RS-485 통신 오류 진단법 완전 정복

노이즈, 배선, 간섭 문제 해결 가이드

산업 현장과 건물 자동화 시스템에서 RS-485 통신은 빠질 수 없는 핵심 프로토콜입니다.
그러나 현장에서는 종종 "데이터가 안 온다", "장비가 인식되지 않는다", "간헐적 통신 오류가 발생한다"는 문제가 발생하곤 합니다.
이 글에서는 RS-485 통신 오류의 정확한 진단법과 실무자가 직접 해결할 수 있는 팁을 풍부하게 정리해드립니다.

1. RS-485란? 기본 개념 정리

RS-485는 전기적 특성(EIA-485)에 기반한 **차동 신호 방식(Differential Signaling)**을 사용하는 직렬 통신 방식입니다.

• 전송 방식: 멀티드롭(Multi-Drop) 방식으로 최대 32개 노드 연결 가능
• 거리: 최대 1200m까지 안정적 통신 가능 (속도에 따라 다름)
• 속도: 9600~115200bps 등 다양한 속도 설정 가능
• 선로 구성: 일반적으로 2선식(+)과 (-), 그리고 선택적 GND 사용

✅ 장점

• 긴 거리에서도 안정적인 통신 가능
• 간섭에 강한 차동 신호 방식
• 다중 장비 연결 가능

2. RS-485 통신의 구조 및 특징

RS-485 통신은 아래 구성 요소로 이뤄집니다.

• Master와 Slave 구조 (Modbus RTU에서 흔함)
• 통신선: A선(+) / B선(-) / GND (선택)
• 종단 저항(Termination Resistor): 120Ω 저항을 양 끝 장비에 설치
• 바이어스 저항(Pull-up/down): 통신이 없는 상태에서도 상태 유지를 위해 설치

 

3. 자주 발생하는 RS-485 오류 유형

RS-485 통신 오류는 주로 다음과 같은 유형으로 발생합니다.

• 데이터 미수신: 아예 통신이 되지 않음
• 간헐적 데이터 손실: 일정 시간 후 통신 불능
• CRC 오류: 수신은 되었으나 데이터가 손상됨
• 장비 미인식: 특정 노드 또는 전체 노드 인식 실패
• 버스 충돌: 두 장비가 동시에 송신하여 데이터 깨짐

 

4. 오류 진단 전 필수 체크리스트

RS-485 오류를 진단하기 전 반드시 아래 항목을 점검하세요.

• ✅ 종단 저항이 설치되어 있는가? (양 끝 장비에만)
• ✅ 배선 극성은 정확한가? (A↔B 선이 뒤바뀌지 않았는가?)
• ✅ 통신 속도(Baudrate), 패리티, 데이터 비트, 정지 비트 등 통신 설정이 일치하는가?
• ✅ 접지(GND)가 불안정하거나 노이즈에 영향을 받고 있지 않은가?
• ✅ 장비 주소(Node ID)가 중복되어 있지 않은가?
• ✅ 케이블이 너무 길거나 비틀려 있지 않은가?

5. RS-485 통신 오류 주요 원인과 해결법

5-1. 배선 오류

• 문제: A/B 극성이 반대로 연결됨
• 진단법: 통신을 반대로 연결하면 데이터는 주고받지만 이상한 신호가 발생 → CRC 오류 다발
• 해결법: A와 B 선을 정확히 연결 (장비에 따라 A/B 혹은 +/− 표기 확인)

5-2. 종단 저항 누락 또는 과도한 설치

• 문제: 반사 신호 발생 → 간헐적 오류, 통신 노이즈 증가
• 진단법: 양 끝에만 120Ω 설치해야 함. 중간 장비에 설치하면 반사 손상
• 해결법: 끝단 2개 장비에만 종단 저항을 삽입

5-3. 전기적 노이즈 간섭

• 문제: 인버터, 모터 등에서 발생하는 EMI에 의한 간섭
• 진단법: 통신 간헐적 오류, CRC 불일치 증가
• 해결법:
  • 실드 케이블 사용
  • 접지 철저
  • 전원선과 통신선을 분리 배선

5-4. 바이어스 저항 미설치

• 문제: 통신선에 신호가 없을 때 노이즈로 인해 임의 신호 발생
• 진단법: 장비가 켜졌지만 반응 없음 / 오작동
• 해결법: 마스터 장비 측에 Pull-up(680Ω~1kΩ) 및 Pull-down 저항 설치

5-5. Baudrate 불일치

• 문제: 장비 간 통신 속도 불일치 → 통신 불능
• 진단법: 장비 설정 화면 또는 DIP 스위치 확인
• 해결법: 모든 장비의 Baudrate를 동일하게 설정

5-6. 접지(GND) 불안정

• 문제: GND 기준이 달라서 신호 레벨 오류 발생
• 진단법: 접지가 서로 다르거나 고저차 심한 경우 통신 오류 빈발
• 해결법: GND 공통 연결 or 절연 트랜시버 사용

 

6. 현장 실무에서 자주 발생하는 사례

사례 1. 통신은 되는데 데이터 손실이 자주 발생하는 경우

• 원인: 종단 저항 없음 + 케이블 길이 과도
• 해결: 케이블 양 끝단에 120Ω 설치, 노이즈 억제용 페라이트 코어 추가

사례 2. RS-485 통신선과 전력선이 같은 배관에 있을 경우

• 원인: 전자기 간섭(EMI)
• 해결: 통신선은 별도 배관에, 실드선은 한쪽 접지

사례 3. 한 노드만 인식이 안 되는 경우

• 원인: 해당 장비의 Node ID 중복 또는 고장
• 해결: ID 재설정 또는 장비 교체 점검

 

7. 측정 장비를 활용한 오류 진단 방법

통신 오류를 눈으로 보기는 어렵기 때문에 아래 측정 장비를 사용하면 진단에 큰 도움이 됩니다.

• 오실로스코프: A-B 간 차동 신호 파형을 확인
• RS-485 프로토콜 분석기: Modbus RTU 프레임 해석
• 노이즈 필터 측정기: 전자기 간섭 확인
• 멀티미터: 선 간 단락, GND 전위차 측정

🔧 Tip: RS485 신호가 제대로 나오지 않거나 일그러진 경우, 종단 저항 미설치 혹은 바이어스 저항 누락 가능성 높음.

 

8. RS-485 통신 케이블 선정 및 설치 시 유의사항

케이블 선정 기준

• 트위스트 페어 케이블 (UTP / STP)
• 실드 처리된 RS-485 전용 케이블 권장
• 규격: 24AWG~22AWG, 120Ω 특성 임피던스

설치 유의사항

• 신호선은 반드시 트위스트 쌍으로 구성
• 실드선은 한쪽 끝에서만 접지 (양쪽 접지 시 그라운드 루프 발생)
• 가능한 한 짧고 직선으로 배선
• 전력선과 분리 배선

 

9. 오류 방지를 위한 예방 유지보수 방법

• 주기적으로 접점 및 배선 상태 확인 (산화, 단선 여부)
• 케이블 고정 및 압착 상태 점검
• 간섭이 예상되는 설비 변경 시 통신선 재점검
• 장비 펌웨어 및 통신 설정 점검
• 정기적으로 CRC 오류율 로그 분석

10. 결론 및 실무자용 빠른 점검 요약

실무자용 RS-485 오류 빠른 진단 6단계 체크리스트

1. 배선 극성 확인 (A-B)
2. 통신 속도 및 패리티 설정 동일한가?
3. 종단 저항은 양 끝에만 설치되어 있는가?
4. 실드 케이블 사용 및 접지는 한쪽만?
5. Node ID 중복은 없는가?
6. GND 전위차 혹은 고장 노드 존재 여부 확인

 

마무리하며

RS-485 통신은 설비 자동화, 빌딩 제어, PLC 시스템 등 거의 모든 산업 현장에서 쓰이는 기본 통신 규격입니다.
하지만 "기본"이기 때문에 오히려 점검이 소홀해지고, 오류가 발생해도 쉽게 지나치기 쉽습니다.
이 글에서 다룬 체계적인 오류 진단법과 예방 팁을 통해 비용과 시간을 줄이고 통신 안정성을 확보해보세요.