在使用PLC的时候,会接触到很多通讯协议和通讯接口。最基本的PLC串行通讯和基本通讯接口你了解吗?
1.什么是串口通信?
串口是一种接口标准,是计算机上非常常见的设备通信协议。它指定了接口的电气标准。它没有指定接口插入电缆和使用的协议。典型的串行通信标准有以下三种:
EIA RS232(通常称为“RS232”):由电子工业协会(EIA)于1962年制定。
EIA RS485(常简称“RS485”):由电子工业协会(EIA)于1983年制定。
EIA RS422(通常称为“RS485”): 由电子工业协会(EIA) 于1924 年开发。
2. 串行通讯的使用
串口通信使用3根线完成:地线;发送;接收。由于串行通信是异步的,端口可以在一条线上发送数据,同时在另一条线上接收数据。其他线路用于握手,但不是必需的。串行通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于要通过的两个端口,这些参数必须匹配:
1.波特率
波特率反映了串行通信的速度,也反映了对传输通道的要求。波特率越高,所需的传输通道频率越宽。一般异步通信的波特率在50b/s19200b/s之间。甲、乙双方通信的波特率必须相同,否则串行数据通信无法顺利完成。波特率是每秒传输的数据位数。
波特率的单位是比特每秒(bps)。常用的单位包括:千比特每秒(Kbps) 和兆比特每秒(Mbps)。串口典型的传输波特率有600bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps。 PLC/PC与称重仪表通信时,最常用的波特率是9600bps和19200bps。与PLC/PC或仪表和大屏幕通信时,最常用的波特率是600bps。
2. 数据位
这是通信中实际数据位的度量。当计算机发送数据包时,实际数据不是8位;标准值为5、6、7和8位。如何设置取决于您要发送的信息。
例如,标准的ASCII码是0~127(7位)。扩展ASCII码为0~255(8位)。如果数据使用简单文本(标准ASCII 代码),则每个数据包使用7 位数据。每个数据包指一个字节,包括起始/停止位、数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于所选的通信协议,因此术语“数据包”指任何通信情况。
3.停止位
停止位按长度计算。串行异步通信从定时开始,以单位时间间隔(一个单位时间是波特率的倒数),顺序接收指定的数据位和奇偶校验位,并将其组装成一个字符的并行字节;此后应该接收到指定长度的停止位“1”。因此,停止位均为“1”,其长度为1.5,即停止位高电平保持1.5个单位时间长度。一般来说,停止位有1、1.5、2单位时间三种长度。
4. 奇偶校验位
一种简单的串行通信错误检测方法。有四种错误检测模式:偶数、奇数、高和低。当然,没有校验位也是可以的。对于偶校验和奇校验,串口会设置校验位(数据位后一位),使用一个值来确保传输的数据具有偶数或奇数逻辑高位。
例如,如果数据为011,则对于偶校验,奇偶校验位为0,确保逻辑高位的个数为偶数。如果是奇校验,则校验位为1,因此有3个逻辑高位。高位和低位实际上并不检查数据,它们只是设置逻辑高或逻辑低以进行验证。这使得接收设备能够了解位的状态,并有机会确定噪声是否干扰通信或发送和接收的数据不同步。
3.常用PLC基本接口
RS-232(ANSI/EIA-232 标准)是IBM-PC 及其兼容机器上的串行连接标准。它可用于多种用途,例如连接鼠标、打印机或调制解调器,还可以连接到工业仪器。为了驱动和布线的改进,实际应用中RS-232的传输长度或速度常常超过标准值。 RS-232 仅限于PC 串行端口和设备之间的点对点通信。 RS-232 串行通信的最大距离为50 英尺。
RS-422(EIA RS-422-A 标准)是Apple Macintosh 计算机的串行端口连接标准。 RS-422 使用差分信号,RS-232 使用具有不平衡参考地的信号。差分传输使用两根线来发送和接收信号。与RS-232相比,具有更好的抗噪声能力和更远的传输距离。更好的抗噪性和更长的传输距离是工业环境中的一大优势。
RS-485(EIA-485标准)是RS-422的改进,因为它将设备数量从10个增加到32个,并且还定义了最大设备数量下的电气特性,以确保足够的信号电压。凭借多个设备的功能,您可以使用单个RS-422 端口创建设备网络。凭借出色的抗噪性和多设备功能,当建立连接到PC、其他数据采集控制器、HMI 或工业应用中其他操作的分布式设备网络时,RS-485 是串行连接的首选。 RS-485 是RS-422 的超集,因此所有RS-422 设备都可以通过RS-485 进行控制。 RS-485 可以使用超过4,000 英尺的电线进行串行通信。
4.PLC无线通讯案例
组态王与欧姆龙PLC CP1E之间的无线Host-Link通信。
三菱FX5U 和FX3U PLC 之间的无线N:N 通信。
西门子S7-200SMART与三菱FX3U PLC之间的Modbus通信。
审稿编辑:唐子红