PLC通信和网络连接优化

目前，国外PLC制造商不断推出新产品。西门子公司最初推出S5系列，然后推出S7系列；三菱公司开始是F系列，FX系列，后来是A系列（A1、A2、A2X）等。大趋势是功能越来越多，集成度越来越高，网络功能越来越强。特别是网络，因为连网是一个大潮流。

现在各种PLC都在发展自己的网络，一般从结构上有两种：一种在PLC模块上做了一个通信输出口，可以直接与计算机联接实现点对点通信（RS232方式连接）；另一种是通过多点联接（RS485方式连接），这适用于多层PLC。这方面，西门子的产品具有代表性，它具有自己的PROFIBUS协议的网络标准，现在已经被世界上绝大多数国家接受，几乎已经成为国际标准，获得了广泛的应用。目前网络是一个发展趋势，网络的控制中心一般有两台计算机，通过电缆与现场的PLC站相连，每个站就放在被控设备的附近，从设备到PLC站之间的电缆很短，从PLC站到控制中心只需一根电缆线，这样成本就大大降低了。

PLC网络化技术的发展有两个趋势：一方面，PLC网络系统已经不再是自成体系的封闭系统，而是迅速向开放式系统发展，各大品牌PLC除了形成自己各具特色的PLC网络系统，完成设备控制任务之外，还可以与上位计算机管理系统连网，实现信息交流，成为整个信息管理系统的一部分；另一方面，现场总线技术得到广泛的采用，PLC与其他安装在现场的智能化设备，比如智能化仪表、传感器、智能型电磁阀、智能型驱动执行机构等，通过一根传输介质（比如双绞线，同轴电缆，光缆）连接起来，并按照同一通信规约互相传输信息，由此构成一个现场工业控制网络。这种网络与单纯的PLC远程网络相比，配置更灵活，扩容更方便，造价更低，性能价格比更好，也更具开放意义。

PLC的通信包括PLC之间、PLC与上位机之间以及PLC与其他智能设备间的通信。PLC系统与通用计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统，满足工厂自动化系统发展的需要。各PLC系统或远程I/O模块按功能各自放置在生产现场分散控制，然后采用网络连接构成集中管理的分布式网络系统。

PLC常用通信接口标准如下：

1.RS232C

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RS232C、RS422A和RS485等。RS232C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）之间的接口。

RS232C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。RS232C采用负逻辑，用-15～-5V表示逻辑“1”，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”。RS232C只能进行一对一的通信，RS232C可使用9针或25针的D型连接器，PLC一般使用9针的连接器。RS232C应用较广，但存在以下不足：

1）传输速率较低，最高传输速度速率为20kbit/s。

2）传输距离短，最大通信距离为15m。(https://www.xing528.com)

3）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与逻辑电平不兼容，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，它对RS 232C的电气特性做了改进。RS 422A是RS 499的子集，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。

RS 422在最大传输速率10Mbit/s时，允许的最大通信距离为12m；传输速率为100kbit/s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是全双工的，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为半双工方式，只有一对平衡差分信号线，不能同时发送和接收，最少只需两根连线。

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，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（10Mbit/s）、长传输距离（1200m）和多站能力（最多128站）等优点，所以在工业控制中被广泛应用。

RS 422/RS485接口一般采用使用9引脚的D型连接器。普通微型计算机一般不配备RS422和RS 485接口，但工业控制微型计算机基本上都有配置。