S7-200PLC與ACE3600RTU通信的數據線的製作方法

2023-05-30 01:17:56

本發明涉及通信技術，尤其涉及一種S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線。

背景技術：

S7-200系列可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller；簡稱：PLC)採用Modbus協議時可通過通信接口Port 0口與多種其他設備互聯。Port 0口是物理特性為推薦標準(Recommended Standard；簡稱：RS)485的9針串口母頭。其針腳定義主要包括：1-機殼接地，2-邏輯地(24V公共端)，3-RS 485信號B，4-請求發送，5-邏輯地(5V公共端)，6-5V+，7-24V+，8-RS485信號A，9-10位協議選擇。ACE3600遠程終端設備(Remote Terminal Unit；簡稱：RTU)是新型的遠程終端單元。ACE3600支持多種通訊協議，可通過RJ45類型的RS232接口與其他設備進行Modbus通信，實現PLC、RTU及智能電子設備的無縫集成。ACE3600與外圍設備進行Modbus通訊時，其RS232針腳定義主要包括：1-數據終端準備好(Data Terminal Ready；簡稱：DTR)，2-數據準備好(Data Set Ready；簡稱：DSR)，3-請求發送(Request To Send；簡稱：RTS)，4-載波檢測(Data Carrier Detect；簡稱：DCD)，5-GND(Ground；簡稱：GND)，6-清除發送(Clear To Send；簡稱：CTS)，7-接收數據(Receive Data；簡稱：RXD)，8-發送數據(Transmit Data；簡稱：TXD)。在實際應用中，S7-200 PLC和ACE3600 RTU之間需要進行通信。

現有技術中，由於S7-200 PLC和ACE3600 RTU的接口在物理特性及針腳定義上均不同，二者之間通信時需要有源的轉換電路進行通信轉換。

但是，現有技術中，通過有源的轉換電路進行通信轉換導致通信成本較高。

技術實現要素：

本發明提供一種S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線，以降低通信成本。

本發明提供一種S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線，包括：

第一線纜、第二線纜、轉換模塊、8針RS232接口和9針RS485串口公頭，其中，所述第一線纜的一端和所述第二線纜的一端通過所述轉換模塊連接，所述第一線纜的另外一端連接所述8針RS232接口，所述8針RS232接口用於插接ACE3600 RTU的RS232接口，所述第二線纜的另外一端連接所述9針RS485串口公頭，所述9針RS485串口公頭用於插接S7-200 PLC的9孔母頭；所述轉換模塊包括：電源單元、RS232電平轉換單元和RS485電路單元，其中，所述電源單元通過所述8針RS232接口的1腳和所述8針RS232接口的3腳提供的供電電源為所述RS232電平轉換單元和所述RS485電路單元進行供電。

進一步地，上述S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線中，所述電源單元包括：所述8針RS232接口的1腳和所述8針RS232接口的3腳分別連接有第一二極體和第二二極體；所述第一二極體和所述第二二極體的陰極均通過第一電阻連接至穩壓二極體的陰極和第六電容的正極；所述穩壓二極體的陽極接地，所述第六電容的負極接地，所述穩壓二極體的輸出電壓作為所述RS232電平轉換單元和所述RS485電路單元的所述供電電源。

進一步地，上述S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線中，所述RS232電平轉換單元包括MAX232晶片，其中，所述MAX232晶片的16腳接所述供電電源，且所述MAX232晶片的16腳連接第二電容的正極，所述第二電容的負極接地；所述MAX232晶片的16腳和所述MAX232晶片的2腳之間串接有第三電容，所述第三電容的正極與所述MAX232晶片的2腳相連，所述第三電容的負極與所述MAX232晶片的16腳相連；所述MAX232晶片的1腳和所述MAX晶片的3腳之間串接有第四電容，所述第四電容的正極與所述MAX232晶片的1腳相連，所述第四電容的負極與所述MAX232晶片的3腳相連；所述MAX232晶片的4腳和所述MAX晶片的5腳之間串接有第五電容，所述第五電容的正極與所述MAX232晶片的4腳相連，所述第五電容的負極與所述MAX232晶片的5腳連接；所述MAX232晶片的6 腳通過第一電容接地，其中，所述MAX232晶片的6腳連接所述第一電容的負極；所述MAX232晶片的8腳和所述MAX晶片的13腳短接後連接至所述8針RS232接口的8腳；所述MAX232晶片的14腳連接至所述8針RS232接口的7腳；所述MAX232晶片的10腳、所述MAX232晶片的15腳和所述8針RS232接口的5腳均接地。

進一步地，上述S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線中，所述MAX232晶片的9腳和所述供電電源之間依次串接有第三電阻、NPN型三極體和第二電阻，其中，所述NPN型三極體的集電極與所述第二電阻相連，所述NPN型三極體的發射機接地。

進一步地，上述S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線中，所述RS485電路單元包括MAX485晶片，其中，所述MAX485晶片的1腳連接所述MAX232晶片的11腳；所述MAX485晶片的4腳連接所述MAX232晶片的12腳；所述MAX485晶片的2腳和所述MAX485晶片的3腳短接後連接至所述NPN型三極體的集電極；所述MAX485晶片的8腳和所述供電電源相連；所述MAX485晶片的5腳接地；所述MAX485晶片的6腳通過第四電阻連接至所述供電電源，且所述MAX485晶片的6腳連接至所述9針RS485串口公頭的8腳；所述MAX485晶片的7腳通過第五電阻接地，且所述MAX485晶片的7腳連接至所述9針RS485串口公頭的3腳。

進一步地，上述S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線中，所述第一二極體和所述第二二極體為IN4148，所述穩壓二極體為IN4733，所述NPN型三極體為9014。

進一步地，上述S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線中，所述第一電容、所述第二電容、所述第三電容、所述第四電容和所述第五電容的值都為0.1微法，所述第六電容的值為47微法，所述第一電阻的值為100歐姆，所述第二電阻的值為12千歐姆，所述第三電阻的值為10千歐姆，所述第四電阻和所述第五電阻的值都為1.2千歐姆。

進一步地，上述S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線中，所述第一線纜為5芯線纜，所述第二線纜為2芯線纜。

進一步地，上述S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線中，所述轉換模塊的外殼上設置有散熱口。

本發明提供的S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線通過設置第一線纜、第二線纜、轉換模塊、8針RS232接口和9針RS485串口公頭，其中，第一線纜的一端和第二線纜的一端通過轉換模塊連接，第一線纜的另外一端連接8針RS232接口，8針RS232接口用於插接ACE3600 RTU的RS232接口，第二線纜的另外一端連接9針RS485串口公頭，9針RS485串口公頭用於插接S7-200 PLC的9孔母頭，所述轉換模塊包括：電源單元、RS232電平轉換單元和RS485電路單元，其中，電源單元通過8針RS232接口的1腳和8針RS232接口的3腳提供的供電電源為RS232電平轉換單元和RS485電路單元進行供電，使得在S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信時，能將雙方的通信數據轉換為雙方能夠接收和解析的數據，且轉換模塊通過8針RS232接口的1腳和3腳提供的供電電源進行供電，轉換模塊為無源模塊，從而，降低了通信成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線實施例一的整體結構示意圖；

圖2為圖1的電路結構示意圖；

圖3為本發明S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線實施例二的電路結構示意圖。

附圖標記說明：

11：第一線纜；

12：第二線纜；

13：轉換模塊；

14：8針RS232接口；

15：9針RS485串口公頭；

16：散熱口；

131：電源單元；

132：RS485電路單元；

133：RS232電平轉換單元；

D1：第一二極體；

D2：第二二極體；

D3：穩壓二極體；

Q1：NPN型三極體；

C1：第一電容；

C2：第二電容；

C3：第三電容；

C4：第四電容；

C5：第五電容；

C6：第六電容；

R1：第一電阻；

R2：第二電阻；

R3：第三電阻；

R4：第四電阻；

R5：第五電阻；

Vcc：供電電源。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

圖1為本發明S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線實施例一的整體結構示意圖，圖2為圖1的電路結構示意圖。請同時參照圖1和圖2，本實施例提供的S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線包括：

第一線纜11、第二線纜12、轉換模塊13、8針RS232接口14和9針RS485 串口公頭15，其中，第一線纜11的一端和第二線纜12的一端通過轉換模塊13連接，第一線纜11的另外一端連接8針RS232接口14，8針RS232接口14用於插接ACE 3600 RTU(圖中未示出)的RS232接口，第二線纜12的另外一端連接9針RS485串口公頭15，9針RS485串口公頭15用於插接S7-200 PLC(圖中未示出)的9孔母頭。轉換模塊13包括：電源單元131、RS232電平轉換單元133和RS485電路單元132，電源單元131通過8針RS232接口14的1腳和8針RS232接口14的3腳提供的供電電源為RS232電平轉換單元133和RS485電路單元132進行供電。

具體地，本實施例提供的S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線用於S7-200 PLC和ACE3600 RTU之間進行Modbus通信交互。S7-200 PLC通過RS485的9針串口母頭與其他設備進行通信，RS485是美國電子工業協會(Electronic Industry Association；簡稱：EIA)制定的一種串行物理接口標準。ACE3600 RTU基於先進的數據採集和處理智能單元，可以滿足複雜的數據採集與監視控制系統(Supervisory Control And Data Acquisition；簡稱：SCADA)的通訊需求，其通過RJ45類型的RS232接口與其他設備進行通信。

本實施例提供的S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線中第一線纜11的一端和第二線纜12的一端通過轉換模塊13連接，具體地，第一線纜11的一端和第二線纜12的一端通過轉換模塊13電連接。第一線纜11的另外一端連接8針RS232接口14，8針RS232接口14用於插接ACE3600 RTU的RS232接口，ACE3600 RTU的RS232接口是一個外觀上為RJ45類型的接口，但實際數據協議為RS232標準的接口。第二線纜12的另外一端連接9針RS485串口公頭15，9針RS485串口公頭15用於插接S7-200 PLC的9孔母頭。

轉換模塊13中，電源單元131通過8針RS232接口14的1腳和8針RS232接口14的3腳提供的供電電源為RS232電平轉換單元133和RS485電路單元132進行供電，在實際使用過程中，當8針RS232接口14插接了ACE3600 RTU的RS232接口後，8針RS232接口14的1腳和3腳之間會有電平差，取這個電平差作為RS232電平轉換單元133和RS485電路單元132的供電電源。

本實施例提供的S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線在使用過程 中，第一線纜11連接的8針RS232接口14插接ACE3600 RTU的RS232接口，第二線纜12連接的9針RS485串口公頭15插接S7-200 PLC的9孔母頭，會有外部電源為ACE3600 RTU供電讓其正常工作，當ACE3600 RTU正常工作時，8針RS232接口14的1腳和3腳之間會有電平差，電源單元131取此電平差作為供電電源為RS232電平轉換單元133和RS485電路單元132供電。當有數據從ACE3600 RTU傳輸至S7-200 PLC時，ACE3600 RTU傳輸的數據經過8針RS232接口14和第一線纜11，再經過RS232電平轉換單元133和RS485電路單元132轉換為S7-200 PLC能夠接收和解析的數據，再經過第二線纜12傳輸至9針RS485串口公頭15，被S7-200 PLC接收，完成一次數據傳輸。當有數據從S7-200 PLC傳輸至ACE3600 RTU時，S7-200 PLC傳輸的數據經過9針RS485串口公頭15和第二線纜12，再經過RS485電路單元132和RS232電平轉換單元133轉換為ACE3600 RTU能夠接收和解析的數據，再經過第一線纜11傳輸至8針RS232串口公頭14，被ACE3600 RTU接收，完成一次數據傳輸。

本實施例提供的S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線通過設置第一線纜、第二線纜、轉換模塊、8針RS232接口和9針RS485串口公頭，其中，第一線纜的一端和第二線纜的一端通過轉換模塊連接，第一線纜的另外一端連接8針RS232接口，8針RS232接口用於插接ACE3600 RTU的RS232接口，第二線纜的另外一端連接9針RS485串口公頭，9針RS485串口公頭用於插接S7-200 PLC的9孔母頭，所述轉換模塊包括：電源單元、RS232電平轉換單元和RS485電路單元，其中，電源單元通過8針RS232接口的1腳和8針RS232接口的3腳提供的供電電源為RS232電平轉換單元和RS485電路單元進行供電，使得在S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信時，能將雙方的通信數據轉換為雙方能夠接收和解析的數據，且轉換模塊通過8針RS232接口的1腳和3腳提供的供電電源進行供電，轉換模塊為無源模塊，從而，降低了通信成本。

圖3為本發明S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線實施例二的電路結構示意圖。如圖3所示，在實施例一的基礎上，電源單元具體包括：

8針RS232接口的1腳和8針RS232接口的3腳分別連接第一二極體D1和第二二極體D2，第一二極體D1和第二二極體D2的陰極均通過第一電阻 R1連接至穩壓二極體D3的陰極和第六電容C6的正極。穩壓二極體D3的陽極接地，第六電容C6的負極接地，穩壓二極體D3的輸出電壓作為RS232電平轉換單元和RS485電路單元的供電電源Vcc。

在實施例一的基礎上，RS232電平轉換單元包括MAX232晶片，其中，MAX232晶片的16腳接供電電源Vcc，且MAX232晶片的16腳連接第二電容C2的正極，第二電容C2的負極接地。MAX232晶片的16腳和MAX232晶片的2腳之間串接有第三電容C3，第三電容C3的正極與MAX232晶片的2腳相連，第三電容C3的負極與MAX232晶片的16腳相連。MAX232晶片的1腳和MAX晶片的3腳之間串接有第四電容C4，第四電容C4的正極與MAX232晶片的1腳相連，第四電容C4的負極與MAX232晶片的3腳相連。MAX232晶片的4腳與MAX232晶片的5腳之間串接有第五電容C5，第五電容C5的正極與MAX232晶片的4腳相連，第五電容C5的負極與MAX232晶片的5腳相連。MAX232晶片的6腳通過第一電容C1接地，其中，MAX232晶片的6腳接第一電容C1的負極。MAX232晶片的8腳和MAX232晶片的13腳短接後連接至8針RS232接口的8腳。MAX232晶片的14腳連接至8針RS232接口的7腳。MAX232晶片的10腳、MAX232晶片的15腳和8針RS232接口的5腳均接地。

MAX232晶片的9腳和供電電源Vcc之間依次串接有第三電阻R3、NPN型三極體Q1和第二電阻R2，其中，NPN型三極體Q1的集電極與第二電阻R2相連，NPN型三極體Q1的發射極接地。

RS485電路單元包括MAX485晶片，其中，MAX485晶片的1腳連接MAX232晶片的11腳，MAX485晶片的4腳連接MAX232晶片的12腳。MAX485晶片的2腳和MAX485晶片的3腳短接後連接至NPN型三極體Q1的集電極。MAX485晶片的8腳和供電電源Vcc相連。MAX485晶片的5腳接地。MAX485晶片的6腳通過第四電阻R4連接至供電電源Vcc，且MAX485晶片的6腳連接至9針RS485串口公頭的8腳。MAX485晶片的7腳通過第五電阻R5接地，且MAX485晶片的7腳連接至9針RS485串口公頭的3腳。

在本實施例中，第一二極體D1和第二二極體D2為IN4148，穩壓二極體D3為IN4733，NPN型三極體Q1為9014。

第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4和第五電容C5 的值都為0.1微法，第六電容C6的值為47微法，第一電阻R1的值為100歐姆，第二電阻R2的值為12千歐姆，第三電阻R3的值為10千歐姆，第四電阻R4和第五電阻R5的值都為1.2千歐姆。

本實施例提供的S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線，具體限定了轉換模塊中電源單元、RS232電平轉換單元和RS485電路單元的組成和連接方式，使得在S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信時，能將雙方的通信數據轉換為雙方能夠接收和解析的數據，且轉換模塊為無源模塊，採用的元件少，從而，降低了通信成本。

在上述任一實施例中，第一線纜為5芯線纜，第二線纜為2芯線纜。為滿足實際應用情況，第一線纜的長度可以為1米，第二線纜的長度可以為5米。

在上述任一實施例中，請參照圖1，轉換模塊13的外殼上設置有散熱口16，便於轉換模塊13散熱。散熱口的設置使得轉換模塊的便於與外界進行熱量交換，延長了轉換模塊的使用壽命。

在上述任一實施例中，S7-200 PLC與ACE3600 RTU通信的數據線可以是一體化生產，抗幹擾能力強。

最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。