今日の工業環境に使用される多くのデバイスは、RS-422/485インターフェースで設計されています。これは、多くのユーザがPCでRS-422/485シリアル通信ボードを使うことを意味します。PCは、RS-422あるいはRS-485ネットワークに接続してデータを最大1.2kmの距離まで伝送することができます。RS-422/485規格は、データおよび制御信号を送るために差動電圧を使用することにより長距離通信を可能となります。また、工業アプリケーションにおいて距離およびマルチドロップ問題に加えて注意しなくてはならないことは、アイソレーション、ハウジング、配線、電源、サージプロテクション問題があります。

RS-422プロトコルは、距離を最大1.2kmまで延長できる、伝送スピードを最大10Mbpsまでサポートできるなどシリアルバスの実用的な可能性を拡大します。その秘訣は、差動信号(平衡電圧インターフェース)を使い1対2本の信号線のどちらか一方の電圧が高い場合は、必ずもう片方の電圧は低くします。そして、2本の信号ラインのどちらかの電圧が高いかで“0”と“１”が決まるためノイズや電圧の上下の影響があってもエラーとなる確立を低くします。このため工業環境のようなノイズが多いところでも確実なデータ伝送が可能となります。

RS-422が基本的にPoint to Point （1対1）の伝送を行うのに対して、そのアップデートバージョンとしてのRS-485は、同時に動作できるドライバは、1個だけですが32対32の伝送が可能です。ドライバ出力は、トライステートで、(制御信号によってロジック出力をデジタルHiレベル、デジタルLoレベルのロジックステートに加え、第3のハイインピーダンスHi−Z状態を作り出せるので、トライステートロジック回路と呼ばれます) 1台の装置だけをドライブするための制御を行います。通常､この制御は、RTS/CTSを使ったプログラマブル・ハンドシェークハンドで行われますが、Moxaの特許であるADDC(Automatic Data Direction Control)やB&B ElectronicsのSend Data Controlなどのハードウェアによる制御方式があります。

 

4線式全2重(マルチドロップ) RS-485

ターミネーションは、レシーバとトランスミッタノードのインピーダンスをマッチングさせるために使用されます。もしインピーダンスのミスマッチがある場合、送信信号は、負荷側に対して完全に伝わらず反射として戻ってくるため信号の減衰が生じエラーとなる可能性があります。もし伝送路と負荷インピーダンスが等しければ、これらの信号反射は軽減されます。特性インピーダンスにマッチさせるターミネータの抵抗値は、ケーブルによって異なりますが一般的には120Ωが使われます。

（RS-485制御を実行するハードウェアによる制御方式）

オペレーション：

＊ システムから送信のON/OFFスイッチングを実行する

＊ １ノードだけが与えられた時間にスイッチングのON/OFFを実行する

 

従来の方法： RTS信号を使い、ソフトウェアによる送信の制御を実行する

ハードウェアによる新しい方法： ADDC等のハードウェア制御

利点： ADDCにより送信スイッチのON/OFFを正確に実行できる

ADDCを組み込んだ、マルチポート・シリアルボードやインターフェースコンバータなどの機器を使用することにより、RTS/CTSを使用した従来の複雑なハンドシェーク制御に代わり自動的にデータのセンシングとデータの方向を制御することができます。

工業用アプリケーションで問題になることは､装置間の接続が長く、装置が異なる場所から電源供給を受ける場合に電位差が生じます。即ち、アースグランドラインを通じてグランドループが発生することによりノイズが発生して通信エラーや装置内部のレシーバやドライバを破壊することが考えられます。この障害を無くすには、グランドループを切る必要があります。例えば、Moxaのマルチポート通信ボードやインターフェースコンバータのように、オプティカル・アイソレータを製品に組込まれていれば、電気信号が光に変換されることにより直接、物理的に電気信号が接続されないために2,000V程度までの高圧に耐えられます。

プルアップ抵抗（Pull Up）とは、デジタル信号ラインに１KΩ程度の抵抗を介して確実にHiレベルとなるようにVCCと接続することによりラインにノイズが乗っても誤動作しないようにします。 プルダウン（Pull Down）抵抗は、逆にデジタル信号ラインに１KΩ程度の抵抗を介して確実にグランドに接続することでグランドレベルの電位をはっきりさせるために取り付ける抵抗です。 いずれもHiレベルかLoレベルかが分からないことから誤動作をしないようにする目的です。