最全的PLC通讯电缆编程电缆自制详解(图)
一. 前言
八方汇PLC实战培训
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。由于不同品牌PLC的编程电缆互不通用,买一根原装电缆往往上千元。对于以学习为主要目的以及经常碰到不同品牌PLC的技术人员来说,如果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。
二.PLC编程口的型式
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。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,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。速率在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。表一: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 信号地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 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。
三. PLC编程电缆的制作
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的转换,由于是专用的通讯接口转换器,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。
接线时根据PLC端是RS485还是RS422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。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,还必须了解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联机的连线说明中可以找到市场上绝大多数PLC的引脚定义。表二 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/8ATIWDO/NEZA RS485 DIN-8 1A/2BLGmasterK系列 RS232 DB-9 2RXD/3TXD/5GNDFX2N/FX0N RS422 DIN-8 1RXD-/2RXD+/4TXD-/7TXD+OMRON CH200HS RS232 DB-9 2TXD/3RXD/7GND/4RTS/5CTSAB SLC503/504 RS232 3TXD/2RXD/5GND/7RTS/8CTSABB COMLI RS232 6TXD/ 7RXD/ 5GND(SLAVE MODE)KOYO DIRECT DL RS232 RJ11 4TXD/3RXD/1GND
四、结束语
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可以组合成一套编程电缆,几乎可以在任何品牌的PLC上使用。接口转换器和接插件在通信市场都能买到,而且价格便宜,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之间可以完成程序上传、下载、在线监控等功能,在功能和可靠性上比起原装电缆来可以说是毫不逊色。RS232转RS485自制线原理图
串行通讯电缆的制作 RS-232通讯电缆的制作无论是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: SG←→SG TXD←→RXD RXD←→TXD RTS←→CTS CTS←→RTS DTR←→DSR DSR←→DTR 根据上述对接关系,就可以非常方便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: SG英文全称为Signal Ground/Common Return,表示信号地; TXD指Transmitted Data,表示数据发送; RXD指Received Data,表示接收数据; RTS指Request To Send,表示发送请求; CTS指Clear To Send,表示清除请求; DTR指Data Terminal Ready,表示数据终端准备就绪; DSR指Data Signal Rate Selector,表示数据置位准备就绪。 在制作9芯串口连线时,需要2个9孔插头和1.5米长的至少7芯的扁平电缆,引脚连线如下所示。 9孔插头-9孔插头引脚连线为:2-3、3-2、4-6、5-5、6-4、7-8、8-7。 9孔插头-25孔插头引脚连线为:2-2、3-3、4-6、5-7、6-20、7-5、8-4。 25孔插头-25孔插头引脚连线为:2-3、3-2、4-5、5-4、6-20、7-7、20-6。
台达DOP系列触摸屏与各品牌PLC通讯连线1、GE VERMAX 编程电缆制作(电源模件第一个串口):
PLC PC(9 SUB MALE) (9 SUB FEMALE)2 (T) 2 (R)3 (R) 3 (T)5 (G) 5 (G)
2、GE 90—30系列(CPU351/352/363/364) 编程电缆制作(RS232端口 6脚RJ11型):PLC PC(6 RJ11 MALE) (9 SUB FEMALE)2 (T) 2 (R)5 (R) 3 (T)3 (G) 5 (G)3、GE 90-30、90-70、VersaMax 编程电缆制作(RS232端口 6脚RJ11型):PLC RS422/RSRS232 PC(15 SUB MALE) (9 SUB FEMALE)12 (T-) (R+) (T) 2 (R)13 (T+) (R-) (R) 3 (T)10 (R-) (T+) (G) 5 (G)11 (T+) (T-)9 (RT)6 (RTS-)15 (CTS-)6 (RTS+)15 (CTS+)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,需要延长,延长线的制作为同1注意一下,GE 90-70有两个15 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。
欧姆龙CPM1A編程電纜製作資料
一、 (如图)
二、欧姆龙plc编程电缆
制作三菱FX系列PLC编程电缆
用于三菱FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC及A系列PLC编程使用。第一步:制作一根FX-422CABO。
第二步:制作一根F2-232CAB-1
第三步:把上以两根线的25针母接头和公插头对接。上图实际就是计算机的串口直接对应PLC的DIN8孔为;计算机 PLC2 23 75 36和8短接 6好了,一根三菱plc编程电缆SC-09就制作完成了。
三菱FX系列编程电缆 三菱PLC編程電纜製作資料
电脑与PLC/CQM1H系列的编程电缆XW2Z-200S-CV的制作PLC-PC:2-2 3-3 4-8 5-7 9-5LG PLC编程电缆制作方法使用RS232 串行口和屏蔽电缆制作。公2(白)〈-----〉母3(白),公3(黄)〈-----〉母2(黄)公5(红)《-----》母5(红),屏蔽层加护套焊接在金属外壳上。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。
富士PLC编程电缆制作
制作方法如下:1.直连编程电缆 ,该制作方法当初是参考三菱PLC编程电缆制作方法。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室成功几率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。【attach】42【/attach】4 RTX+ -------------------------5 GND6 TXD+ -------------------------5 GND3 RXD— ------2.2K电阻------3 RXD5 TXD— ------2.2K电阻------2 TXD将PLC的4(RXD+).6(TXD+)脚的导线与电脑9芯母头的5脚连接(该脚是RS232的地),3脚(RXD-)通过2.2k欧的电阻与9芯的3脚相连,5脚(TXD-)通过2.2k欧电阻与9芯的2脚相连2.通过RS232-RS422转换头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。后有朋友联机不成功,我总结有以下原因导致他们没有成功:1 如果有USB/RS232转换器,注意转换器必须单独供电,如果转换器可以用+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 判断接线是否正确,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。
富士spb plc的编程电缆内部接线图!一端8芯水晶头 一端rs232 9孔RJ45端 3-----TD+ ; 4-----TD- ; 5-----RD+ ; 6-----RD- ; 1,2,7,8---NCSPB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。另低版本的软件会导致通讯失败,请使用高版本的软体。
F930GOT-BWD-C的编程电缆PC HMI2--------33--------24--------6.85--------56.8-----44400与OMRON CP1H的通讯电缆制作plc-----------hmi3 32 29 54,5短自制松下PLC(FP0)编程电缆图
结构体变量与功能块的综合使用,带你体会PLC结构化编程的实现
前面几篇文章小编给大家介绍了三菱FX系列PLC的结构化编程,介绍了结构体变量和功能块的使用,对于习惯了三菱PLC简单工程的朋友们可能很不适应,而且文章写的都比较笼统,今天就介绍一个简单的实例。
现在有十个三相异步电动机,要求编程实现电机的启动停止。
传统的控制方式一定是这样的
图一
相信大家对这样的三菱PLC一定不会陌生,限于篇幅,我只写了四个电机的控制。三菱PLC的这种简单工程模式,直观易懂,非常傻瓜化,只要智商正常,都能看得懂,因此被冠以直观易懂,符合东方人思维的特点(但小编我觉得这是在侮辱国人的智商)。这种编程方式繁琐,而且浪费纸,对于大型工程或是复杂工艺计算,以及运动控制,那可是要死人的。那么用结构化编程怎么实现呢?
分析: 控制十台电机的启停,那么启停控制就是十台电机都要用到的,我们可以做成功能块,反复调用。
每台电机都有启动,停止两个操作,我们可以定义为结构体变量。
首先,我们先创建一个电机控制的功能块 Motot_Control
图二
如 图二所示,就是创建好的功能块Motot_Control。在这里,小编是用ST语言编写的。关于ST语言在PLC编程中的好处,小编不再重复,希望大家多多体会。
接下来,我们就要在程序中调用功能块了,由于是十台电机,因此需要调用十次
图三
如图三所示,这就是我们在程序中调用的功能块,同样限于篇幅,小编我就只调用了四个。和图一的简单工程梯形图相比,是不是简洁多了?注意看黄色荧光笔部分,这部分称之为功能块的实例名,是什么意思呢?因为在IEC61131-3标准中,功能块也当做是一种变量类型,也是需要定义的,也就是俗称的功能块型变量,在西门子博途中称之为背景数据块。
图四
如图四所示,我们在程序中插入的四个功能块,都被自动定义成了变量。
接下来,我们就建立结构体变量了
图五
如图五所示,这就是建立好的结构体变量Motor,注意看,它是支持中文的!是不是很赞!
建立好了结构体变量,我们就可以在全局变量中定义并使用了
图六
如图六所示,我们定义了四个结构体型变量,名字分别为 电机1,电机2,电机3,电机4.注意看它们的类型,都是Motor型。接下来,我们就可以直接使用定义好的变量了
图 七
如图七所示,这就是最终的程序,和使用简单工程相比的图一,是不是更简单明了,而且更加的高效?
总结:本文所举的例子比较简单,可能还体现不出结构化编程的优势,本文旨在让大家体会结构化编程的思维方式。毕竟,基于IEC61131-3标准是PLC的发展方向,是大势所趋。台达PLC,欧姆龙PLC,松下PLC,三菱PLC,富士PLC这些日系PLC都推出了基于ICE61131-3标准的PLC产品,可见,连小日本都觉得简单工程的方式已经没了前途,如果你还抱残守缺,故步自封,不思进取,天天以入门简单来麻醉自己,你也就基本看不懂手表了。
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