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工控人家園 綜合討論 使用市售 USB轉RS232串口與PLC通信的測試報告(轉載)

wxh0734

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樓主發表于: 2008-06-08 22:42

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使用市售 USB轉RS232串口與PLC通信的測試報告(轉載)
新的筆記本基本上已沒有RS-232串口了,取而代之的是USB接口,而工控產品又大都使用232口.由此便出現了USB----RS232轉換器.不料卻讓人大失所望.您有如此感受嗎?(以下轉載)希望能對受此困惑者以幫助!
　　
　　
　　使用市售 USB轉RS232串口與PLC通信的測試報告
　　
　　德陽四星電子技術開發中心　 2005-4-14
　　
　　　　USB （ Universal Serial Bus ，中文名 “ 通用串行總線 ” ）以其即插即用和熱插拔等諸多優點得到了廣泛的應用，正在迅速地替代傳統的 RS232 串口（俗稱 COM 口），市場調查表明，現在 90% 的筆記本電腦和 50% 的臺式電腦已取消了 RS232 口的配置，轉而將 USB 口作為標準配置。可以預測，今后的個人電腦將不會再配置 RS232 口了！
　　　　我們的工控設備如 PLC 和一些傳統設備如 MODEM 、條碼讀入器、手機等仍然在使用 RS232 、 RS422 、 RS485 等傳統的接口，個人電腦的 USB 口要與這些設備連接通信必然要經過 USB 到 RS232 的轉換，目前已有多種 USB 到 UART 的轉換芯片，市場上出售的 USB 轉 RS232 產品更是多達上百種型號，價格從 30 ～ 200 多元不等（歐姆龍的 USB 轉 RS232 產品價格高達上千元）。工作原理大致相同：采用單片 USB 到 UART 的轉換芯片或采用 USB 接口芯片和單片機將 USB 協議轉換成 TTL 電平的 UART 協議，再由 RS232 接口芯片將 TTL 電平轉換成 RS232 標準電平，電腦上安裝相應的驅動程序將 USB 擴展成 COM 口（ RS232 ），這樣一來就可使用原來的通信程序與傳統設備通信了。
　　　　許多用戶反映采用市售的 USB 轉 RS232 再用傳統的 PLC 編程電纜連接 PLC 通信時出現諸多問題，為此我們購買了二十多種不同型號的 USB 轉 RS232 產品，用 PLC 編程電纜與不同品牌型號的 PLC 作了測試，其測試結果分類如下：
　　　　測試所用 PLC ：西門子 S7-300 、 S7-200 、 LOGO ！，三菱 FX 、 A ，歐姆龍 CQM1 ， GE 90-30 ，松下 FP3 ，富士 NB0 ，施耐德 Neza 。
　　
　　　　　　　　　　　　　　　　A 類 USB 轉 RS232
　　 PLC 編程軟件操作系統測試結果
　　GE IC693CPU311Y CIMPLICITY ME V5.0 WinXP OK
　　GE IC693CPU311Y CIMPLICITY ME V5.0 Win2000 OK
　　GE IC693CPU311Y CIMPLICITY ME V5.0 Win98 失敗
　　GE IC693CPU311Y LM90 V9.0 DOS 失敗
　　
　　三菱 A1SCPU GPP V40E WinXP OK
　　三菱 A1SCPU GPP V40E Win2000 OK
　　三菱 A1SCPU GPP V40E Win98 失敗
　　三菱 A1SCPU MEDOC V2.3 DOS 失敗
　　三菱 FX2 GPP V40E WinXP OK
　　三菱 FX2 GPP V40E Win2000 OK
　　三菱 FX2 GPP V40E Win98 失敗
　　三菱 FX2 MEDOC V2.3 DOS 失敗
　　
　　西門子 LOGO ！ LOGO! Soft V4.0 WinXP OK
　　西門子 LOGO ！ LOGO! Soft V4.0 Win2000 OK
　　西門子 LOGO ！ LOGO! Soft V4.0 Win98 失敗
　　西門子 S7-200 STEP7 Micro/Win V3.2 WinXP 上、下載OK，找不到PLC
　　西門子 S7-200 STEP7 Micro/Win V3.2 Win2000 上、下載OK，找不到PLC
　　西門子 S7-200 STEP7 Micro/Win V3.2 Win98 上、下載OK，找不到PLC
　　西門子 S7-300 STEP7 V5.2 WinXP 失敗
　　西門子 S7-300 STEP7 V5.2 Win2000 失敗
　　西門子 S7-300 STEP7 V5.2 Win98 失敗
　　
　　歐姆龍 CQM1 CX-P V1.2 WinXP OK
　　歐姆龍 CQM1 CX-P V1.2 Win2000 OK
　　歐姆龍 CQM1 CX-P V1.2 Win98 OK
　　
　　富士 NB0 Flex V1.0 WinXP OK
　　富士 NB0 Flex V1.0 Win2000 OK
　　富士 NB0 Flex V1.0 Win98 OK
　　
　　松下 FP3 FPSOFT V1.1 WinXP OK
　　松下 FP3 FPSOFT V1.1 Win2000 OK
　　松下 FP3 FPSOFT V1.1 Win98 失敗
　　
　　施耐德 Neza Uni-Telway V1.6 WinXP 失敗
　　施耐德 Neza Uni-Telway V1.6 Win2000 失敗
　　施耐德 Neza Uni-Telway V1.6 Win98 失敗
　　
　　臺達 DVP 系列 PLC WPLSoft V2.03 WinXP OK
　　臺達 DVP 系列 PLC WPLSoft V2.03 Win2000 OK
　　臺達 DVP 系列 PLC WPLSoft V2.03 Win98 OK
　　
　　
　　　　　　　　　　　　　　　　B 類 USB 轉 RS232
　　PLC 編程軟件操作系統測試結果
　　GE IC693CPU311Y CIMPLICITY ME V5.0 WinXP 失敗
　　GE IC693CPU311Y CIMPLICITY ME V5.0 Win2000 失敗
　　GE IC693CPU311Y CIMPLICITY ME V5.0 Win98 失敗
　　GE IC693CPU311Y LM90 V9.0 DOS 失敗
　　
　　三菱 A1SCPU GPP V40E WinXP OK
　　三菱 A1SCPU GPP V40E Win2000 OK
　　三菱 A1SCPU GPP V40E Win98 OK
　　三菱 A1SCPU MEDOC V2.3 DOS 失敗
　　三菱 FX2 GPP V40E WinXP 失敗
　　三菱 FX2 GPP V40E Win2000 失敗
　　三菱 FX2 GPP V40E Win98 失敗
　　三菱 FX2 MEDOC V2.3 DOS 失敗
　　
　　西門子 LOGO ！ LOGO! Soft V4.0 WinXP 下載 OK ，上載失敗
　　西門子 LOGO ！ LOGO! Soft V4.0 Win2000 下載 OK ，上載失敗
　　西門子 LOGO ！ LOGO! Soft V4.0 Win98 失敗
　　西門子 S7-200 STEP7 Micro/Win V3.2 WinXP OK
　　西門子 S7-200 STEP7 Micro/Win V3.2 Win2000 OK
　　西門子 S7-200 STEP7 Micro/Win V3.2 Win98 OK
　　西門子 S7-300 STEP7 V5.2 WinXP OK
　　西門子 S7-300 STEP7 V5.2 Win2000 OK
　　西門子 S7-300 STEP7 V5.2 Win98 失敗
　　
　　歐姆龍 CQM1 CX-P V1.2 WinXP 失敗
　　歐姆龍 CQM1 CX-P V1.2 Win2000 失敗
　　歐姆龍 CQM1 CX-P V1.2 Win98 失敗
　　
　　富士 NB0 Flex V1.0 WinXP OK
　　富士 NB0 Flex V1.0 Win2000 OK
　　富士 NB0 Flex V1.0 Win98 失敗
　　
　　松下 FP3 FPSOFT V1.1 WinXP OK
　　松下 FP3 FPSOFT V1.1 Win2000 OK
　　松下 FP3 FPSOFT V1.1 Win98 失敗
　　
　　施耐德 Neza Uni-Telway V1.6 WinXP 失敗
　　施耐德 Neza Uni-Telway V1.6 Win2000 失敗
　　施耐德 Neza Uni-Telway V1.6 Win98 失敗
　　
　　臺達 DVP 系列 PLC WPLSoft V2.03 WinXP 失敗
　　臺達 DVP 系列 PLC WPLSoft V2.03 Win2000 失敗
　　臺達 DVP 系列 PLC WPLSoft V2.03 Win98 失敗
　　
　　
　　C 類 USB 轉 RS232
　　PLC 編程軟件操作系統測試結果
　　GE IC693CPU311Y CIMPLICITY ME V5.0 WinXP 失敗
　　GE IC693CPU311Y CIMPLICITY ME V5.0 Win2000 失敗
　　GE IC693CPU311Y CIMPLICITY ME V5.0 Win98 失敗
　　GE IC693CPU311Y LM90 V9.0 DOS 失敗
　　
　　三菱 A1SCPU GPP V40E WinXP 失敗
　　三菱 A1SCPU GPP V40E Win2000 失敗
　　三菱 A1SCPU GPP V40E Win98 失敗
　　三菱 A1SCPU MEDOC V2.3 DOS 失敗
　　三菱 FX2 GPP V40E WinXP OK
　　三菱 FX2 GPP V40E Win2000 OK
　　三菱 FX2 GPP V40E Win98 OK
　　三菱 FX2 MEDOC V2.3 DOS 失敗
　　
　　西門子 LOGO ！ LOGO! Soft V4.0 WinXP OK
　　西門子 LOGO ！ LOGO! Soft V4.0 Win2000 OK
　　西門子 LOGO ！ LOGO! Soft V4.0 Win98 OK
　　西門子 S7-200 STEP7 Micro/Win V3.2 WinXP 失敗
　　西門子 S7-200 STEP7 Micro/Win V3.2 Win2000 失敗
　　西門子 S7-200 STEP7 Micro/Win V3.2 Win98 失敗
　　西門子 S7-300 STEP7 V5.2 WinXP 失敗
　　西門子 S7-300 STEP7 V5.2 Win2000 失敗
　　西門子 S7-300 STEP7 V5.2 Win98 失敗
　　
　　歐姆龍 CQM1 CX-P V1.2 WinXP OK
　　歐姆龍 CQM1 CX-P V1.2 Win2000 OK
　　歐姆龍 CQM1 CX-P V1.2 Win98 OK
　　
　　富士 NB0 Flex V1.0 WinXP 失敗
　　富士 NB0 Flex V1.0 Win2000 失敗
　　富士 NB0 Flex V1.0 Win98 失敗
　　
　　松下 FP3 FPSOFT V1.1 WinXP OK
　　松下 FP3 FPSOFT V1.1 Win2000 OK
　　松下 FP3 FPSOFT V1.1 Win98 失敗
　　
　　施耐德 Neza Uni-Telway V1.6 WinXP 失敗
　　施耐德 Neza Uni-Telway V1.6 Win2000 失敗
　　施耐德 Neza Uni-Telway V1.6 Win98 失敗
　　
　　臺達 DVP 系列 PLC WPLSoft V2.03 WinXP OK
　　臺達 DVP 系列 PLC WPLSoft V2.03 Win2000 OK
　　臺達 DVP 系列 PLC WPLSoft V2.03 Win98 失敗
　　
　　　　從以上測試結果可以看出，不同的 USB 轉 RS232 產品支持的 PLC 通信結果是不同的，其原因主要有以下幾點：
　　• USB 轉 UART 芯片與電腦中運行的驅動程序提供的是仿真串口（或稱虛擬串口），并未做到將 USB 模擬成“物理的 UART 串口”，所以不支持串口本身的純硬件操作，如直接讀寫硬件寄存器的操作。
　　• 芯片所支持的 UART 數據格式（數據位、校驗位、停止未等）與編程軟件通信的數據格式不同，或芯片的緩沖區太小造成數據溢出。
　　• 編程軟件的通信程序編寫方式不同造成通信失敗，電腦插上 USB 轉 RS232 后，在驅動程序的管理下雖然在在 Windows 的設備管理器中出現了 COM 口，但這只是軟件虛擬的 RS232 口，通信程序須通過較上層的系統調用來讀寫該口，如采用直接讀寫該口的物理寄存器的方式也許就訪問不到物理地址。
　　• 有些 USB 轉 UART 芯片的緩沖區較小，通信程序也許需插入一定的等待延時或進行流控管理。
　　• 驅動程序與操作系統的配合問題，早期的 Win98 系統支持 USB 要差一些。
　　• USB 轉 UART 芯片升級后，由于價格降低，芯片簡化造成通信失敗，如 PL2303 芯片原來支持與三菱 FX 和 A 系列 PLC 通信，升級后的芯片 PL-2303HX 則不能與 A 系列通信。
　　• 有些 PLC （如施耐德）支持 USB 轉 RS232 通信的通信方式，但要識別芯片的 VID 、 PID 和序列號，使用與施耐德的 USB 編程電纜 TSXPCX3030-C 相同芯片的 USB 轉 RS232 也不能通信。
　　解決辦法：
　　我們的電腦只有 USB 口，如何使用編程軟件與 PLC 通信，只有以下解決辦法：
　　• 直接選用 PLC 廠家為各自的 PLC 開發的 USB 編程電纜，這個辦法簡單省事。
　　• 根據不同品牌型號的 PLC 購買不同型號的 USB 轉 RS232 ，再配以原來的傳統編程電纜使用，這種方法很麻煩，需在眾多廠家的型號中去篩選和測試。你購買的 USB 轉 RS232 也許支持某些品牌型號的 PLC ，但卻不能支持另一種品牌型號的 PLC 通信。
　　• 采用 USB 接口芯片加單片機自己開發適合 PLC 通信的 USB 轉 UART 協議接口，這種方案要求用戶掌握 USB 與 UART 較深層次的技術。
　　• 在電腦中安裝總線式的 RS232 串口卡，臺式機有許多 PCI 總線的多串口卡，筆記本電腦有 PCMCIA 串口卡選用，但要注意有的編程軟件不支持擴展串口。
　　• 盡量使用高版本的編程軟件。
　　　　以上拙見是筆者對現在 USB 轉 RS232 市場調查的一些看法，僅供同行參考，隨著技術的進步，也許今后的 USB 轉 UART 芯片會做到將 USB 模擬成“真正的物理 RS232 口”。