随着可编程序控制器(plc)在工业控制领域的广泛应用,plc编程成了电气工程技术人员必须掌握的专业技能。可编程序控制器的品牌众多,欧、美、日、韩及台湾的PLC纷纷抢滩大陆,在给使用者提供了多种选择的同时,也给使用者带来了小小麻烦。由于不一样的品牌PLC的编程电缆互不通用,买一根原装电缆往往上千元。对于以学习为最大的目的以及经常碰到不一样的品牌PLC的技术人员来说,若能够有办法花较低的代价自制一根编程电缆,无疑为他们提供了方便。PLC虽然品牌众多,但各种品牌的PLC其编程接口不外乎几种型式,在PLC随机提供的技术手册里一般也都会提供编程口的引脚定义,这就为自制编程线提供了可能。下面我就PLC编程口的几种串行通信接口标准和物理结构,详细说明如何DIY一根适用的编程电缆。
编程电缆一端与PC的COM口相连,另一端与PLC的编程口相连,PC端的COM口均为RS232C接口,DB-9针形插头。而PLC的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。
为了做好编程电缆,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,接口标准只对接口的电气特性做出规定,而不涉及接插件、电缆或协议,所以同样一种接口标准可以有不同的物理结构,如DB-9 、DB-25等。RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口, RS-232C总线条信号线,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。对于一般双工通信,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以及逻辑地线C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,因此具有抑制共模干扰的能力。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+),不需要数字地线kbps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-422接口标准主要是为克服RS-232接口标准的通讯距离短和传输速率慢而建立的。RS-422标准是一种以平衡方式传输的标准,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的电位差来决定的,由于采用了双线传输,大大增强了抗共模干扰的能力,因此最大数据速率可达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。
各厂家的编程电缆的作用就是将PLC端的RS485、RS422格式的数据转换为PC端的RS232C格式的数据,PLC端如果是RS232则只要按规则直接连接即可。因此要自制PLC编程电缆,就必须将PLC端的RS485、RS422转换为PC机能够识别的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的问题。实现接口转换有几种方法:一是用简易的电平转换电路,但一种电路只能针对一种PLC,且功能不全,性能也不太可靠,甚至可能会损坏PC机的串口;二是用专用的接口转换IC ,但业余实现起来很复杂,不适合自制。这里个人会使用一种成品通讯接口转换器,能轻松实现RS232/RS485/RS422的转换,(版权所有)由于是专用的通讯接口转换器,用起来很方便且性能可靠,价格也比较低。
该类商品市场上比较多,以四川德阳四星电子的产品SC-485C接口转换器为例,该转换器用于RS232到RS485/RS422的通讯转换,体积小巧,只有两个DB-9插头大小,采用串口窃电技术,不需外接电源。SC-485C的结构及引脚定义如图二所示。RS232端为DB-9的孔座,可以直接插在PC机的COM口上,RS485/RS422端为DB-9的针座, 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插头的编程电缆,电缆靠近接口转换器一边的插头均为DB-9孔型插头,另一头均为针插头,分别对应不同物理结构的PLC编程口。
接线选择对应的引脚,按照“发送接接收,接收接发送,正接正,负接负”的规律连接,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。
要做好一根编程电缆,除了要进行RS232/RS485/RS422之间的接口转换外,还一定要了解PLC编程口各引脚的定义,因为即使是采用同一种接口标准,不同厂家的PLC其引脚分布也是不相同的。表二提供了几种主流PLC的引脚定义,供自制时参考。未列举的PLC可以查找随机的技术手册,也可以到网上找一个通用型人机界面(hmi)的说明书,在HMI与各厂家PLC联机的连线说明中能够找到市场上绝大多数PLC的引脚定义。
一种原装电缆只能在一种PLC上使用,而一只接口转换器配上不同接插件能组合成一套编程电缆,几乎能在任何品牌的PLC上使用。接口转换器和接插件在通信市场都能买到,且价格便宜,总成本仅需原装电缆价格的十分之一左右,制作也非常简便。自制的编程电缆可以在PC与PLC之间能够实现程序上传、下载、在线监控等功能,在功能和可靠性上比起原装电缆来能够说是毫不逊色。
无论是9孔插头,还是25孔插头,其串行通讯电缆连接时都要遵循下列对接关系:
根据上述对接关系,就可以十分便捷地连接串行通讯电缆。这里顺便介绍一下上述各引脚所代表的含义:
在制作9芯串口连线芯的扁平电缆,引脚连线孔插头-25孔插头引脚连线孔插头引脚连线。
台达DOP系列触摸屏与各品牌PLC通讯连线、GE VERMAX 编程电缆制作(电源模件第一个串口):
4、GE公司生产的编程电缆(GE 90-30、90-70、VersaMax),在调试过程中不够长,要延长,延长线 SUB FEMALE串口,用第二个串口方能编程,即使用GE公司生产的编程电缆。
2:用rs232/485转换器,485与plc的PPI口的连接方式是: 3-Data+ 8-Data- s7-300、400:通过MPI通讯,用siemens的适配器(PC-Adapter),适配器的一端直接和plc的MPI口相连,适配器的另一端采用下面的连接方式。 1-1 2-3 //发送端3-2 //接收端4-6 //发送确认5-5 //共地6-4 //接收确认7-8 //发送完成8-7 //接受完成9-9 Profibus:
以上颜色为自定。假如线径太细接口卡不牢,可以先用电工胶带固定和加粗厚再安装接口外壳。
1.直连编程电缆 ,该制作的过程当初是参考三菱PLC编程电缆制作的过程。当初网上没有关于富士PLC编程电缆制作的方法,在触摸屏编程手册上看到富士PLC采用RS422通讯,并下载了通讯口图如图所示。开始准备用RS232/422转换器制作,单本地没有买到。想起三菱PLC也是RS422通讯,网上很多三菱编程电缆制作图,就下载了一个三菱接线图并制作了一个富士编程电缆。
开始用电阻制作的编程电缆用V1.0中文版富士软件联机成功几率很低,10%左右。在车间用笔记本成功几率为0,就到郑州购买RS232/422模块制作另外一根编程电缆,谁知道用转换器制作的编程电缆在办公的地方成功几率0,车间就更不用说了。就一直使用电阻连接的编程电缆并把PLC拆到办公室输入程序再安装到车间。直到后来才有好心的工控朋友说V1.0中文版软件是在WIN98系统联机的软件,XP系统必须用V2.0以后的版本。下载安装V2.0版本软件,两种方法制作的编程电缆都可以用。
4 RTX+ -------------------------5 GND
6 TXD+ -------------------------5 GND
将PLC的4(RXD+).6(TXD+)脚的导线.2k欧的电阻与9芯的3脚相连,
到电脑市场购买一个RS232-422转换头(25元左右,比电阻连接的安全),按转换头的说明书的说明与8芯水晶头按RTX+接RTX+;RTX-接RTX-;TXD+接TXD+;TXD-接TXD-连接就可。
1 如果有USB/RS232转换器,注意转换器必须单独供电,如果转换器能用+5V供电,可以直接用PLC的+5V电源 。如果转换器是+9V供电的可能需要另外增加一个直流电源了;
2 软件必须用2.0英文版本,1.0中文版本可以在下面编程用,1.0在WIN98系统可用,在XP 系统联机成功率不高(偶然可以成功一次)。
3 判断接线是不是正确,可以把水晶头插到PLC编程口(PLC NB2有一个口不是编程口,不要插错)测量+5V是否是1/7和2/8脚。好几个朋友都是把水晶头上下程序弄错 。好几个朋友都是把通讯口1~8的次序弄颠倒了,插到PLC通讯口后测量1脚和2脚+5V极性判断是否接错。
SPB为RS422模式,因此令一端你需要一个RS232转RS422的转换器~~然后对应著转换器上的引脚分布进行接线。