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台达PLC串行通讯应用原理 一、概述 随着计算机技术的发展，通讯传输在工业自动化控制领域得到越来越广泛的应用。由于串行通讯方式具有线路少、成本低、简单易用，特别是在远程传输时，避免了线路复杂凌乱的缺点。在现在的PLC自动化系统中，合理利用PLC串行通讯功能将极大的降低自动化项目成本，提高产品竞争力。
二、串行通讯简介 通讯通常有并行和串行通讯两种方式，由于并行传送在数据电压传送的过程中容易衰减、抗干扰能力差、并且线路费用较高。而串行通讯方式能很好的避免这些问题，因此在工业应用中绝大多数使用串行通讯。 串行通讯的基本接口方式分为RS-232、RS-485两种标准。 1、RS-232接口 （1）RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-9的9芯插头座，只需三条接口线，即：发送数据、接受数据和信号地即可传输数据，其9支脚位的定义一般为：2——RXD，3——TXD，5-GND（9-PIN）。 (2)在RS232的规范中，电压值域在+3V到+15V（一般使用+6V）之间称为ON；电压在-3V到-15V（一般用-6V）之间成为OFF；计算机上的RS232“高电位”约为9V，而“低电压”约为-9V。 （3）RS-232为全双工工作模式，其讯号准位是参考地线而得，分别作为数据的传送和接收；实际应用中其传输距离
可以达15米。只具有单站功能，即一对一通讯。 2、RS-485接口 （1）采用正负两根信号线作为传输线路。 （2）RS-485的电气特性：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。 （3）RS-485为半双工工作模式，其讯号是正负是两条线路讯号准位相减而得，是差动式输入方式，抗共模干扰能力较强，实际应用中其传输距离可达1200米。具有多站能力，即一对多的主从通讯。
三、台达PLC的串行通讯功能 台达DVP系列PLC各型号主机均内建两个通讯口的标准配置，即一个RS-232和RS-485通讯口，其RS232主要用于上下载程序或作为与上位机、触摸屏通讯，而RS485主要用于组建485网络，实现通讯控制。尤其值得一提的是EH机型可通过通讯功能卡扩充一个RS-232或RS-485通讯口，使得在组建多重通讯网络更加方便。 相对于通讯口的硬件配置，台达PLC在软件指令上对通讯的支持也是相当丰富和便利，主要通过一下三种方式完成485通讯功能： 1、自由通讯方式 该方式通过串行数据传输指令RS来完成主站与从站之间的数据交换，可以实现无协议的自由通讯。许多接口设备如变频器、仪表等若配备RS-485串行通讯，且该设备之间通讯格式也有公开即可由PLC使用者以RS指令设计程序来传输PLC与接口设备之间数据。 2、MODBUS通讯方式 MODBUS协议是目前国际上公开的标准串行通讯协议。台达PLC通讯符合MODBUS协议，并且台达其他产品如变频器、温控仪、伺服等485通讯均符合MODBUS协议。台达PLC提供了更加便利的通讯指令MODRD、MODWR、MODRW来实现数据的读写，程序编写中不需关注传送的字符，校验码的转换等等，只需要确定通讯地址及写入读出的数据即可，不过在多指令读写时需要考虑通讯时序的问题，避免通讯冲突。 3、台达PLC特有的通讯方式EASY LINK 基于MODBUS通讯协议，台达EP/EH系列PLC提供了更为方便快捷的通讯方式——EASY LINK。此可以提供主站与32个从站通讯，每个从站读写各100项数据的能力，且不需要复杂编程即可高速快捷的完成通讯控制，节省大量的编程时间。 综合比较上述三种通讯方式，自由通讯方式的编程最为复杂，但它可以与非MODBUS协议的设备通讯，设备选择自由灵活不受限制；MODBUS通讯方式的编程则简单的多，且也具有一定的编程灵活性，如可优先与某个从站通讯；而EASY LINK通讯方式是针对符合MODBUS协议互连设备最简单的通讯方式，几乎不需要编程即可完成，不需要考虑半双工通讯方式中通讯时序问题，只需要指定读出写入数据的寄存器和数据项数，启动LINK连接即可完成设备之间的数据通讯。因此对于符合MODBUS协议的设备建议采用LINK通讯方式。
四、串行通讯工程要点问题 在工业自动化控制中，有许多数据信号需要采集、处理，特别对于远距离的设备，一般的传感器电压讯号如果传输距离过远的话，会造成讯号的衰减，如此一来，将得不到正确的结果，因此，采用传感器信号就地处理，而数据传输通过通讯能够有效的解决这个问题；但通讯同样也会受到外界的干扰，使得通讯质量下降，甚至根本无法建立通讯。要保证通讯正常，在组建通讯网络时要注意以下几点： 1、保证通讯协议一致，所有联机之从站接口设备波特率及通讯格式需与主站相同，合理分配各从站的站地址，避免地址冲突。 2、合理布线，减少外界干扰对通讯的影响。走线走得好，可以很大程度减少干扰的影响，提高通讯的可靠性。走线应遵循两个原则：远离电源线、变频器等干扰源；当网线不能与电源线等干扰源避开时应与电源线垂直，不能平行，并采用质量高的双绞线走线。 3、通讯速率的选择，一般来说提高通讯波特率能够提高通讯效率，但并非一味的提高就肯定好，传输速率的提高同时加大了传输错码率，是传输质量下降，特别是在工业控制场合外界干扰比较大的情况下，有时适当降低传输速率会得到更好的效率。 4、正确编写通讯程序。PLC通讯程序在实现串行通讯中是非常关键的一步，一个合理的通讯程序能够提高通讯效率，而不完善的通讯程序则会导致通讯效率的下降，甚至失败，使PLC出现运行错误。由于RS-485通讯采用半双工的工作模式，因此通讯程序的编写主要是对通讯指令的分时处理程序。
五、台达PLC通讯程序要点 1、“固定时序通讯程序”是台达PLC通讯技术工程处理通讯常用方法，利用固定计时的方法来实现分时通讯，这样的写法比较容易造成通讯时序上的问题。MODBUS通讯规格是采用主/从模式，也就是主站发通讯命令给从站，从站收到之后在回应主站，这一收一回才完成一个完整的通讯资料交换，这是采用M1127来判断的。但决定下一个通讯指令是否运行却不是由通讯旗帜来决定，这样很容易有问题生成，因为通讯的整个时间包含通讯资料在线上传输的时间加上通讯资料在主/从站处理的时间，若这个时间超过100ms，那就很容易造成从站回传，而主站送资料出去，造成资料在线上碰撞，因而影响传输的正确性，如果把时间延长，还是会碰到问题，因为这种写法，通讯旗标的动作与决定传送的旗标本身并没同步，因而会有时间差，造成资料不正确。在EH机型上测试发现通讯速度比较慢，且读回来的数据有时会发生交叉的现象，即从站2的频率读到从站4的寄存器上。使用这种编程方法在通讯正常时没有问题，严重时甚至导致PLC死机。 2、“通讯旗标方式程序”是调整后的程序，可以比较一下，其主要区别在于MODBUS READ/WRITE指令在程序使用上搭配M1127、M1129、M1140、M1141来判断，由这几个旗标的状态来决定下一个通讯指令的运行时间，能够很好的处理串行通讯的时序问题，保证通讯的可靠及效率。在用固定时序通讯中，即使通讯正常完成，那也要等到100ms以后做下一个通讯，比如写指令通讯完成耗时20ms，则需要等待80ms，降低了通讯效率，而采用通讯旗标会在通讯完成或出现错误时转入执行下一个通讯指令，有效利用了时间。
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