最全的通讯电缆编程电缆自制
自制PLC编程电缆
摘要：由于品牌不同的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。   
    本文通过分析PLC编程口的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的PLC编程电缆的制作方法，自制编程电缆成本低制作方便，可以实现原装电缆的所有功能。
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
    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． 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/8A
TIWDO/NEZA RS485 DIN-8 1A/2B
LGｍａｓｔｅｒK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 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。