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

SFC编程在TOYOPUC中应用的实例详解

一、SFC编程用语

SFC（Sequencial Function Chart）是通过使用多种图表对象，对生产过程中一系列工程简单地表现出来，类似流程图。历来LD、ST等编程方式不容易分析和判断“设备的各个部件的动作进展状况”，流程图是一种使动作进度成为可视化的工具。但传统的SFC编程思路和架构一般不考虑：自动运转中出现故障重启的处理方式、在主SFC进程中调用子SFC（类似功能块，数量允许的情况下在主SFC进程中随处可以调用同一子SFC）、稍微复杂的SFC程序里如何考虑步骤的重复转移（类似跳转功能）。本文以TOYOPUC（丰田工机）的PC10G系列PLC的实际案例介绍下如何考虑这三个方向。TOYOPUC主要的SFC用语如下图：

重点我们说下：子SFC（子过程）、并列、激活状态/非激活状态。 一台设备有多个机械部件组成，例如汽车生产线上的升降机有：升降电机（简称DL）（有上升、下降动作）、输送的滚筒线（简称CV）、阻挡器机构(（简称ST）、升降机的定位锁气缸（简称TU）。在一个SFC流程内，不同分支执行中会有相同的动作。例如DL上升动作，在分支1执行过程中有DL先上升到位（命名为“步11”）后执行CV运转等，在分支3执行过程中也有DL先上升到位（命名为“步21”）后执行CV运转等；把DL上升动作做成一个子SFC，子SFC在同一个过程中是可以重复使用的，在不同分支执行顺序中都可以执行 “DL上升子SFC”，这样用一个“DL上升子SFC”就可以代替原来的“步11”、“步21”、、、。熟练把某些动作流程打包成一个子SFC，可以使SFC整体程序更加简洁。并列有并列分支和并列汇合，平行分支线是用2根横线来表示。如下图，并列分支前的步骤1激活时，如果转换条件1成立，则向步骤2和步骤3同时过渡（即步骤2和步骤3同时进行处理）。需要注意的是并列汇合时，如果步骤2激活，步骤3没有激活，即使转换条件2成立也不会向步骤4过渡。并列汇合要求上一步骤要全部激活时，并列汇合的转换条件成立，才能向下一步骤过渡。在实际调试中发现转换条件已成立了，SFC不能继续往下执行，可能需要关注这个问题点。

激活状态： 可以执行动作的状态；非激活状态： 不可以执行动作的状态。在SFC中，步骤是一种执行单位，某一步骤成为非激活状态时动作也随即全部同时结束。在编程软件监控SFC程序或触摸屏监视SFC程序时，不同状态有不同的颜色指示，如下图。

二 、TOYOPUC的SFC编程软件和注意点

PC10G是TOYOPUC中大型PLC，使用PCwin编程软件。PCwin可以建立子程序、导入FB库、建立SFC动作流程、导入IO图纸、多语言切换等功能。

SFC程序是以步骤为单位进行执行，软件上要能做到进行到某一步骤时，由于报警等突然退出自动运转。恢复自动运转后，SFC程序能继续执行之前中断的步骤。PCwin在SFC编程上，需要用的2个FB块，FB14和FB15，这2个块是一定要使用的。如下图，FB14是用于PLC上电第1扫描ON时，将SFC输出信号领域全部清零；

FB15是用于控制哪个SFC进程可以运行。如下图，PLC运行时，SFC进程1是一直在运行。当M2C1=1时，SFC进程10才能运行，而进程10不运行时FB也会将对应的SFC输出领域全部清零。

三、TOYOPUC的SFC编程实际案例基本介绍

以汽车厂总装车间的座椅输送线为例，我们介绍下实际应用案例（座椅输送线简称SE）。座椅生产厂家用卡车将座椅运到总装车间的SE设备入口，SE设备负责接收卡车上的座椅（一卡车一般是20套座椅），然后将座椅输送到车间的汽车座椅安装工位。汽车厂的大部分输送系统都在循环输送某类工件，我们先了解下SE循环输送工件：座椅托盘，如下图。

我们以SE设备中的一台升降机（编号DL2）来详细介绍SFC编程的思路。如下图是DL2的平面布局，DL2双侧带CV滚筒输送机。DL2在下降位（地面）时CV7搬入CV6里带座椅的托盘，CV8搬出空托盘至CV24内；DL2在上升位（二楼平台）时CV7搬出带座椅的托盘至CV9内，CV8搬入CV23里的空托盘；TU06和TU07的作用是DL2在上升位时，机械气缸锁定住DL2，防止DL2抱闸等故障突然下坠。

下图是现场照片

先以初始状态、单动作模式来分析下DL2的主要动作模式：托盘从CV7搬出至CV9（简称CV7搬出）、托盘从CV6搬出至CV7（简称CV7搬入）、托盘从CV8搬出至CV24（简称CV8搬出）、托盘从CV23搬出至CV8（简称CV8搬入）；

DL2上升/下降、ST打开/关闭等都是准备/收尾步骤，最主要的步骤是运转电机进行搬入/搬出。我们以主要步骤来定义6种动作模式

四、升降机DL2的SFC编程

通过以上的基本介绍，6种动作模式是有重复的步骤。例如模式1，要执行DL2上升步骤；模式3，要执行DL2上升步骤；根据动作分析，建立6个子SFC：

这6个子SFC，在DL2的SFC进程中，可以认为就是一个基本单元：步骤。根据6种动作模式的准备步骤，在DL2的SFC的初始步往下的流程定义了4个主要选择分支：

主分支1的流程如下图，转换条件TR1135满足后，又回到DL2初始步。

主分支2的流程如下图，转换条件TR1165满足后，又回到DL2初始步。

主分支3的流程如下图。

主分支4的流程如下图。

五、执行SFC程序中突然退出自动运转，恢复自动运转后，如何回到之前的步骤

以主要分支3为例，SFC执行到SUB021（CV7搬出子SFC）时，由于报警等原因，DL2退出自动运转。

恢复自动运转后，DL2的SFC程序入口是从DL2的初始步ST1100进入。

方式1是以主要动作步骤来定义4个记忆，如下图

K型数据地址是断电保持型，SUB021（CV7搬出子SFC）开始执行时K112（CV7搬出中记忆）置位=1；除人为复位外，只有SUB021执行完成后K112才会复位=0；通过K112的记忆，去构造相关条件，就可以实现恢复自动运转后，DL2的SFC程序要恢复到SUB021这个步骤的相关转换条件可以满足。 方式2是在要相关的动作步骤增加判断，如已经完成这个动作就可以跳转到下个步骤。以DL2上升子SFC（SUB011）为例，如下图：

六、相关总结

SFC程序注重流程可视化，配合丰田工机的触摸屏，可以快速监视SFC程序的当前状态，并且可以通过点击切换到转换条件内部程序，快速确认设备故障、不动作原因；SFC程序框架并不复杂，首先要清晰的分析出设备的动作流程。根据主要动作来确定动作模式，根据不同动作模式的步骤确定重复步骤，进行打包成子SFC，在不同动作模式下调用子SFC。以模块式思路来搭建SFC程序框架后，进行SFC程序修改、优化是比较简单的。例如动作模式3 仅CV7搬出完成后（TR1182转换条件满足），原SFC程序是转移到初始步，如此时没有动作需求，DL2升降机是停在二楼平台。在该工况下DL2升降机左右2侧都是空席，业主的需求是希望此时DL2应该下降到地面等待CV7搬入，这样对座椅上件的节拍有利。增加DL2下降动作很简单，在TR1182转换条件下一步进入SUB012（DL2下降子SFC），下降到位后再转移到初始步。按照这个想法来修改忽略了一个情况，如果CV7搬出完成后,CV7搬入条件还未满足，而CV8具备搬入可条件，此时DL2是没必要执行下降动作，再上升到二楼平台执行CV8搬入。应该在TR1182后增加一个虚拟步来判断应该是直接下降到位，还是直接进行CV8搬入动作。其SFC的修改增加1个虚拟步，增加3个转换条件和1个转移目标。在LD程序中就是增加3行转换条件的程序内容。

七、末

JTEKT（捷太格特）是日本丰田和光洋等公司合作创办的企业，主要生产汽车轴承、转向系统、机床等。TOYOPUC（国内简称丰田工机）是JTEKT的机电一体化的控制器系列品牌（官方网址：https://toyoda.jtekt.co.jp/c/products/mecha.html）。有TOYOPUC小型、中型、大型、安全PLC、远程模块、通信模块、触摸屏、运动控制器等产品。相关通信协议有FL-远程、FL-net、以太网等。国内基本只有一汽丰田和广汽丰田的工厂在使用TOYOPUC控制器产品，而且由于价格较昂贵，对比其他日本品牌如三菱、欧姆龙等，没那么让大家熟悉。可能大家刚开始接触TOYOPUC PLC时，会感觉不太习惯，但慢慢的会发现其产品的使用理念和丰田公司精细化管理的理念很相似。特别注重安全、解决故障的效率、程序功能上的统一性。

本文参考资料《TOYOPUC SFC使用说明书：程序设计篇》本文部分照片、资料出自相关设备厂商，纯为学习、交流之用，如有侵权麻烦联系删除，谢谢！

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