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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