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      自制PLC编程电缆

      文章来源:handler    时间:2017-01-22 02-08-15

      摘要:品牌不同PLC其编程电缆不能通用,而原装编程电缆又价格不菲,给学习和使用PLC带来了不便。本文分析PLC编程口几种通信接口标准和物理结构,详细说明了各种不同接口形式PLC编程电缆制作方法,自制编程电缆成本低制作方便,可以实现原装电缆所有功能。 
      关键词:PLC 编程口 通信接口标准 编程电缆 接口转换器

      一. 前言 
      可编程序控制器(PLC)工业控制领域广泛应用,PLC编程成了电气工程技术人员必须掌握专业技能??杀喑绦蚩刂破髌放浦诙?,欧、美、日、韩及台湾PLC纷纷抢滩大陆,给使用者提供了多种选择同时,也给使用者带来了小小麻烦。不同品牌PLC编程电缆互不通用,买一根原装电缆往往上千元。以学习为主要目以及经常碰到不同品牌PLC技术人员来说,能够有办法花较低代价自制一根编程电缆,无疑为他们提供了方便。PLC品牌众多,但各种品牌PLC其编程接口不外乎几种型式,PLC随机提供技术手册里一般也都会提供编程口引脚定义,这就为自制编程线提供了可能。下面我就PLC编程口几种串行通信接口标准和物理结构,详细说明如何DIY一根适用编程电缆。 
      二. PLC编程口型式 
      编程电缆一端与PCCOM口相连,另一端与PLC编程口相连,PC端COM口均为RS232C接口,DB-9针形插头。而PLC编程口按接口标准一般可分为三种,即RS232、RS485、RS422 。按物理结构可分为五种,即八针圆口(DIN-8),九针D形口(DB-9),二十五针D形口(DB-25),RJ11口以及专用接口,其中以前两种居多,各接口引脚排列如图一所示。

      图一 
      做好编程电缆,首先要大概了解一下这三种串行通信接口标准。RS-232、RS-422与RS-485是三种串行数据接口标准,接口标准只对接口电气特性做出规定,而不涉及接插件、电缆或协议,同样一种接口标准可以有不同物理结构,如DB-9 、DB-25等。 
      RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛一种串行接口, RS-232C总线标准设有25条信号线,包括一个主通道和一个辅助通道。多数情况下只使用主通道,常用九条信号线(九针D形口),各引脚定义如表一所示。一般双工通信,仅需几条信号线就可实现,如发送数据线 TXD 和接收数据线RXD以及逻辑线GND,RS232C只能点对点通讯,传输距离短,共模抑制能力差。 
      RS-485采用平衡发送和差分接收,具有抑制共模干扰能力。它使用一对双绞线,将其中一根定义为A(TXD-/RXD-),另一根定义为B(TXD+/RXD+),不需要数字线。速率100kbps及 以下时通信距离达 
      1200米以上。RS-485 可以联网构成分布式系统,其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。RS-485只能实现半双工通信。 
      RS-232接口引脚定义 
      25 针 9 针 缩 写 描 述 
      2 3 TXD 发送数据 
      3 2 RXD 接收数据 
      4 7 RTS 请求发送 
      5 8 CTS 允许发送 
      6 6 DSR 通讯设备准备好 
      7 5 GND 信号 
      8 1 CD 载波检测 
      20 4 DTR 数据终端准备好 
      22 9 RI 响铃指示器 
      表一 
      RS-422接口标准主为克服RS-232接口标准通讯距离短和传输速率慢而建立。RS-422标准是一种以平衡方式传输标准,使用二对双绞线,每个信号以两根信号线来传输,即发送数据TXD+ 、 TXD- ,接收数据RXD+ 、 RXD- ,逻辑电平是由两条传输线之间电位差来决定,采用了双线传输,大大增强了抗共模干扰能力,最大数据速率可达10MbPs(传送15m时)。若传输速率降到90kbPs时,则最大距离可达1200m,可实现全双工通信。 
      三. 编程电缆制作 
      各厂家编程电缆作用就是将PLC端RS485、RS422格式数据转换为PC端RS232C格式数据,PLC端是RS232则按规则直接连接即可。要自制PLC编程电缆,就必须将PLC端RS485、RS422转换为PC机能够识别RS232C,PC才能与PLC通信,完成下载、上传、监控等工作,这就涉及到一个接口标准转换问题。实现接口转换有几种方法:一是用简易电平转换电路,但一种电路只能针对一种PLC,且功能不全,性能太可靠,可能会损坏PC机串口;二是用专用接口转换IC ,但业余实现起来比较复杂,不适合自制。这里我们使用一种成品通讯接口转换器,可以实现RS232/RS485/RS422转换,是专用通讯接口转换器,使用起来很方便且性能可靠,价格也比较低。 
      该类产品市场上比较多,以四川德阳四星电子产品SC-485C接口转换器为例,该转换器用于RS232到RS485/RS422通讯转换,体积小巧,两个DB-9插头大小,采用串口窃电技术,不需外接电源。SC-485C结构及引脚定义如图二所示。RS232端为DB-9孔座,可以直接插PC机COM口上,RS485/RS422端为DB-9针座, RS485时使用3脚和8脚, RS422时用3脚、8脚、1脚和7脚。利用该接口转换器制作编程电缆如图三所示。左侧为SC-485C接口转换器,右侧从上而下分别为DIN-8、RJ11、DB-9和DB25插头编程电缆,电缆靠近接口转换器插头均为DB-9孔型插头,另一头均为针插头,分别对应不同物理结构PLC编程口。

       


      图二


      图三


      接线时PLC端是RS485RS422选择对应引脚,“发送接接收,接收接发送,正接正,负接负”规律连接,SC-485C接口转换器与PLC RS485、RS422接口接线图和PC与PLC RS232接口接线见图四。


      图四


      要做好一根编程电缆,要进行RS232/RS485/RS422之间接口转换外,还必须了解PLC编程口各引脚定义,是采用同一种接口标准,不同厂家PLC其引脚分布也是不相同。表二提供了几种主流PLC引脚定义,供自制时参考。未列举PLC可以查找随机技术手册,也可以到网上找一个通用型人机界面(HMI)说明书,HMI与各厂家PLC联机连线说明中可以找到市场上绝大多数PLC引脚定义。 
      部份PLC编程口引脚定义 
      PLC型号 接口标准 接口外形 引 脚 定 义 
      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、结束语 
      一种原装电缆只能一种PLC上使用,而一只接口转换器配上不同接插件可以组合成一套编程电缆,几乎可以任何品牌PLC上使用。接口转换器和接插件通信市场都能买到,价格便宜,总成本仅需原装电缆价格十分之一左右,制作也非常简便。自制编程电缆可以PC与PLC之间可以完成程序上传、下载、线监控等功能,功能和可靠性上比起原装电缆来可以说是毫不逊色。

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