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

用PLC实现变频器的有级调速

以国产PLC和LG SV-iG5变频器为例，介绍了采用按钮通过PLC对变频器实现多段速的有级调速。给出了电气原理图、控制梯形图、调试时的速度升降过程。

电力电子技术的发展，变频器的性能日新月异，有调速范围宽、调速精度高、动态响应快、运行效率高、功率因数高、操作方便、便于同其他设备接口等一系列优点，使得变频器的用途越来越广。

变频器的调速通常有操作面板控制、外接电压或电流控制、总线控制和端子控制。利用PLC的开关量输出继电器触头对变频器的多功能输入端进行控制，实现三相异步电动机的正反转、多速有级控制。这里我们选用三龙SL-FX2N-28MR-4AD-2DA型PLC，利用三个输出点Y06Y07Y10的不同组合来实现8级速度控制。速度的逐级切换由按钮SB6或SB7进行加速或减速控制。按一次按钮便可以升或减一级速。

1. 变频器与PLC连接

LG公司生产的SV-iG5系列变频器，是一种功能强大、紧凑小巧的经济型变频器，该系列的变频器具有如下特性：①功率/电压等级：0.37~1.5 kW，200-230VAC，1相；0.37~4.0 kW，200-230VAC，三相；0.37~4.0 kW，380-460VAC，三相；②变频器类型：采用IGBT的PWM控制；③控制方式：V/F空间矢量技术；④内置总线：RS-485，ModBus—RTU；⑤内置PID控制，制动单元；⑥0.5Hz输出150%转矩；⑦防失速功能，8步速控制，三段跳跃频率；⑧三个多功能输入，一个多功能输出，模拟输出（0～10V）；⑨1～10kHz载波频率。

使用三菱编程软件的国产可编程序控制器SL-FX2N-28MR-4AD-2DA型是一款嵌入式增强型PLC，具有16路开关量输入、12路开关量输出(继电器型)，4路模拟量输入，2路模拟量输出，2路高速计数（若不作高速计数用，即可增加两个普通的开关量输入点X60和X61），RS232,RS485口各一个，可以组成485网络，网络中每台产品均支持人机界面。

图1即是利用SL-FX2N-28MR-4AD-2DA型PLC与LG SV-iG5变频器实现8段速有级调速的电气原理图。图中变频器的型号为：SV-004iG-2，适用电机功率0.37kW；PLC的输入点X00接变频器的故障输出；X01接变频器的多功能输出；X02接按钮SB1，为变频器停止控制；X03接按钮SB2，为变频器正转起动；X04接按钮SB3，为变频器反转起动；X05接按钮SB4，为变频器升速按钮。X06接按钮SB5，为降速按钮。PLC输出点Y00接变频器主电源接触器KM，Y01接变频器运行指示HL1，Y02接变频器运行指示HL2， Y06、Y07、Y10分别接变频器的多功能端子P3、P2、P1，Y11接复位端子RST，Y12、Y13分别接变频器的反转、正转端子。

图1 变频器PLC有级调速控制原理图

2. 变频器参数设置

变频器实现多段速运行需要设置的参数有：DRV-01、DRV-02、DRV-03、FU1-20、FU2-30、FU2-31、FU2-31、I/O-21、I/O-22、I/O-23、I/O-24、 I/O-25、I/O-26、I/O-27、I/O-28、I/O-29、I/O-30、I/O-31、I/O-32、I/O-33、I/O-34、I/O-35、I/O-36、I/O-37、I/O-38，还有I/O25～I/O38。若待设参数值与“出厂值”数值相同，就不必进行该参数值设置了。

通过设定P1、P2、P3端子为“速度-L”,“速度-M”和“速度-H”，变频器可以在参数DRV-00、DRV-05、DRV-06、DRV-07、I/O-21、I/O-22、I/O-23、I/O-24中预先设定的频率上运行，运行速度最多可达8段。每段的速度范围均在初始频率FU1-22至最大频率FU1-20之间。运行在哪一段的多步速度由P1、P2、P3端子的组合决定。P1/P2/P3的状态、参数代码与固定频率值的对应关系如表1所示。表中“0”表示断开，即“OFF”；“1”表示接通，即“ON”。

多段速加/减速时间分别在参数I/O25～I/O38中设定。这里将这些参数中的值均设定为5秒。

表1 8段速度与多段速控制端子对应表

当正转SB4或反转按钮SB5按下后，电动机按照频率10 Hz速度运行。按钮下按钮SB6，电动机升一级速度运行，每按一次，升一级速度，直到第8级速度为止。按下按钮SB7，电动机降一级速度运行，每按一次，降一级速度，直到第1级速度为止。当电机运行在中间某一级速度时，同样可以按SB6或SB7进行升或降速。

3. PLC程序编制

我们用PLC内部的辅助继电器M1～M8分别代表10Hz～50 Hz的8个频率，见表1。用PLC控制变频器实现8段速有级运行的梯形图如图2所示。图中根据数据寄存器D0中的值确定运行在哪一段速度，即辅助继电器M1～M8中的某一个吸合。然后由辅助继电器Mx依据表1控制输出继电器Y06Y07Y10来决定变频器多功能端子P1P2P3的通断，达到调速的目的。

图2 有级调速梯形图

4. 调试要点

在实际工程中，各级速度大小的设置可以根据工艺要求来设定。速度的变化要求可以在变频器参数FU1-29～FU1-37中设置相应的值来满足工艺上的要求。文中设定速度值的升速过程时PLC和变频器面板的状态如图3所示。

图3 升速时的面板状态

结束语

本文以三龙SL-FX2N-28MR-4AD-2DA型PLC与LG SV-iG5变频器为例，介绍了实现变频器8段速有级调速的控制方法。但在实际应用中，人们可以按照控制系统要求取其中的几段，并设置合适的速度（频率），使系统尽可能地工作在高效能状态。能够更好地避免机器机构上存在的运行共振频率。

利用按钮通过PLC的开关量输出继电器触头对变频器的多功能输入端进行控制，实现三相异步电动机的正反转、多速有级控制。对大多数控制系统来说，这种多级速度控制方式不仅能满足其工艺要求，而且接线简单、抗干扰能力强，使用也方便。与利用模拟信号进行速度给定的方法相比较，成本低，并且不存在因外界噪声和内部漂移带来的一些问题。因此这种控制方法值得推广应用。

（摘编自《电气技术》，原文标题为“用PLC实现变频器的有级调速”，作者为陈洁、张其努等。）

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