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自制PLC編程電纜

文章來源:handler    時間:2017-01-22 02-08-15

摘要:品牌不同PLC其編程電纜不能通用,而原裝編程電纜又價格不菲,給學習和使用PLC帶來了不便。本文分析PLC編程口幾種通信接口標準和物理結構,詳細說明了各種不同接口形式PLC編程電纜制作方法,自制編程電纜成本低制作方便,可以實現原裝電纜所有功能。 
關鍵詞:PLC 編程口 通信接口標準 編程電纜 接口轉換器

一. 前言 
可編程序控制器(PLC)工業控制領域廣泛應用,PLC編程成了電氣工程技術人員必須掌握專業技能??删幊绦蚩刂破髌放票姸?,歐、美、日、韓及臺灣PLC紛紛搶灘大陸,給使用者提供了多種選擇同時,也給使用者帶來了小小麻煩。不同品牌PLC編程電纜互不通用,買一根原裝電纜往往上千元。以學習為主要目以及經常碰到不同品牌PLC技術人員來說,能夠有辦法花較低代價自制一根編程電纜,無疑為他們提供了方便。PLC品牌眾多,但各種品牌PLC其編程接口不外乎幾種型式,PLC隨機提供技術手冊里一般也都會提供編程口引腳定義,這就為自制編程線提供了可能。下面我就PLC編程口幾種串行通信接口標準和物理結構,詳細說明如何DIY一根適用編程電纜。 
二. PLC編程口型式 
編程電纜一端與PCCOM口相連,另一端與PLC編程口相連,PC端COM口均為RS232C接口,DB-9針形插頭。而PLC編程口按接口標準一般可分為三種,即RS232、RS485、RS422 。按物理結構可分為五種,即八針圓口(DIN-8),九針D形口(DB-9),二十五針D形口(DB-25),RJ11口以及專用接口,其中以前兩種居多,各接口引腳排列如圖一所示。

圖一 
做好編程電纜,首先要大概了解一下這三種串行通信接口標準。RS-232、RS-422與RS-485是三種串行數據接口標準,接口標準只對接口電氣特性做出規定,而不涉及接插件、電纜或協議,同樣一種接口標準可以有不同物理結構,如DB-9 、DB-25等。 
RS-232是PC機與通信工業中應用最廣泛一種串行接口, RS-232C總線標準設有25條信號線,包括一個主通道和一個輔助通道。多數情況下只使用主通道,常用九條信號線(九針D形口),各引腳定義如表一所示。一般雙工通信,僅需幾條信號線就可實現,如發送數據線 TXD 和接收數據線RXD以及邏輯線GND,RS232C只能點對點通訊,傳輸距離短,共模抑制能力差。 
RS-485采用平衡發送和差分接收,具有抑制共模干擾能力。它使用一對雙絞線,將其中一根定義為A(TXD-/RXD-),另一根定義為B(TXD+/RXD+),不需要數字線。速率100kbps及 以下時通信距離達 
1200米以上。RS-485 可以聯網構成分布式系統,其允許最多并聯32臺驅動器和32臺接收器。RS-485只能實現半雙工通信。 
RS-232接口引腳定義 
25 針 9 針 縮 寫 描 述 
2 3 TXD 發送數據 
3 2 RXD 接收數據 
4 7 RTS 請求發送 
5 8 CTS 允許發送 
6 6 DSR 通訊設備準備好 
7 5 GND 信號 
8 1 CD 載波檢測 
20 4 DTR 數據終端準備好 
22 9 RI 響鈴指示器 
表一 
RS-422接口標準主為克服RS-232接口標準通訊距離短和傳輸速率慢而建立。RS-422標準是一種以平衡方式傳輸標準,使用二對雙絞線,每個信號以兩根信號線來傳輸,即發送數據TXD+ 、 TXD- ,接收數據RXD+ 、 RXD- ,邏輯電平是由兩條傳輸線之間電位差來決定,采用了雙線傳輸,大大增強了抗共模干擾能力,最大數據速率可達10MbPs(傳送15m時)。若傳輸速率降到90kbPs時,則最大距離可達1200m,可實現全雙工通信。 
三. 編程電纜制作 
各廠家編程電纜作用就是將PLC端RS485、RS422格式數據轉換為PC端RS232C格式數據,PLC端是RS232則按規則直接連接即可。要自制PLC編程電纜,就必須將PLC端RS485、RS422轉換為PC機能夠識別RS232C,PC才能與PLC通信,完成下載、上傳、監控等工作,這就涉及到一個接口標準轉換問題。實現接口轉換有幾種方法:一是用簡易電平轉換電路,但一種電路只能針對一種PLC,且功能不全,性能太可靠,可能會損壞PC機串口;二是用專用接口轉換IC ,但業余實現起來比較復雜,不適合自制。這里我們使用一種成品通訊接口轉換器,可以實現RS232/RS485/RS422轉換,是專用通訊接口轉換器,使用起來很方便且性能可靠,價格也比較低。 
該類產品市場上比較多,以四川德陽四星電子產品SC-485C接口轉換器為例,該轉換器用于RS232到RS485/RS422通訊轉換,體積小巧,兩個DB-9插頭大小,采用串口竊電技術,不需外接電源。SC-485C結構及引腳定義如圖二所示。RS232端為DB-9孔座,可以直接插PC機COM口上,RS485/RS422端為DB-9針座, RS485時使用3腳和8腳, RS422時用3腳、8腳、1腳和7腳。利用該接口轉換器制作編程電纜如圖三所示。左側為SC-485C接口轉換器,右側從上而下分別為DIN-8、RJ11、DB-9和DB25插頭編程電纜,電纜靠近接口轉換器插頭均為DB-9孔型插頭,另一頭均為針插頭,分別對應不同物理結構PLC編程口。

 


圖二


圖三


接線時PLC端是RS485RS422選擇對應引腳,“發送接接收,接收接發送,正接正,負接負”規律連接,SC-485C接口轉換器與PLC RS485、RS422接口接線圖和PC與PLC RS232接口接線見圖四。


圖四


要做好一根編程電纜,要進行RS232/RS485/RS422之間接口轉換外,還必須了解PLC編程口各引腳定義,是采用同一種接口標準,不同廠家PLC其引腳分布也是不相同。表二提供了幾種主流PLC引腳定義,供自制時參考。未列舉PLC可以查找隨機技術手冊,也可以到網上找一個通用型人機界面(HMI)說明書,HMI與各廠家PLC聯機連線說明中可以找到市場上絕大多數PLC引腳定義。 
部份PLC編程口引腳定義 
PLC型號 接口標準 接口外形 引 腳 定 義 
S7-200 RS485 DB-9 3B/8A 
TIWDO/NEZA RS485 DIN-8 1A/2B 
LG MASTER K系列 RS232 DB-9 2RXD/3TXD/5GND 
FX2N/FX0N RS422 DIN-8 1RXD-/2RXD+/4TXD-/7TXD+ 
OMRON CH200HS RS232 DB-9 2TXD/3RXD/7GND/4RTS/5CTS 
AB SLC503/504 RS232 3TXD/2RXD/5GND/7RTS/8CTS 
ABB COMLI(SLAVE MODE) RS232 6TXD/7RXD/5GND 
KOYO DIRECT DL RS232 RJ11 4TXD/3RXD/1GND 
表二 
四、結束語 
一種原裝電纜只能一種PLC上使用,而一只接口轉換器配上不同接插件可以組合成一套編程電纜,幾乎可以任何品牌PLC上使用。接口轉換器和接插件通信市場都能買到,價格便宜,總成本僅需原裝電纜價格十分之一左右,制作也非常簡便。自制編程電纜可以PC與PLC之間可以完成程序上傳、下載、線監控等功能,功能和可靠性上比起原裝電纜來可以說是毫不遜色。

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