PLC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。

1．RS-232C

RS-232C是美国电子工业协会EIA于1969年公布的通信协议，它的全称是“数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间 串行二进制数据交换接口技术标准”。RS-232C接口标准是目前计算机和PLC中最常用的一种串行通信接口。

RS-232C采用负逻辑，用-5～-15V表示逻辑“l”，用 5～ 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1 RS-232C接口引脚信号的定义

如图1a所示为两台计算机都使用RS-232C直接进行连接的典型连接；如图1b所示为通信距离较近时只需3根连接线。

图1 两个RS-232C数据终端设备的连接

如图2所示RS-232-C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：

图2 单端驱动单端接收的电路

1） 传输速率较低，最高传输速度速率为20kbps。

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

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的电气特性作了改进，RS-422A是RS-499的子集。

如图3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。

图3 平衡驱动差分接收的电路

RS-422在最大传输速率10Mbps时，允许的最大通信距离为12m。传输速率为100kbps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

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RS422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，最少只需二根连线。

如图4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。

图4 采用 RS-485的网络

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-232-C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（10Mbps）、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/RS485接口一般采用使用9针的D型连接器。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。如图5所示RS232C/RS422转换器的电路原理图。

图5 RS232C/RS422转换的电路原理