シリアル通信ポートの形状と種類を完全解説|D-sub9ピン・丸型コネクタ・ピン数の違い

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シリアルポートとは

シリアルポートは、1本の信号線でデータを1ビットずつ順番に送る通信インターフェースです。パラレル(複数線で同時送信)に比べて配線が少なく、長距離通信に向いています。

工場の現場では、PLC、モータドライバ、計測器、ロボットコントローラなどの接続に現在も広く使われています。USBに置き換わったと思われがちですが、産業機器の世界ではRS-232CやRS-422/485が現役です。

シリアルポートの主な形状(コネクタ種類)

コネクタ形状 別名 ピン数 主な用途
D-sub 9ピン(DE-9) D-Sub 9pin、9PINシリアル 9ピン 最も一般的。RS-232Cの標準コネクタ
D-sub 25ピン(DB-25) D-Sub 25pin 25ピン 旧型PCのパラレルポート/シリアルポート
D-sub 15ピン(HD-15) D-Sub 15pin 15ピン VGAモニタ端子。シリアルとは別物
丸型(Round DIN) DINコネクタ、丸形 3〜13ピン プログラマブルコントローラの一部で採用
端子台(TB) スクリューターミナル 2〜4極 RS-485の現場配線で最も多い
RJ-45(8P8C) Ethernetコネクタと同じ形 8ピン RS-485/422の配線に使われることがある
USBシリアル変換器 USB-RS232C変換ケーブル USB側は4ピン 最近のPCにシリアルがない場合の救世主

D-sub 9ピン(DE-9)が最も使われる理由

工場の現場で「シリアルポート」と言えば、ほぼD-sub 9ピン(オス)を指します。正式にはDE-9と呼ばれますが、業界では単に「9ピンシリアル」で通じます。

D-sub 9ピンの各ピン配列(RS-232C)

ピン番号 信号名 方向 意味
1 CD / DCD 入力 キャリア検出(相手が接続中か)
2 RXD 入力 データ受信
3 TXD 出力 データ送信
4 DTR 出力 データ端末レディ(準備完了)
5 GND 信号グランド
6 DSR 入力 データセットレディ(相手準備完了)
7 RTS 出力 送信要求
8 CTS 入力 送信可
9 RI 入力 着信表示

実務上、3線あれば通信できます:2番(RXD)、3番(TXD)、5番(GND)。この3線だけでも基本的なシリアル通信は可能です。フロー制御(RTS/CTS)が必要な場合は追加で接続します。

D-sub 25ピン(DB-25)

非常に古いPCや業務用機器で使われていた25ピンのD-subコネクタです。RS-232Cのフルスペック(全25信号)を実装していますが、現在はほとんど使われていません。

産業機器では、古いNC工作機械や一部の計測器に残っています。

丸型コネクタ(DINコネクタ)

丸い形状のシリアルコネクタです。主な種類:

  • ミニDIN 6ピン:PS/2マウス/キーボードと同じ形。一部のPLCやモータドライバで使用
  • DIN 5ピン(180度):MIDIケーブルと同じ形。古い表示器や計測器に
  • DIN 8ピン:一部の産業用機器のプログラミングケーブル

端子台タイプ(スクリューターミナル)

産業現場で最も多く見かけるのが、端子台に直接配線するタイプです。PLCの通信モジュールには、D-subではなく端子台タイプが増えています。

  • RS-485 2線式:A(+), B(-), GND の3線
  • RS-422 4線式:TXD+, TXD-, RXD+, RXD-, GND
  • ケーブルを圧着端子で加工して接続する。安定性が高く、振動に強い

シリアル通信の規格の違い(RS-232C vs RS-422 vs RS-485)

項目 RS-232C RS-422 RS-485
コネクタ形状 D-sub 9ピン(標準) D-sub 9ピン or 端子台 端子台(主流) or D-sub 9ピン
伝送方式 不平衡(シングルエンド) 平衡(差動ペア) 平衡(差動ペア)
最大距離 15m 1,200m 1,200m
最大速度 115.2kbps 10Mbps 10Mbps
接続台数 1対1のみ 1対10 1対32(最大256)
ノイズ耐性 弱い 強い 強い
主な用途 PLCとの1対1接続 長距離1対多 マルチドロップネットワーク

現代の産業現場で見かけるシリアルポート

  • 三菱MELSEC iQ-F(FX5U):RS-485(5極端子台、標準内蔵)。RS-232Cは非搭載(拡張ボードFX5-232-BDで追加)。Q/L/iQ-Rシリーズはシリアル通信モジュールの種類による
  • 三菱MELSEC Q/L/iQ-R:QJ71C24N(RS-232C D-sub9ピン)、QJ71C24N-R2(RS-485/422 端子台)
  • キーエンスKV-7000シリーズ(KV-7500):EtherNet/IP内蔵。シリアルは非搭載(拡張モジュールKV-XH02が必要)。KV-5000/3000以前はRS-232C(D-sub9ピン)が主流だった
  • 安川インバータ(GA700/1000シリーズ):RS-485/422(端子台:R+,R-,S+,S-)。RJ-45搭載モデルもあり
  • IAIロボコン:機種による。RS-232C(D-sub9ピン)またはRS-485(端子台)。新機種はEthernet対応が増加
  • 温調計・各種計測器:RS-485(端子台)が標準。Modbus RTUプロトコルで接続

傾向: 新機種ほどEthernet(EtherNet/IP, EtherCAT, Modbus TCP)への移行が進んでいますが、RS-485(端子台)はまだまだ現役です。RS-232C(D-sub9ピン)は新しいPLCでは拡張オプション扱いになりつつあります。

USBシリアル変換ケーブルの選び方

最近のPCにはシリアルポートが付いていないため、USB-RS232C変換ケーブルが必要になります。

選定のポイント

  • FTDIチップ搭載品を選ぶ:変換チップにはFTDI製が最も安定。ProlificやCH340は安いがトラブルが多い
  • 絶縁タイプを選ぶ:工場のノイズ環境では、USB-シリアル間に絶縁があるタイプ(アイソレーション)を推奨
  • 9ピンのオス/メスを確認:PLC側のコネクタがオスかメスかを確認して購入する
  • ケーブル長は2m以内:USBの仕様上、5m以上の延長は動作が不安定になる

まとめ

  • シリアルポートの形状で最も多いのはD-sub 9ピン(DE-9)
  • 工場現場ではRS-232C(D-sub9ピン)とRS-485(端子台)の2種類が主流
  • 丸型コネクタや25ピンコネクタは古い機器に残っているが、徐々に減っている
  • RS-232Cは3線(RXD/TXD/GND)で最低限の通信が可能
  • USBシリアル変換はFTDIチップ+絶縁タイプが工業用におすすめ
  • 長距離(15m超)やノイズ環境ではRS-485を選ぶ

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