的具体应用。PLC(除CQM1-CPUll-E外)专门配备了一个RS-232C端口。
①CQM1 PLC上的RS-232C端口规格。RS-232C端口的规格见表3-3。可连接与这些规格相符合的设备。
表3-3 RS-232C端口引脚及功能
引 脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 连接器配合
FG SD(TXD) RD(RXD) RS(RTS) CS(CTS) SG FG 信 号 接地 发送数据 接收数据 请求发送 允许发送 不用 不用 不用 信号地 接地 名 称 输出 输入 输出 输入 方 向 ②PLC RS-232C端口可连接的设备如图3-6所示。 图3-6 PLC RS-232端口可连接的设备
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③CQM1与上位计算机通过RS-232C的连接。CQM1和一台个人计算机之间的连接,如图3-7所示。
图3-7 CQM1与计算机的连线
④CQM1 RS-232C技术参数。通过CQM1 的RS-232C端口通信的有关参数见表3-4。 表3-4 通信的参数 项目 通信方式 同步 波特率 传送方式 传送距离 接口
⑤CQM1与另一CQM1通过RS-232C的1对1链接(1:1)。可将CQM1上的RS-232C端口直接与另外的CQM1 PLC的同样端口相连,以形成数据链接如图3-8所示。
图3-8 1:1电缆线连接图
技术参数 半双工 起止式 1200,2400,4800,9600或19200bit/s 点到点 最大15m EIA RS-232C - 49 -
⑥RS-232的不足之处。尽管RS-232是目前广泛应用的串行通信的接口,然而RS-232还存在着一系列不足之处:
传送速率和距离有限;
没有规定连接器,因而产生25针不同的设计方案,这些方案有时不兼容;
每根信号线只有一根导线,两个传送方向,仅有一根信号地线,存在潜在的地线回流问题;
接口应用不平衡的发送器和接收器,可能在信号成分间产生干扰。 (3)RS-422A、RS-423A与RS-499、RS-485;
①RS-499标准。为了解决上述问题,EIA于1977年制定了新标准RS-499,其特点是: 支持较高的数据传送速率; 支持较远的传送距离; 制定连接器的技术规范;
提供平衡电路改进接口电气特性。
EIA的RS-499标准定义了RS-232C中所没有的10种电路功能,规定用37脚的连接器,实际上,目前广泛使用的RS-422A和RS-423A是RS-499标准的子集。 EIA推荐的串行通信的主要性能参数见表3-5。
表3-5 EIA推荐的串行通信的主要性能参数 接口 EIA EIA EIA 单位 性能 RS-232C RS-423A RS-422A 操作方式 最大电缆距离 最大数据速度 驱动器输出电压,开路 驱动器输出电压,加载输出 驱动器断电输出阻抗 驱动器输出电路电流 驱动器输出摆动速率 接收器输入阻抗Rik 接收器输入阀值 接收器输入电压
单端 15 20k ±25 ±5-±15 R0=300Ω ±500 单端 500 300k ±6 ±3.6 在-6 V到+6 V之间为100μA ±150 摆动速率必须基于电缆长度和调制速率进行控制 ≥4 -0.2 -+0.2 -12-+12 差分 1200 10M 在输出之间为6 在输出之间为2 在+6 V到-0.25V之间为100μA ±150 m Bit/s V(最大) V(最大) 最小 mA 30 V/μs 不必控制 3-7 -3 -+3 -25 -+25 ≥4 -0.2 -+0.2 -12-+12 KΩ V(最大) V(最大 - 50 -
②RS-422A和RS-485及其应用。在许多工业环境中,要求用最少的信号线完成通信任务,目前在PLC局域网络中广泛应用的RS-485串行接口总线正是在此背景下形成的。它实际上是RS-422的变形,它与RS-422A不同点在于RS-422A为全双工,RS-485为半双工,RS-422A采用两对平衡差分信号线,而RS-485只需其中一对。RS-485对于多站互连的应用是十分方便的,这是它的明显优点,在点对点远程通信时,其电气连线如图3-9所示,这个电路可以构成RS-422A串行接口(按图中虚线连接),也可以构成RS-485接口(按图中实线连接),RS-485串行口在PLC局域网络中应用很普遍。
图3-9 1:1电缆线连接图
应该注意的是,由于RS-485互连网络采用半双工通信方式,某一时刻两个站中只有一个站可以发送数据,而另一个站只能接收数据,因此,发送电路必须有使能信号加以控制。
RS-485串行接口用于多站互连非常方便,可以节省昂贵的信号线,还可以高速远距离传送数据,因此将它们联网构成分布式控制系统非常方便,多站互连的原理如图3-10所示。
图3-10 多站互连的RS-485(最多32对驱动器/接收器)
RS-422A和RS-485的比较见表3-6。
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表3-6 RS-422A和RS-485的比较
接口 项目 动作方式 可连接的台数 最大距离 传送速率 的最大值 12m 120m 1200m 无负载时 有负载时 1200m 10Mbit/s 1Mbit/s 100kbit/s +6V/-0.25V ±5V ±2V 100Ω 没有规定 ±100μA最大 -0.25V≤VCOM≤6V -7-+7V ±200mV >4kΩ RS-422A 差动方式 1台驱动器/10台接收器 1200m 10Mbit/s 1Mbit/s 100kbit/s +12V/-7V ±5V ±1.5V 54Ω ±100μA最大 -7V≤VCOM≤12V ±100μA最大 -7V≤VCOM≤12V -7-+12V ±200mV >12kΩ RS-485 差动方式 32台驱动器/32台接收器 同相电压的最大值 驱动器的 输出电压 驱动器的输出阻抗(高阻抗状态) 驱动器的负载阻抗 POWER ON POWER OFF 接收器输入电压范围 接收器输入灵敏度 接收器输入阻抗
(4)RS-232C/422A转换电路。在工程应用中,有时为把远距离(如数百米)的两台或多台带有RS-232C接口的设备连接起来进行通信或组成分散式系统,这时不能直接用RS-232C串行接口直接连接,但可以采用RS-232C/422A转换电路进行连接,即在现有的RS-232C串行接口上附加转换电路,如图3-11所示。两个转换电路之间采用RS-422A方式连接,转换电路原理如图3-11所示。
图3-11 RS-232C/422A转换装置电原理图
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