Siemens PLC kabels

Over de Auteur: Lammert Bies is een vader, echtgenoot en polyglot. Hij ontwikkelt embedded systemen sinds de jaren tachtig. Gebruikte machinaal leren voordat het een naam had. Specialiseert in het verbinden van computers, robots en mensen. Was een Google Mapmaker Advocaat en spreker op verscheidene internationale conferenties voordat in 2017 de stekker uit Mapmaker werd getrokken. Bughunter met Google. Verspreidt op dit moment kunstmatige intelligentie naar de wildste plekken in productieomgevingen. Hij stopt nooit met leren.

• Omron PLC kabels
• Mitsubishi PLC kabels
• Idec / Izumi PLC kabels
• Unitronics PLC kabels
• Z-World microcontroller kabels

Programmeerkabels voor Siemens PLC’s

De meeste PLC’s die door Siemens gemaakt worden zijn nier voorzien van een standaard RS232 poort. Op de S5 PLC series wordt een TTY 20 mA stroomlus interface gebruikt. De S7 series gebruikt daarentegen een PPI of MPI interface. Een eenvoudige programmeerkabel tussen een PC en een Siemens PLC is daardoor een onmogelijkheid. Er is altijd elektronica nodig om de noodzakelijke signaalconversie uit te voeren. Sommige randapparaten zoals de OP schermen kunnen echter weer wel direct worden aangesloten op een seriële poort.

Pin toewijzing van de Siemens S5 DB15 connector

Op Siemens S5 PLC systemen en randapparaten wordt een DB15 connector toegepast voor seriële communicatie. Deze connector is aanwezig op CPU’s, communicatieprocessoren en operator panelen en in al die gevallen variëren de pinnen en functionality lichtelijk. De afbeelding en tabel hieronder geven de gangbare pintoewijzing aan van de Siemens S5 DB15 connector.

Hoewel Siemens wel een consistente pintoewijzing heet gehanteerd op de verscheidene DB15 connectoren op Siemens S5 apparaten varieert de beschikbaarheid van specifieke signalen nogal. De TTY 20 mA stroomlus ingang en uitgang zijn beschikbaar op alle apparaten, maar de stroombron waarmee deze communicatie wordt gevoed is alleen aanwezig op de CPU’s en een paar andere apparaten. RS232 signalen aan de andere kant zijn niet direct beschikbaar op de CPU programmeerpoort, maar de meeste communicatieprocessoren en operator panelen hebben die weer wel.

Siemens heeft het probleem van de verschillende uitvoeringen van de DB15 connectoren op de verschillende apparaten opgelost aan de kant van het programmeerapparaat, door een actieve (gevoede) TTY 20 mA stroomlus interface te plaatsen in haar programmeerapparaten. Voor het programmeren van een PLC met een normale PC wordt de passieve (niet gevoede) 6ES5-734-1BD20 RS232 naar TTY adapterkabel gebruikt. Omdat dit een passieve kabel is moet het worden gevoed door de +5 Volt voedingsbron op pin 14 op de DB15 connector. Omdat die voedingsbron niet aanwezig is op alle apparaten met een DB15 connector kan het succes van het gebruik van de 6ES5-734-1BD20 kabel variëren.

Elektronica ontwerp voor een Siemens S5 RS232 naar TTY converter

Wanneer hoge kwaliteit communicatie noodzakelijk is tussen de RS232 poort op de PC en een Siemens S5 PLC of een ander apparaat van de S5 serie zou ik willen adviseren om de originele 6ES5-734-1BD20 converter kabel te kopen. Het is een degelijke adapter kabel en werkt gegarandeerd. De prijs van deze kabel is echter hoog en de beschikbaarheid wordt slechter omdat de S5 PLC series niet langer door Siemens worden gefabriceerd. Daarom bied ik hier op de site een elektronisch schema aan dat kan worden gebruikt om een eigen RS232 naar TTY converter te maken. Deze informatie is alleen voor educatieve doeleinden. Er is geen garantie dat de oplossing in uw specifieke situatie zal werken en er wordt geen verantwoordelijkheid genomen voor enig verlies of schate die het resultaat is van het maken van een converter op basis van deze informatie.

Op de S5 serie CPU’s van Siemens is een DB15 connector aanwezig waarmee de programmeerkabel kan worden verbonden. Op deze connector zitten geen normale RS232 pinnen. In plaats daarvan worden geïsoleerde 20 mA stroomlus TTY in- en uitgangen gebruikt voor de communicatie. Dit geeft een galvanische scheiding tussen de PLC en de aangesloten computer. Hoewel de signaalniveaus van deze TTY interface afwijken van de RS232 standaard is de bitvolgorde hetzelfde. De elektronica tussen de TTY poort op de PLC en de RS232 poort op de computer converteert daarom alleen maar signaalniveaus. Er vindt geen protocolconversie plaats.

De gemakkelijkste manier om RS232 signaalniveaus te converteren naar 20 mA stroomlus niveaus is door eerst het RS232 niveau te converteren naar TTLen dan een optocoupler te gebruiken voor de stroomomzetting. Veel optocouplers werken in het 20 mA gebied wat deze oplossing mogelijk maakt zonder al te veel extra elektronica. De conversie van RS232 naar TTL niveaus kan worden bereikt met een converter uit de Maxim MAX232 chip familie.

Hoewel de MAX232 converter chip de goedkoopste en meest gebruikte is uit de Maxim familie gaat mijn voorkeur er naar uit om de MAX233 te gebruiken. Deze chip heeft het voordeel dat de DC/DC converters geen externe condensatoren nodig hebben waarmee het ontwerp nog extra wordt vereenvoudigd.

De elektronica heeft een voeding nodig om te kunnen werken. Er zijn drie mogelijke oplossingen te bedenken. In de eerste benadering wordt de spanning van de RS232 handshaking lijnen gebruikt en geconverteerd naar de benodigde niveaus. In de tweede benadering wordt de 5 Volt voeding op de DB15 connector van de PLC gebruikt. De derde mogelijkheid is om een externe voedingsspanning toe te passen.

Alle voedingsbronnen hebben hun voor- en nadelen. Veel moderne RS232 poorten zijn niet instaat om voldoende vermogen te leveren voor externe elektronica. De 5 Volt voedingsbron op de DB15 is alleen beschikbaar op de S5 CPU’s maar niet op randapparaten zoals bijvoorbeeld de communicatieprocessoren CP526 en CP527 of sommige OP display modellen die voorzien zijn van een TTY poort. Bovendien is er als deze +5 voedingsbron gebruikt wordt geen galvanische scheiding meer tussen de PLC en PC. Om de verbinding gescheiden te houden met een DC/DC converter worden gebruikt waardoor het ontwerp ingewikkelder wordt.

De meest veelzijdige oplossing zou zijn om een externe voedingsbron te gebruiken. In dit ontwerp zal ik een schema gebruiken waarbij zowel de RS232 poort, als een externe voedingsbron kan worden gebruikt. Wanneer dat nodig is kan de externe voedingsbron worden vervangen door een DC/DC converter die gevoed wordt door pin 14 op de DB15 connector.

Nog meer kabels…

De Siemens operator panelen kunnen worden geprogrammeerd met een normale seriële kabel. De volgende kabel kan worden gebruikt voor het programmeren van de OP series van operator displays.