三菱FX系列PLC的常用通信接口

    PLC通信主要采用串行异步通信，其常用的串行通信接口标准有RS - 232C、RS - 422A和RS -485等。PLC主要是通过RS - 232、RS -422和RS -485等通用通信接口进行联网通信的。若两台设备的通信接口不同，则要采用硬件设备进行接口类型的转换。    (1) RS -232通信接口    RS -232是数据终端设备与数据通信设备进行数据交换的接口。RS - 232C为C版本的RS -232。    RS - 232接口物理连接器（插头）规定为25芯插头，通常插头在数据终端设备(DTE)端，插座在数据通信设备(DCE)端。RS是英文“推荐标准”的缩写，232是标识号，C表示此标准修改的次数。它既是一种协议标准，又是一种电气标准，规定了终端和通信设备之间信息交换的方式和功能，采用串行通信方式传送数据，比特率规定为19200bit/s、9600bit/s、4800bit/s等几种。    RS - 232C接口是标准的25针的D型连接器。RS - 232C采用负逻辑，具有较高的抗干扰能力，用-5 ~ - 15V表示逻辑1，用+5V ~+15V表示逻辑0。噪声容限为2V，即要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑0，高到-3V的信号作为逻辑1。RS - 232C只能进行一对一的通信，RS - 232C可使用9针或25针的D型连接器。表7-1列出了RS - 232C接口各引脚信号的定义以及9针与25针引脚的对应关系。PLC一般使用9针的连接器。    表7-1    RS -232C接口各引脚信号的定义
    图7-10a所示为两台计算机都使用RS - 232C直接进行连接的典型连接；图7-10b所示为通信距离较近时只需3根连接线。
    图7-10    两个RS -232C数据终端设备的连接
    图7-11    单端驱动单端接收的电路    图7-11所示RS - 232C的电气接口采用单端驱动单端接收的电路，容易受到公共地线上的电位差和外部引入的干扰信号的影响，同时还存在以下不足之处：    1)传输速率较低，最高传输速率为20kbit/s；    2)传输距离短，最大通信距离为15m;    3)接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。    (2) RS -422通信接口    针对RS -232C的不足，EIA于1977年推出了串行通信标准RS - 499，对RS - 232C的电气特性做了改进，RS - 422A是RS - 499的子集。采用差动发送、差动接收的工作方式，发送器、接收器使用+5V的电源，因此在通信速率、通信距离、抗干扰能力等方面较RS -232C通信接口有很大的提高，其数据的传送速率可达10Mbit/s，通信距离为12 -1200m。
    图7-12    平衡驱动差分接收的电路    如图7-12所示，由于RS - 422A采用平衡驱动差分接收电路，从根本上取消了信号地线，大大减少了地电平所带来的共模干扰。平衡驱动器相当于两个单端驱动器，其输入信号相同，两个输出信号互为反相信号，图中的小圆圈表示反相。外部输入的干扰信号是以共模方式出现的，两极传输线上的共模干扰信号相同，因接收器是差分输入，共模信号可以互相抵消。只要接收器有足够的抗共模干扰能力，就能从干扰信号中识别出驱动器输出的有用信号，从而克服外部干扰的影响。    RS - 422在最大传输速率10Mbit/s时，允许的最大通信距离为12m，传输速率为100kbit/s时，最大通信距离为1200m。一台驱动器可以连接10台接收器。    (3) RS -485通信接口    采用差分传输方式，抗共模干扰能力增强，输出阻抗低，并且无接地回路，适合于远距离数据传输。RS -485是RS - 422的变形，RS - 422A是全双工，两对平衡差分信号线分别用于发送和接收，所以采用RS - 422接口通信时最少需要4根线。RS - 485为半双工，只有一对平衡差分信号线，不能同时发送和接收，最少只需两根连线。
    图7-13    采用RS-485的网络    如图7-13所示，使用RS - 485通信接口和双绞线可组成串行通信网络，构成分布式系统，系统最多可连接128个站。    RS - 485的逻辑1以两线间的电压差为+(2 -6)V表示，逻辑0以两线间的电压差为-(2-6)V表示。接口信号电平比RS - 232C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。由于RS - 485接口具有良好的抗噪声干扰性、高传输速率(10Mbit/s)、长的传输距离(1200m)和多站能力（最多128站）等优点，所以在工业控制中广泛应用。    RS - 422/RS - 485接口一般采用使用9针的D形连接器。普通微机一般不配备RS - 422和RS -485接口，但工业控制微机基本上都有配置。图7-14所示为RS - 232C/RS - 422转换器的电路原理图。
    图7-14   RS-232C/RS-422转换器的电路原理图