说RS通信前,有必要提下RS通信,如果说你不了解RS通信,别着急,你肯定见过且使用过RS接口(不信你可以看看家里台式机电脑的机箱后面)
其实很多人给S7-系列PLC下程序时,都用过西门子的“PC-PPI”编程电缆,这电缆就实现了RS与RS通信的转换,这里的“PC”可以理解为接电脑的RS接口这端,“PPI”可以理解为接PLC的RS接口这端,“PPI”是个协议,以RS为介质(物理层)。
为什么要RS通信
就拿一点来说,因为RS通信只能用于点对点,例如电脑对PLC,若系统中需要相互通信的节点数超过两个时,则不能直接满足要求,为此“EIA”(电子工业协会)制定了新的接口标准RS,它能支持一点对多点的通信。
RS通信的电气标准为RS(三菱PLC编程口)通信标准。RS是RSA的变形。RSA是全双工,两对平衡差分信号线分别用于发送和接收。RS为半双工,只有一对平衡差分信号线,不能同时发送和接收。
重点:RS为半双工,主从通信。
使用RS通信接口和双绞线可组成串行通信网络,下面会重点介绍,构成分布式系统,系统中最多可有32个站。如果在一个网中连接的设备数超过32个,则可借助RS中继器,有的可允许连接个站。
重点:RS支持多站多设备通信。
RS通信接线
为了有效抑制干扰,一般采用屏蔽双绞线作为通信介质,例如西门子的ProfibusDP电缆:
每个设备的RS通信接线是很省心的,前提得保证每台设备是“手牵手”地串下去(很费线或电缆,设备多的话采用集线器或中继器会省事,下文有介绍),为了避免出现通信失败,减少干扰等因素,请别出现有星型连接或者分叉。
也许你会问,图上的设备直接是如何做到“手牵手”地串下去,那就请看这个东西:西门子专门用于RS通信的电缆接头(ProfibusDP接头/插头),此接头还带终端电阻,使用方便,就是太贵,原装的过百,国产也有兼容的(实惠);有的设备在RS通信接线时候是以端子的形式接线,其接法可参考电缆接头的接法。
下面附上两个错误接线:
RS通信总线布线
在RS通信的简单应用中,一般采用总线型的拓扑结构布线方式。但是在比较复杂的系统中,总线型拓扑结构的布线施工不但非常繁琐,而且还浪费了大量的连线。灵活利用集线器或中继器,可以将总线型的拓扑结构连接成星形或树型的拓扑结构。大大的方便了前期施工和后期的维修工作。
总线星形拓扑结构
总线树型拓扑结构
终端电阻的连接方法
在总线的实际应用中,当传输距离超过一定的长度时,总线的抗干扰能力就会出现下降,在这种情况下,就要在总线的首尾两端接入欧姆的终端匹配电阻,以保证总线的稳定性。终端匹配电阻的正确接法是在总线的首端的设备的出口和末端的设备的入口上各接一个欧姆的终端电阻,该电阻并接在总线的正负两线之间。如下图所示:单独使用转转换器
加接中继器时
使用集线器时
关于RS通信的几点误区和补充
记得有一个学员在现场给我打电话,说他的PLC死活都读不到流量仪的数据,核查了:程序没有问题,硬件连接没有问题,电脑用串口调试软件测试了也还是没问题,可仪表数据就是读不到。
我第一句话就是问:你的PLC与仪表采用什么通信协议?
他沉默了一会跟我说:PLC与仪表通信不都是采用RS通信协议嘛,我这个就是RS通信协议呀!
他的回答估计答出了很多朋友的心声,RS通信协议,这几个词看似和谐,其实不妥,因为协议是协议,RS通信是介质(物理层),这是不能混为一谈的。
例如打电话,电话是物理层,通话的人之间说的语言就是协议。同一个物理层可以传输不同的协议,就像电话两边的人可以用各种语言(协议)沟通。RS通信就好比是电话是物理层,它可传输PPI协议,Modbus协议和Profibus协议等等。
经过一个多小时的沟通,得知其仪表周边有变频器,动力线和通信线缠绕一起。于是令其动力线与信号线隔开距离布线,并且通信线路出口和末端加终端电阻。
之所以没加终端电阻是因为他觉得仪表与PLC距离比较近(几米到十几米),这其实是个误区,因为距离远近不是问题,主要的还是信号干扰问题,当然,有的通讯口已经有隔离处理,这个时候不需要添加!
最后那学员的通信结果,你们猜~
对于终端电阻阻值大小的选型:
个人觉得终端电阻的大小和设备接口以及电缆有关系,也有专门的计算公式,说白了其实是一个取值范围,我个人的做法是从不配到!距离越远作用越明显,因此为了保证通讯质量,最好加上!