自制PLC編程電纜
摘要：由于品牌不同的PLC其編程電纜不能通用，而原裝編程電纜又價格不菲，給學習和使用PLC帶來了不便。本文通過分析PLC編程口的幾種通信接口標準和物理結構，詳細說明了各種不同接口形式的PLC編程電纜的制作方法，自制編程電纜成本低制作方便，可以實現原裝電纜的所有功能。
關鍵詞：PLC 編程口 通信接口標準 編程電纜 接口轉換器

一． 前言
隨著可編程序控制器（PLC）在工業控制領域的廣泛應用，PLC編程成了電氣工程技術人員必須掌握的專業技能。可編程序控制器的品牌眾多，歐、美、日、韓及臺灣的PLC紛紛搶灘大陸，在給使用者提供了多種選擇的同時，也給使用者帶來了小小麻煩。由于不同品牌PLC的編程電纜互不通用，買一根原裝電纜往往上千元。對于以學習為主要目的以及經常碰到不同品牌PLC的技術人員來說，如果能夠有辦法花較低的代價自制一根編程電纜，無疑為他們提供了方便。PLC雖然品牌眾多，但各種品牌的PLC其編程接口不外乎幾種型式，在PLC隨機提供的技術手冊里一般也都會提供編程口的引腳定義，這就為自制編程線提供了可能。下面我就PLC編程口的幾種串行通信接口標準和物理結構，詳細說明如何DIY一根適用的編程電纜。
二． PLC編程口的型式
編程電纜一端與PC的COM口相連，另一端與PLC的編程口相連，PC端的COM口均為RS232C接口，DB-9針形插頭。而PLC的編程口按接口標準一般可分為三種，即RS232、RS485、RS422 。按物理結構可分為五種，即八針圓口（DIN-8），九針D形口（DB-9），二十五針D形口（DB-25），RJ11口以及專用接口，其中以前兩種居多，各接口引腳排列如圖一所示。

圖一
為了做好編程電纜，首先要大概了解一下這三種串行通信接口標準。RS-232、RS-422與RS-485是三種串行數據接口標準，接口標準只對接口的電氣特性做出規定，而不涉及接插件、電纜或協議，所以同樣一種接口標準可以有不同的物理結構，如DB-9 、DB-25等。
RS-232是PC機與通信工業中應用最廣泛的一種串行接口， RS-232C總線標準設有25條信號線，包括一個主通道和一個輔助通道。多數情況下只使用主通道，常用九條信號線（九針D形口），各引腳定義如表一所示。對于一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實現，如發送數據線 TXD 和接收數據線RXD以及邏輯地線GND，RS232C只能點對點通訊，傳輸距離短，共模抑制能力差。
RS-485采用平衡發送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。它使用一對雙絞線，將其中一根定義為A（TXD-/RXD-），另一根定義為B（TXD+/RXD+），不需要數字地線。速率在100kbps及 以下時通信距離達
1200米以上。RS-485 可以聯網構成分布式系統，其允許最多并聯32臺驅動器和32臺接收器。RS-485只能實現半雙工通信。
RS-232接口引腳定義
25 針 9 針 縮 寫 描 述
2 3 TXD 發送數據
3 2 RXD 接收數據
4 7 RTS 請求發送
5 8 CTS 允許發送
6 6 DSR 通訊設備準備好
7 5 GND 信號地
8 1 CD 載波檢測
20 4 DTR 數據終端準備好
22 9 RI 響鈴指示器
表一
RS－422接口標準主要是為克服RS－232接口標準的通訊距離短和傳輸速率慢而建立的。RS－422標準是一種以平衡方式傳輸的標準，使用二對雙絞線，每個信號以兩根信號線來傳輸，即發送數據TXD+ 、 TXD- ，接收數據RXD+ 、 RXD- ，邏輯電平是由兩條傳輸線之間的電位差來決定的，由于采用了雙線傳輸，大大增強了抗共模干擾的能力，因此最大數據速率可達10MbPs（傳送15m時）。若傳輸速率降到90kbPs時，則最大距離可達1200m，可實現全雙工通信。
三． 編程電纜的制作
各廠家的編程電纜的作用就是將PLC端的RS485、RS422格式的數據轉換為PC端的RS232C格式的數據，PLC端如果是RS232則只要按規則直接連接即可。因此要自制PLC編程電纜，就必須將PLC端的RS485、RS422轉換為PC機能夠識別的RS232C，PC才能與PLC通信，完成下載、上傳、監控等工作，這就涉及到一個接口標準轉換的問題。實現接口轉換有幾種方法：一是用簡易的電平轉換電路，但一種電路只能針對一種PLC，且功能不全，性能也不太可靠，甚至可能會損壞PC機的串口；二是用專用的接口轉換IC ，但業余實現起來比較復雜，不適合自制。這里我們使用一種成品通訊接口轉換器，可以實現RS232/RS485/RS422的轉換，由于是專用的通訊接口轉換器，使用起來很方便且性能可靠，價格也比較低。
該類產品市場上比較多，以四川德陽四星電子的產品SC-485C接口轉換器為例，該轉換器用于RS232到RS485/RS422的通訊轉換,體積小巧,只有兩個DB-9插頭大小,采用串口竊電技術，不需外接電源。SC-485C的結構及引腳定義如圖二所示。RS232端為DB-9的孔座，可以直接插在PC機的COM口上，RS485/RS422端為DB-9的針座， RS485時使用3腳和8腳, RS422時用3腳、8腳、1腳和7腳。利用該接口轉換器制作編程電纜如圖三所示。左側為SC-485C接口轉換器，右側從上而下分別為DIN-8、RJ11、DB-9和DB25插頭的編程電纜，電纜靠近接口轉換器一邊的插頭均為DB-9孔型插頭，另一頭均為針插頭，分別對應不同物理結構的PLC編程口。