PLC编程—串口通讯

PLC的通讯一般有串口、网口通讯两大类。本节说串口通讯，分为RS232、RS485……

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1.概述

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【背景】

• 最初的数据传输是模拟信号输出的简单过程量
• 后来出现了RS232接口，实现了点对点的通信方式，长度小于15m
• 随着技术的发展，RS485等更先进的串口通信标准被开发出来，传输距离小于1000m（增设增强器可达数千米），增强了抗干扰能力‌。

【原理】

• 3根线完成数据传输：地线、发送线、接收线
• 可以在一根线上发送数据的同时在另一根线上接收数据‌，异步传输
• 参数包括波特率、数据位、停止位和奇偶校验位，两个进行通信的端口参数一致才能确保通讯成功。

【应用】

• 应用于嵌入式物联网、工业自动化、智能家居等领域
• 常用于调制解调器、传感器（压力、液位、流量）、泵、控制器等设备
• 凡是支持串口通讯的，均按照其规定的接线方式，固定的传输格式进行数据通讯。

【报文】

• 标准报文‌：每个字节包含特定的信息（有时省略帧头、帧尾）

  • 帧头（特定的字节1Byte）
  • 地址（物理地址1Byte）
  • 控制位（传输方式1Byte）
  • 数据位（自定义1+n Byte）
  • 校验位（数据完整1/2字节）
  • 帧尾（特定的字节1Byte）

• 自定义报文：是硬件厂商自己定义的特殊格式，与标准报文格式不同

  • 一般由ASCII码格式等特定字节单元组成

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2.布线

RS485距离长、速率快，衰减大，因此在硬件配线上需特别注意，若不注意造成接地电位不良、杂讯干扰等情况，会造成通讯品质低劣，甚至完全不工作等情形。

• 站数限制：按照说明书写支持254站，但实际情况远远达不到，有的支持16个，甚至6个。所以越少越好，站数越多，通讯轮巡时间越长，更新数据越慢。
• 传输线缆：必须使用带有屏蔽层的双绞线（eg：RVSP 4x0.5mm²），品质不佳的双绞线会造成传输速率高时衰减极大，距离缩短，抗干扰能力弱等。
• 接线拓扑：必须为手牵手汇流排拓扑结构，一站串一站，直至串至最后一站，不允许星型、环形连接。
• 终端电阻：传输电路因各种传输线均有其特性阻抗，当信号在传输线中传输至终端时，若其终端阻抗和其特性阻抗不同时，将会造成回波反射信号，而使信号波形失真(凹陷或凸出)。此失真之现象在传输线短时并不明显，但随着传输线之加长会益形严重，致使无法正确传输，此时就必须加装终端电阻。

RS485通信电缆选型经验值推荐：

最大无中继传输距离	电缆导体截面积	接线端子
0~200m	0.20mm2 ( 24AWG)	RJ45、RJ11
200 ~500m	0.34 mm2 (22AWG )	DB插座焊接
500~1200m	0.50 mm2 (20AWG )	螺栓紧固压接
1200~1800 m	0.828mm2(18AWG )	螺栓紧固压接
1200~1900 m	1.318mm2(16AWG )	螺栓紧固压接

• 网线的特性阻抗一般为100Ω
• RS485要求的特性阻抗一般为120Ω
• Profibus要求的特性阻抗一般150Ω

将线材截断之后，对着光线看，如果截断面为铜色，则应该为纯铜线，如果为银白色，那就肯定是劣质线材
屏蔽电缆有两层屏蔽层，网状编织线是防磁场辐射的，铝箔层是用来防电磁辐射的

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3.接线

• 尽量远离干扰源(如电磁阀、变频器、伺服或其他动力装置)及其电力线外，对干扰源施加杂讯抑制元件为最有效的方法。
• 屏蔽层必须接地，消除共模电位
• 强电场的地方还要考虑采用镀锌管遮罩
• 布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线
• 采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于 50mV)

见-单端接地、双端接地、悬浮（不接地）

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4.引脚

• 一般DB9的引脚定义如下图：

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5.通讯

1. 通讯方式1：通讯处理器（Siemens）
   

• PtP点对点：PLC的扩展模块（CM1241…）支持RS232、RS485通讯（MODBUS主从）
• USS通讯：一般用于变频器通讯
• 该方式的接线方法如上图所示，RS232只支持一对一
• 对于一般情况下的自由口通信，使用发送接收（Secd_P2P/Receive_P2P）指令
• 如果通信模块接收缓冲区包含有n次接收到的数据，则需要Receive_P2P EN/RCV_PTP EN_Rn个扫描周期为True才能接收至BUFFER完成。
• 一般不用官方模块，费钱且局限，可以搞但没必要

见-串口通讯

2. 通讯方式2：用串口服务器（开放式用户通讯）
   

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END