제품 조합별 통신 예제 자료는 LS Electric 공식 기술 자료실(sol.ls-electric.com)에서 내려받을 수 있습니다. RS-485 통신 표준의 공식 사양은 TIA(Telecommunications Industry Association)에서 관리합니다.

자주 생기는 오류 & 트러블슈팅 FAQ

Q1. 배선은 다 했는데 통신이 아예 안 됩니다.

가장 먼저 A/B 배선 극성부터 확인하세요.
A↔B가 반대로 연결되면 통신이 전혀 안 됩니다. 멀티미터로 A단자와 B단자 사이 전압을 측정했을 때 마스터가 송신 중일 때 전압 변화가 있어야 정상입니다. 전압 변화가 없다면 PLC 통신 설정이나 포트 설정을 다시 확인하세요.
그 다음은 보드레이트와 패리티 설정입니다. 마스터와 슬레이브의 보드레이트가 다르면 통신이 안 됩니다. 인버터 파라미터에서 통신 설정을 한 번 더 확인해보세요.

Q2. 처음엔 잘 되다가 가끔씩 통신 오류가 납니다.

간헐적 통신 오류의 1순위 원인은 종단 저항 미설치 또는 잘못된 위치입니다.
케이블이 길거나 장치가 많을수록 종단 저항이 없으면 신호 반사가 심해집니다. 처음에는 잘 되다가 온도가 올라가거나 주변 장비가 동작하면 오류가 나는 패턴이 전형적입니다.
노이즈도 원인일 수 있습니다. 통신 케이블이 인버터 출력선이나 모터 배선과 같은 덕트를 공유하고 있지는 않은지 확인하세요. 차폐(Shield) 케이블을 쓰고 한쪽 끝만 접지하는 것이 노이즈 대책의 기본입니다.

Q3. 여러 대 중에 특정 슬레이브만 응답을 안 합니다.

특정 장치만 응답 안 할 때는 해당 장치의 국번과 통신 파라미터를 먼저 확인하세요.
국번이 다른 장치와 겹치거나, 보드레이트·패리티가 다르게 설정됐을 가능성이 높습니다. 문제 장치 한 대만 PLC에 연결해서 통신이 되는지 확인하면 장치 자체 문제인지 네트워크 구성 문제인지 빠르게 구분할 수 있습니다.

Q4. USB-RS485 컨버터로 PC에서 테스트하려면 어떻게 해야 하나요?

MOXA UPort, Silicon Labs CP2102 기반 컨버터를 PC에 연결하면 COM 포트로 인식됩니다.
Modbus Poll 같은 무료 소프트웨어를 사용하면 PC를 Modbus 마스터로 동작시켜서 인버터나 계기 레지스터를 직접 읽고 쓸 수 있습니다. 현장 가기 전에 사무실에서 장비를 테스트하거나, 트러블슈팅할 때 PLC 없이 장치 단품 통신을 확인하기에 매우 유용합니다.
컨버터 드라이버 설치 후 장치 관리자에서 COM 포트 번호를 확인하고, Modbus Poll에서 해당 COM 포트·보드레이트·패리티를 맞게 설정하면 됩니다.

Q5. RS-232 포트밖에 없는 장비를 RS-485 네트워크에 연결할 수 있나요?

RS-232 ↔ RS-485 변환 컨버터를 사용하면 연결할 수 있습니다.
시중에 DIN 레일 타입이나 단자 블록 타입 컨버터가 다양하게 나와 있습니다. 자동 방향 전환(Auto Direction Control) 기능이 있는 제품을 선택하면 Half-Duplex 모드에서 별도의 RTS/CTS 제어 없이 편리하게 쓸 수 있습니다.
다만 변환 컨버터를 거칠수록 레이턴시가 생기기 때문에 통신 속도가 높은 경우에는 주의가 필요합니다. 가능하다면 장비 교체 시 RS-485 포트가 내장된 신제품으로 전환하는 것이 장기적으로 유리합니다.

본 글은 일반적인 기술 정보 제공을 목적으로 작성되었으며, 실제 설계 및 시공 시에는 반드시 자격을 갖춘 전문가와 상담하시기 바랍니다. 현장 조건과 법규에 따라 적용 방법이 달라질 수 있습니다.