详解工业PC接口中文带图

Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I “工业接口与通讯”课程概述 • 本 培训 焊锡培训资料ppt免费下载焊接培训教程 ppt 下载特设培训下载班长管理培训下载培训时间表下载 课件主要介绍PLC等一些工业控制设备常用的RS （RECOMMANDED STANDARD)接口的基本原理及跳线、自制方 法。 • 本课件主要是介绍RS接口的硬件原理，以期许能帮助学员了解自动 化设备的通讯常识并能着手解决一些基本通讯问题。 • 实际应用中，例如单、多设备联机通讯，需要涉及不同的通讯协 议，这些通讯MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1714115695057_1不是本课件讲解重点。 • 有需要本课件所涉及到的IC完整资料的同学可以联系本人索要。 • 若在实际应用中有任何问题，欢迎同学们同本人联系切磋。 » 吕志艺 2003-10 于林德厦门培训中心，0592-5533364 » Luyicn@163.com Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 第一章 PC 与工业设备的通讯连接概述 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 哪些工业设备用到了通讯接口？ • 工厂的大部分自动 化设备均配备有通 讯接口，便于联机 进行诊断调试等。 一般带有NC, PLC, FC等的设备会带有 通用的通讯接口。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 哪些工业设备用到了通讯接口？ • 数控机床的通 讯端口除了用 于传输加工程 序之外，还用 于同NC,PLC 与PC之间的 通讯。图示为 西门子数控系 统的串行通讯 端口。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 哪些工业设备用到了通讯接口？ • 三菱FX系列 的PLC普遍采 用RS422端 口同编程器 或PC连接通 讯 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 哪些工业设备用到了通讯接口？ • 欧姆龙PLC可 以根据客户要 求选定不同类 型的通讯端 口，图示为 RS232端口。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 哪些工业设备用到了通讯接口？ • 西门子S7 PLC 的通讯端口以 RS485为主，当 然，代理商也可 以为客户提供其 它类型的接口模 块，不过，价格 不菲。图示为西 门子的RS485通 讯端口。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 哪些工业设备用到了通讯接口？ • 该设备为一个 变频器，可以 直接通过串行 通讯口同其它 控制设备进行 通讯。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 工业PC上的通讯端口 • 个人PC一般不会带有支持RS 485或422通讯方式的通讯端口，但台式 机一般还保留有9针串行端口，而目前的笔记本电脑几乎都取消了9针 串行通讯端口，而改成了USB 接口。25针的异步串行通讯端口目前一 般只能在一些早期的数控设备上见到。 PS2口 并行端口 MPI RS485端口 串行端口 VGA输出端口 串行端口 Administrator 铅笔 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 我的台式计算机没有支持RS232的通讯端口怎么办？ • 较早型计算机的鼠标接口 是9针的串行端口，且计 算机不带PS2鼠标口，所 以有些人会发现，他没有 多余的串口来连接PLC， 这些同学不妨到二手电脑 市场逛逛，兴许还可以买 到如图所示的附加PCI端 口插卡。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 我的笔记本计算机没有支持RS232的通讯端口怎么办？ • 目前大多数新产的笔记本电脑，为了 节省空间，打造所谓的“超轻超薄”， 便取消了RS232的端口，但一般会配 有通用串行通讯端口(USB)。需要的 同学可以上电脑城买一条USB- RS232的转接电缆，安装完驱动后即 可正常使用。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 我的计算机没有RS422/485的端口怎么办？ • 前面我们提到过个人计算机一般都 不会配备有RS422/485端口的，有 两种方法可以帮助你： • 1、到电子城买转接块； • 2、参阅后面的自制方法。 • 当然，如果资金并不短缺的话，建 议直接买一块转接头来使用就行 了。 • 注意：目前还很少有USB转 RS422/485的转接块，但通常都有 RS232/RS422/RS485互相转换的 转接块，所以有些时候电缆要转接 两次：USB-RS232-RS422/485。 Administrator 铅笔 Administrator 铅笔 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 利用转接头：USB-RS232-RS422/485转接示例 RS 232转 RS422接头 USB转 RS 232接头 Administrator 铅笔 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 第二章 RS232 端口通讯原理与应用IC及跳线 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 232 的通讯原理图 数据传输线 信号电位参考点 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 232 的通讯方式 • 从上图中我们可以看出RS232的通讯信号电平为 正负5~15V，这不同于数字电路的0~3V或0~5V， 所以要以RS232的方式进行通讯，源信号需要进 行电压转换。 • 当进行数据传送时，只用一根数据线且只能进行单 向传输的方式，称为单工方式； • 当进行数据传送时，只用一根数据线利用不同时段 进行双向传输的方式，称为半双工方式； • 当进行数据传送时，利用两根数据线同时进行发送 和接收的方式，称为全双工方式。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS232的握手方式 • 在进行数据通讯的设备之间，需要有一个统一的传输协议以 协调数据传输的规律，使得数据传输井然有序。通讯双方以 某种协议方式来告诉对方何时开始传送数据，或根据对方的 信号来进入数据接收状态以控制数据流的启停。RS232可以 用硬件握手或软件握手方式来进行通讯。 , & Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS232 的硬件握手方式 RxD TxD DSR DTR RTS CTS CTS RTS DTR DSR TxD RxD • 2 RxD Receive data Input 数据接收端 • 3 TxD Transmit data Output 数据发送端 • 4 DTR Data terminal ready Output 数据接收端准备完毕 • 6 DSR Data set ready Input 接收来自数据接收端是否准备完毕的信号 • 7 RTS Request to send Output 请求发送数据 • 8 CTS Clear to send Input 接收是否发送数据的请求信号 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 232 软件握手的形式 • 在软件握手方面，端口不再需要硬件流控制的几条控制线，数据流的启停通 过数据ASCII代码表示：字符19（停止传送）和字符17（继续传送）。这种 只需三线（地，发送，接收）的通讯协议方式应用较为广泛。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 232 三线通讯示例（软握） • 图示电缆为一 RS232通讯电 缆，大家可以发 现电缆的一头为 9孔母头，而公 头一端仅仅有三 极，这就是采用 了软握方式的通 讯电缆。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS232 端口引脚定义(DB 9) • Pin No. Designation Description Input/Output • 1 DCD Data carrier detect Input • 2 RxD Receive data Input • 3 TxD Transmit data Output • 4 DTR Data terminal ready Output • 5 GND Ground – • 6 DSR Data set ready Input • 7 RTS Request to send Output • 8 CTS Clear to send Input • 9 RI Incoming call Input Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS232 端口引脚定义(DB 25) • Pin No. Designation Description Input/Output • 8 DCD Data carrier detect Input • 3 RxD Receive data Input • 2 TxD Transmit data Output • 20 DTR Data terminal ready Output • 7 GND Ground – • 6 DSR Data set ready Input • 4 RTS Request to send Output • 5 CTS Clear to send Input • 22RI Incoming call Input Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 9 Pin~9Pin的端口跳线 • Pin No. Designation Description Input/Output • 1 DCD Data carrier detect Input • 2 RxD Receive data Input • 3 TxD Transmit data Output • 4 DTR Data terminal ready Output • 5 GND Ground – • 6 DSR Data set ready Input • 7 RTS Request to send Output • 8 CTS Clear to send Input • 9 RI Incoming call Input 下左图为兼容软/硬握 方式的跳线图； 下右图为软握方式的 跳线图。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 9 Pin~25 Pin的端口跳线 • 本图适合于软握通讯方式的端口跳线，若需用于硬握通 讯方式，请参照9针硬握跳线方式，将25针端口上对应 的9针端口的定义引脚如上页跳线即可。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 串行端口的通讯参数设定简述 通讯设备双 方的传输速 率必须一致 欧美设备一 般为8位，日 本产品几乎 都为7位 每字节间的 区分符的位 数，通常为1 位或2位 数据校验方 式（数据纠 错方式）， 设备双方设 定须一致 选择设备通 讯的握手方 式 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I EIA 规定之RS232 电气参数 • 该表规定了标准RS232端口的一些极限电气参数。 • 在某些非标准场合，RS232或RS422/485不遵循标准电压参数。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 232 通讯IC DS 232A • 大部分IC制造商都会提 供用于接口的各类芯 片，有需要的同学可直 接上网查询，一般IC厂 商的网站都会有提供相 应芯片资料。该芯片可 用于硬握或软握通讯。 电源升压及 转换部分 接逻辑电路 输入/输出 接通讯端口输入/输出 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 232 通讯IC DS 275 • 该芯片一般只用于三线通讯方式 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 232 通讯IC DS 275 的应用示例 本示例为半双工传输方式 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 带隔离保护的RS 232 IC MAX202E • 该芯片可以承 受±15kV ESD（静电） 冲击 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 第三章RS 422/485端口通讯原理与应用IC及接线 • 由于工业现场的环境较为恶劣，比如各种射频干扰均比其他场合来 得大，为了保证工业现场较长传输距离的情况下数据的正确性，一 般工业现场设备会采用RS422/485进行通讯。 • RS 422/485采用了平衡差分信号传输方式。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 422/485的发送电路原理 数据源 信号分解为相互 倒相180度A与B • 从图中可以看出，RS422/485的发送方式是先将信号分解成A/B两个相反的 信号再发送出去，RS422的信号电平为±2~7V, RS485的信号电平扩展为 +12~-7V.通常RS485要求有控制端引线，而RS422的控制引线是可选的。 • 信号分解：Y=A+-B- Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 422/485的接收电路原理 • RS422/485的接收电路将A/B端的信号进行合成，将信号还原为初始信号。在考虑到 干扰量的前提下，信号合成 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 如下： • (A++Noise)-(B-+Noise)= A+-B- =Y ,此时，大家可以看出RS422/485对干扰信号的抑制 原理了。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 422的典型4线通讯原理 • RS422一般不带使能控制线，上图为典型四线全 双工通讯原理。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 422信号引脚定义 • 通常我们将A/B(Y/Z)端又标注为RD-与RD+或TD-与TD+. Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 485 多点2线通讯网络原理图 通过使能 DE/RE控制端 来控制数据流 的发送和接收 由于两数据线 同一时段内只 能接收或发 送，所以该图 为半双工通讯 方式。 所有信号参考点需短 接以得均衡 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 485 多点4线通讯网络原理图 4线的通讯线连接方式 为全双工通讯方式 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 422/485的接口IC MAX488 • 一般的RS422端口控制芯片不带有使能控制线 需采用双绞传输线 Administrator 铅笔 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 422/485的接口IC MAX489 • 该芯片较多用于RS485端口，将DE/RE 接高电 平后可以用于RS422端口。 Administrator 铅笔 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 485 全双工通讯电路 (MAX 489) 主机 从机 *主机和从机的设定以软件的方式由通讯协议设定并 协调各个通讯点通讯数据流的方向、开启。 从机 从机 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 485/422 DB9端口定义 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 485/422 DB9端口定义(MPI-西门子PG) • Pin No. Designation Description Input/Output • 1 NC 不连接 • 2 NC 不连接 • 3 LTG_B B信号通道 Input/output • 4 RTS_AS RTSAS, 数据流接收控制信号 当PLC开始传送时 信号为1 Input • 5 M5EXT 5V电源的接地端 外部5V电源的供应可以通过P5-M5提供 最大电流参考接口设备说明。 西门子PG720最大提供90mA电流。 Output • 6 P5 EXT 外部5V电源的供应正极。 Output • 7 NC 不连接 • 8 LTG_A A信号通道 • 9 RTS_PG 数据流接收控制信号 编程器开始发送数据时为1 Output Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 三菱RS422接口标示 • 1 RxD- • 2 RxD+ • 3 +Vcc • 4 TxD+ • 5 GND • 6 +Vcc • 7 TxD- • 8 GND 8 7 6 35 12 4 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I RS 423 通讯原理简介 输出信号电平 为±0.2~6VRS 423的发送线路为其特有的RS423芯片完成 RS423的接收电路原理 和RS 422一样 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I EIA 规定RS 422 之电气参数 • 大家可以发现RS422的信号电平小于RS232的信号电平，所以这两 种端口不可直接连接，否则可能引起端口芯片损坏。 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I EIA 规定RS 485 之电气参数 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I EIA 规定RS 423 之电气参数 Author: Lu Zhiyi/吕志艺 2003-10 H I 第三章三菱编程电缆RS232/422自制示例 8 7 6 35 12 4 接RS232 端口 之TxD端 接RS232 端口 之RxD端 IC MAX 488芯片 IC MAX 202E芯片 电容0.1uF/16V “工业接口与通讯”课程概述 第一章 PC 与工业设备的通讯连接概述 哪些工业设备用到了通讯接口？ 哪些工业设备用到了通讯接口？ 哪些工业设备用到了通讯接口？ 哪些工业设备用到了通讯接口？ 哪些工业设备用到了通讯接口？ 哪些工业设备用到了通讯接口？ 工业PC上的通讯端口 我的台式计算机没有支持RS232的通讯端口怎么办？ 我的笔记本计算机没有支持RS232的通讯端口怎么办？ 我的计算机没有RS422/485的端口怎么办？ 利用转接头：USB-RS232-RS422/485转接示例 第二章 RS232 端口通讯原理与应用IC及跳线 RS 232 的通讯原理图 RS 232 的通讯方式 RS232的握手方式 RS232 的硬件握手方式 RS 232 软件握手的形式 RS 232 三线通讯示例（软握） RS232 端口引脚定义(DB 9) RS232 端口引脚定义(DB 25) 9 Pin~9Pin的端口跳线 9 Pin~25 Pin的端口跳线 串行端口的通讯参数设定简述 EIA 规定之RS232 电气参数 RS 232 通讯IC DS 232A RS 232 通讯IC DS 275 RS 232 通讯IC DS 275 的应用示例 带隔离保护的RS 232 IC MAX202E 第三章RS 422/485端口通讯原理与应用IC及接线 RS 422/485的发送电路原理 RS 422/485的接收电路原理 RS 422的典型4线通讯原理 RS 422信号引脚定义 RS 485 多点2线通讯网络原理图 RS 485 多点4线通讯网络原理图 RS 422/485的接口IC MAX488 RS 422/485的接口IC MAX489 RS 485 全双工通讯电路 (MAX 489) RS 485/422 DB9端口定义 RS 485/422 DB9端口定义(MPI-西门子PG) 三菱RS422接口标示 RS 423 通讯原理简介 EIA 规定RS 422 之电气参数 EIA 规定RS 485 之电气参数 EIA 规定RS 423 之电气参数 第三章 三菱编程电缆RS232/422自制示例