摘要：本文根據串行通訊的基本原理，以臺達PLC與松下變頻器通訊為案例，詳細討論臺達PLC的串行通迅功能及在項目中實際應用。主要介紹如何使用臺達PLC完善的通訊功能完成各種實際應用，體現了臺達PLC強大的通訊技術特性。
關鍵詞：串行通訊 PLC RS485 MODBUS協議 變頻器、自由口通訊 EASY LINK

1 引言

隨著計算器技術的發展，通訊傳輸在工業自動化控制領域得到越來越廣泛的應用。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低、簡單易用，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。現在各PLC生產廠家都極其重視通訊在PLC推廣中的應用，并且各具有優勢特點，合理利用PLC串行通訊功能將極大的降低自動化項目成本，提高產品競爭力。

2 串行通訊簡介

計算機通訊即是不同的設備通過線路互相交換編碼數據，其主要目的在于將數據從某端傳送到另一端，實現信息的交換。通訊通常有并行和串行兩種方式，由于并行傳輸方式在數據電壓傳送的過程中容易衰減互擾，并且線路工程費用較高，而串行通訊方式則能很好的解決這些問題，因此在工業應用中絕大多數使用串行通訊。

串行通訊的基本接口方式分為RS-232和RS-485兩種標準。

2.1 RS-232接口

(1) RS-232-C接口連接器一般使用型號為DB-9的9芯插頭座,只需三條接口線,即“發送數據”、“接收數據”和“信號地”即可傳輸數據，其9支腳位的定義如下表1所示。
表1 RS-232-C接口連接器定義

(2) 在RS232的規范中，電壓域值在+3V---+15V（一般使用+6V）之間稱為“0”或“ON”；電壓在-3V----15V（一般使用-6V）之間稱為“1”或“OFF”；計算機上的RS-232“高電位”約9V，而“低電位”則約-9V。

(3) RS-232為全雙工工作模式，其訊號準位是參考地線而得，分別作為數據的傳送和接收；實際應用中其傳輸距離可以達到15米。只具有單站功能，即一對一通訊。

2.2 RS485接口

（1）采用正負兩根信號線作為傳輸線路。
（2）RS-485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2—6） V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2—6）V表示。
（3）RS485為半雙工工作模式，其訊號是正負兩條線路訊號準位相減而得，是差動式輸入方式，抗共模干能力增強，即抗噪聲干擾性好；實際應用中其傳輸距離可達1200米。具有多站能力，即一對多的主從通訊。

3 臺達PLC的串行通訊功能

臺達DVP系列PLC各型主機均內建2個通訊口的標準配置，即一個RS232和一個RS485通訊口，其RS232口主要用于上下載程序或作為與上位機、觸摸屏通訊，而RS485口主要用于組建485網絡，實現通訊控制。尤其值得一提的是EH機型可通過通訊功能卡擴充一個RS232或RS485通訊口，使得在組建多重通訊網絡更加方便。

相對于通訊口的硬件配置，臺達PLC在軟件指令上對通訊的支持也是相當豐富和便利，主要通過以下三種方式完成485通訊功能：

3.1 自由通訊方式

該方式通過串行數據傳輸指令RS來完成主站與從站之間的數據交換，可以實現無協議的自由通訊。許多接口設備如變頻器、儀表等…若配備RS-485串行通訊，且該設備之通訊格式也有公開即可由PLC使用者以RS指令設計程序來傳輸PLC與接口設備之間數據。

3.2 MODBUS通訊方式（GB/Z 19582）

MODBUS協議是目前國際上公開的標準串行通迅協議，也是中華人民共和國國家標準化指導性技術文件GB/Z 19582：基于Modbus協議的工業自動化網絡規范。臺達PLC通訊符合MODBUS協議，并且臺達其它產品如變頻器、溫控儀、司服控制器等485通訊均符合MODBUS協議，對于符合MODBUS之通訊格式的產品，臺達PLC提供了更加便利的通訊指令MODRD 、MODWR、MODRW來實現數據的讀寫，程序編寫中不需關注傳送的字符，校驗碼的轉換等等，只需要確定通訊地址及寫入讀出的數據即可，不過在多指令讀寫時需要考慮通訊時序問題，避免通訊沖突。

3.3 臺達PLC最有特色的通訊命令EASY LINK

基于MODBUS通訊協議，臺達EP/EH系列PLC機型提供了更為方便快捷的通訊方式——EASYLINK。EASY LINK通訊是臺達PLC最有特色的通訊命令，可以提供主站與32個從站通訊，每個從站讀寫各100項數據的能力，且不需要復雜編程即可高速快捷的完成通訊控制，節省大量的編程時間。

綜合比較上述三種通訊方式，自由通訊方式的編程最為復雜，但它可以與非MODBUS協議的設備通訊，設備選擇自由靈活不受限制；MODBUS通訊方式的編程則簡單的多，且也具有一定的編程靈活性，如可優先與某個從站通訊；而EASY LINK通訊方式是針對符合MODBUS協議互連設備最簡單的通訊方式，幾乎不需要編程即可完成，不需要考慮半雙工通訊方式中通訊時序問題，只需要指定讀出寫入數據的寄存器和數據項數，啟動LINK連接即可完成設備之間的數據通訊。因此對于符合MODBUS協議的設備建議采用LINK通訊方式。

3.4串行通訊工程要點問題

在工業自動化控制中，有許多數據信號需要采集、處理，特別對于遠距離的設備，一般的傳感器電壓訊號如果傳輸距離過遠的話，會造成訊號的衰減，如此一來，將得不到正確的結果，因此，采用傳感器訊號就地處理，而數據傳輸通過數字通訊方式能夠有效的解決這一問題，保證數據的正確性與準確性；但通訊同樣也會受到外界的干擾，使得通訊質量下降，甚至根本無法建立通訊。要保證通訊正常，在組建通訊網絡時應該注意以下幾點：

（1）保證通訊協議一致，所有聯機之從站接口設備波特率及通訊格式需與主站相同，合理分配各從站的站地址，避免地址沖突。

（2）合理布線，減少外界干擾對通訊的影響。走線走得好，可以很大程度減少干擾的影響，提高通訊的可靠性，走線應遵循兩個原則：遠離電源線，變頻器等干擾源；當網線不能與電源線等干擾源避開時應與電源線垂直，不能平行，并采用質量高的雙絞線走線

（3）通訊速率的選擇，一般來說提高通訊波特率能夠提高通訊效率，但并非一味的提高就肯定好，傳輸速率的提高同時加大了傳輸錯碼率，使傳輸質量下降，特別是在工業控制場合外界干擾比較大的情況下，有時適當降低傳輸速率會得到更好的傳輸效率。

（4）正確編制通訊程序。PLC通訊程序的編制在實現串行通訊中也是非常關鍵的一步，一個合理的通訊程序能夠提高通訊效率，而不完善的通訊程序則會導致通訊效率下降，甚至通訊失敗，使PLC出現運行錯誤。由于RS485通訊采用半雙工的工作模式，因此通訊程序的編寫主要是對通訊指令的分時處理程序，在此用以下兩個通訊程序來描述如何合理編制PLC通訊程序，程序主要是PLC通過485通訊方式讀寫三臺變頻器的頻率，均實際測試運行過：