自制PLC编程电缆
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。可编程序控制器品牌众多，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PC COM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，性能不可靠，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 |
