GCANPLC400 可编程序控制器.docx

1、GCANPLC400 可编程序控制器GCAN-PLC-400可编程序控制器（总线模块控制器）用户手册文档版本：V3.01 （2018/01/22）修订历史版本日期原因V1.002016/12/20创建文档V2.012017/11/22添加部分参数V3.012018/01/22添加通信协议部分目 录1. 功能简介 41.1 功能概述 41.2 性能特点 41.3 典型应用 52. 设备安装与使用 62.1 模块外观 62.2 模块固定 62.3 接线方法 82.4 系统状态指示灯 103. 通信连接 123.1 串口连接 123.2 CAN连接 123.3 CAN总线终端电阻 134. 程序编程

2、下载 145. OpenPCS编程软件使用 155.1软件安装 155.2 PLC编程界面简介 155.3 创建项目 156. GC系列模块选型表 257. 技术规格 27附录A：CANopen协议简介 29附录B：Modbus协议简介 36B.1 Modbus RTU协议数据格式 36B.2 Modbus TCP协议数据格式 37B.3 Modbus常用功能码 39销售与服务 481. 功能简介1.1 功能概述GCAN-PLC-400 可编程序控制器（总线模块控制器）是一种集成有PLC功能的总线模块控制器。它具有外形精巧、性价比高的特点，可以用于连接CAN总线系统、Modbus系统与分布式总

3、线端子模块，且这些端子模块可以通过模块化的方式进行扩展。GCAN-PLC-400本身并不能执行完整的控制功能。一个完整的控制系统由一个总线模块控制器（GCAN-PLC-400）、1-32个任意数量的GC系列端子模块（GC-1008、GC-3804等）以及一个终端端子模块组成。其中，GC系列端子模块需在我司另行购买，终端端子模块随GCAN-PLC-400附赠。GCAN-PLC-400 可编程序控制器可连接所有GC系列总线端子模块。采用GCAN-PLC-400 可编程序控制器，通过GC-bus扩展技术，最多可连接32个输入或输出端子模块。GCAN-PLC-400 可编程序控制器支持自动组态，您无需

4、在PC上设置参数，控制器将根据插入端子模块的位置关系自动分配I/O接口。GCAN-PLC-400 可编程序控制器根据IEC 61131-3标准进行编程，使用OpenPCS编程系统。OpenPCS编程系统提供多种调试功能（如断点、单步、监控等），使调试更加方便。GCAN-PLC-400 配置/编程接口为Micro-USB接口，可用于加载PLC程序。GCAN-PLC-400 可编程序控制器符合ISO 11898标准的CAN总线协议。支持CANopen通讯协议，可作为CANopen主站或从站使用。GCAN-PLC-400 可编程序控制器支持Modbus RTU与Modbus TCP通讯协议，可作为M

5、odbus主站或从站使用。GC系列可编程控制器扩展模块目前包括：数字量输入扩展模块、数字量输出扩展模块、模拟量输入扩展模块、模拟量输出扩展模块等。详细列表请参阅本手册第6章。1.2 性能特点 1路CAN总线接口，1路以太网接口，1路RS232串行接口； 编程软件：OpenPCS（符合IEC 61131-3标准）； 支持CANopen协议主/从站功能； 支持Modbus RTU/TCP主/从站功能； CANopen PDO模式支持同步、循环、事件驱动、轮询； 总线端子模块数量最多为32个（最多32x8个I/O点）； 发送PDO（CANopen）4个，接收PDO（CANopen）4个； 组态方式为

6、自动组态形式； 电源采用24V DC（1836V）； 输入电流为70mA+（总GC-bus电流），最大为2.5A； 启动电流：约为2.5倍的持续电流； 电源触点：最大24V DC/最大10A； 电气隔离为1500 Vrms； 工作温度范围：-40+85； 防护等级：IP20； 尺寸：长100mm * 宽69mm * 高48mm。1.3 典型应用 与分布式总线端子模块相连接，构成一个完整的可编程控制节点。2. 设备安装与使用本章节将详细说明GCAN-PLC-400 可编程序控制器的安装方法、接线方法、指示灯的含义与接口的含义。2.1 模块外观GCAN-PLC-400 可编程序控制器外观如图2.1

7、所示。GCAN-PLC-400 可编程序控制器包含3个通信接口，1个控制器编程接口，1组控制器电源接口，2组I/O电源接口，2组屏蔽线接口。其中，通信接口包括1个以太网接口、1个CAN总线接口和1个RS232接口。图2.1 GCAN-PLC-400 可编程序控制器外观图 2.2 模块固定GCAN-PLC-400 可编程序控制器及其配套端子的安装方法如图2.2所示。图2.2 GCAN-PLC-400 可编程序控制器安装图2.3 GCAN-PLC-400 可编程序控制器自锁机制请按照图2.2所示，把GCAN-PLC-400 可编程序控制器安装在导轨上，直到锁扣卡死并发出“咔”的一声。之后您需要逆时

8、针旋转控制器左端的橙色旋钮，将控制器的左端牢固地固定在导轨上。GCAN-PLC-400 可编程序控制器具有自锁机制，可有效防止设备掉落。如图2.3所示，您可以通过用力拉出橙色的标签来释放自锁机制，取出控制器或配套端子模块。取下控制器之前，您需要顺时针旋转控制器左端的橙色旋钮，解除锁定状态。GCAN-PLC-400 可编程序控制器最多可以连接32个分布式总线端子模块。插入GC系列端子模块时，一定要沿着凹槽，在已有模块的右侧顺次插入，直到锁扣卡死并发出“咔”的一声。在整个节点的最右端，您需要安装终端端子模块。该终端将保障GC-Bus的数据传输与电力供应，缺少终端端子模块将导致系统出现错误。当您正确

9、组装节点时，在端子模块之间不会存在明显的缝隙。如果模块之间未被正确组装，整个节点将不会正常运行。2.3 接线方法电源部分接线如图2.4所示，先使用一字螺丝刀插入方形孔中，顶住方形孔中金属片的上沿，用力向圆孔方向压。之后将线缆插入圆形孔中。插好之后，拔出螺丝刀，线缆即可稳固地锁死在圆形孔中。图2.4 GCAN-PLC-400 可编程序控制器电源部分接线图2.5 GCAN-PLC-400 可编程序控制器电源接线端子排GCAN-PLC-400 可编程序控制器的电源接线端子排如图2.5所示。GCAN-PLC-400 可编程序控制器电源部分包含8个端子，各个端子对应的序号及其含义如表2.1所示。请注意，

10、3号端子与4号端子之间、5号端子与6号端子之间、7号端子与8号端子之间，在模块的内部是相连的。端子序号含义24V1电源24V输入0V2电源GND+3IO电源正+4IO电源正-5IO电源负-6IO电源负PE7屏蔽PE8屏蔽表2.1 GCAN-PLC-400 可编程序控制器电源接线端子定义图2.6 GCAN-PLC-400 可编程序控制器CAN总线端子排GCAN-PLC-400 可编程序控制器的CAN总线端子排如图2.6所示。GCAN-PLC-400的CAN总线端子排包含4个端子，各个端子对应的序号及其含义如表2.2所示。端子序号含义CAN-H1CAN总线-高PE2屏蔽线CAN-L3CAN总线-低

11、CAN-G4CAN总线-地表2.2 GCAN-PLC-400 可编程序控制器CAN总线端子定义图2.7 GCAN-PLC-400 可编程序控制器RS-232接口如图2.7所示，GCAN-PLC-400 可编程序控制器的RS-232接口采用RJ45接口。具体定义如表2.3所示 。GCAN-PLC-400的RS-232接口定义了3条信号线，分别为RXD、TXD与GND。我司会随货发送一个RJ-45转DB9转接头，方便用户引出RS232。端子RJ45端序号DB9端序号含义TXD32数据发送RXD63数据接收GND45信号地表2.3 GCAN-PLC-400 可编程序控制器CAN总线端子定义2.4 系

12、统状态指示灯GCAN-PLC-400 可编程序控制器具有两组状态指示灯。左侧区域包含6个圆形状态指示灯，右侧区域包含2个小型电源指示灯。指示灯的具体指示功能见表2.4。指示灯处于不同状态下时，GCAN-PLC-400 可编程序控制器状态如表2.5所示。指示灯颜色指示状态PWR绿电源指示SYS绿系统指示RUN绿运行指示ERR绿错误指示IO RUN绿内部总线运行指示IO ERR绿内部总线错误指示右侧1号位置绿电源指示右侧3号位置绿内部总线电源指示表2.4 GCAN-PLC-400 可编程序控制器指示灯指示灯状态指示状态PWR常亮供电正常不亮供电异常SYS闪烁设备初始化通过，进入工作状态不亮设备初始

13、化失败RUN闪烁设备运行正常不亮设备运行停止ERR常亮系统错误不亮系统未出现错误IO RUN闪烁内部总线运行正常不亮内部总线停止IO ERR常亮内部总线运行错误不亮内部总线运行未出现错误右侧1号位置常亮端子侧供电正常不亮端子侧供电异常右侧3号位置常亮端子内部总线供电正常不亮端子内部总线供电异常表2.5 GCAN-PLC-400 可编程序控制器指示灯状态3. 通信连接3.1 串口连接GCAN-PLC-400 可编程序控制器使用标准串口电平（RS232：315V），因此该模块可以直接与带有RS232接口的设备进行连接。3.2 CAN连接GCAN-PLC-400 可编程序控制器接入CAN总线连接方式

14、如 2.2 中介绍，将CAN_H连CAN_H，CAN_L连CAN_L即可建立通信。CAN-bus网络采用直线拓扑结构，总线最远的2个终端需要安装120的终端电阻；如果节点数目大于2，中间节点不需要安装120的终端电阻。对于分支连接，其长度不应超过3米。CAN-bus总线的连接如图3.1所示。 图3.1 CAN-bus网络的拓扑结构请注意：CAN-bus电缆可以使用普通双绞线、屏蔽双绞线。理论最大通信距离主要取决于总线波特率，最大总线长度和波特率关系详见表3.1。若通讯距离超过1km，应保证线的截面积大于1.0mm2，具体规格应根据距离而定，常规是随距离的加长而适当加大。波特率总线长度1 Mbi

15、t/s40m500 kbit/s110m250 kbit/s240m125 kbit/s500m50 kbit/s1.3km20 kbit/s3.3km10 kbit/s6.6km5 kbit/s13km表3.1 波特率与最大总线长度参照表3.3 CAN总线终端电阻为了增强CAN通讯的可靠性，消除CAN总线终端信号反射干扰，CAN总线网络最远的两个端点通常要加入终端匹配电阻，如图3.2所示。终端匹配电阻的值由传输电缆的特性阻抗所决定。例如双绞线的特性阻抗为120，则总线上的两个端点也应集成120终端电阻。如果网络上其他节点使用不同的收发器，则终端电阻须另外计算。图3.2 GCAN-PLC-40

16、0与其他CAN节点设备连接请注意：GCAN-PLC-400 可编程序控制器内部未集成120终端电阻。如果节点数目大于2，中间节点不需要安装120的终端电阻。需要使用时，将电阻两端分别接入CAN_H、CAN_L即可，如图3.2所示。4. 程序编程下载GCAN-PLC-400 可编程序控制器提供1个下载接口、1个运行开关和1个复位按钮。控制器编程下载接口所在位置如图2.1所示。实物图如图4.1所示。图4.1 编程下载接口实物图图4.1中，为编程下载接口盖板。默认为关闭状态。您可以通过随货附赠的一字螺丝刀抵住位于盖板下方的空隙，轻轻撬开盖板。为Micro-USB接口，该接口为编程下载接口。GCAN-

17、PLC-400可编程序控制器采用Micro-USB数据线作为编程下载线。您可以通过随货附赠的Micro-USB线缆将GCAN-PLC-400连接至PC机的USB-A型接口。为运行/停止按钮，为复位按钮。其中，运行/停止按钮的拨码位于上方时（背向复位按钮一侧），表示PLC处于运行状态；运行/停止按钮的拨码位于下方时（朝向复位按钮一侧），表示PLC处于停止状态。复位按钮用于升级GCAN-PLC-400的内核程序，请在我司技术人员的指导下使用该按钮。5. OpenPCS编程软件使用5.1软件安装OpenPCS 2008编程软件（随货光盘中包含本软件，也可网上下载安装软件）5.2 PLC编程界面简介图

18、5.1 OpenPCS编程界面OpenPCS编程界面中主要包含：1） 菜单工具栏2） 工程浏览器3） 编辑窗口4） 输出窗口5） 目录窗口5.3 创建项目5.3.1 工程创建点击文件-新建，创建新项目，如下图5.2所示。图5.2 创建项目5.3.2 添加文件为项目添加文件(例如：添加功能块-Fuction Block，Sample FB)，如图5.3所示。请注意，Name（名称）一栏中填入的字符串不能以数字为开头。图5.3 创建功能块5.3.3 程序编写首先需要在变量区定义变量（VAR到END_VAR）。 完成变量定义后便可在下方的编程界面开始编程了，下面为用ST编写的简单例程语句：LED跑马

19、灯例程：5.3.4 设置调试连接1、点击PLC-Connections.（连接.）。图5.4 调试连接2、在Connection Setup（连接设置）窗口新建连接，设置参数。点击“New”按钮。图5.5 点击“New” 3、在Name中输入RS232，点击Select按钮。图5.6 点击“Select”按钮4、点击RS232图标，之后点击OK。图5.7 选择RS2325、Driver中会显示“RS232”字样，点击“Settings（设置）”按钮。图5.8 点击“Settings”按钮6、Port（端口）请选择我司设备与PC机连接时的串口号，如不确定请在设备管理器中进行查询。Baud rat

20、e选择19200，Parity（奇偶性）选择None，Stop bits（停止位）选择1，Protocol（协议）选择None。设置好后点击OK。请注意：在日常使用时，串口号（Port）可能会发生变动，会产生联机失败的现象。此时需要您及时修改串口号。图5.9 RS232波特率设置7、设置好后，返回Connection Setup（连接设置）界面，点击“Close（关闭）”。图5.10 点击“Close”8、设置Resource Properties（资源属性），如下图所示。图5.11 设置资源属性9、选择GCAN_PLC和RS232。图5.12 选择GCAN_PLC和RS2325.3.5下载程

21、序并调试1、完成程序编写后需点击Build Active Resource（生成当前资源）按钮，如图5.13所示。图5.13 点击Build Active Resource按钮2、编译完成后，提示没有错误。如下图所示。图5.14 编译完成3、点击Online（联机）按钮。图5.15 点击Online按钮4、在下拉菜单中点击PC-PLC(Download)下载程序。图5.16 下载程序6. GC系列模块选型表GCAN-PLC-400本身并不能执行完整的控制功能。一个完整的控制系统由一个总线模块控制器（GCAN-PLC-400）、1-32个任意数量的GC系列端子模块（GC-1008、GC-3804

22、等）以及一个终端端子模块组成。其中，GC系列端子模块需在我司另行购买，终端端子模块随GCAN-PLC-400附赠。GC系列可编程控制器扩展模块目前包括：数字量输入扩展模块、数字量输出扩展模块、模拟量输入扩展模块、模拟量输出扩展模块四大类，具体的选型表如下图所示。I/O型号特性信号通道数数字量输入GC-1004滤波3.0ms24V DC4通道GC-1008漏型（NPN），滤波3.0ms24V DC8通道GC-1018源型（PNP），滤波3.0ms24V DC8通道GC-1502加/减24V DC，100kHz计数器2通道数字量输出GC-2008源型（PNP），Imax=0.5A24V DC8通道

23、GC-2018漏型（NPN），Imax=0.5A24V DC8通道GC-2104Imax=1.0A，固态24V AC/DC4通道GC-2202继电器，动合触点220V AC2通道GC-230224V DC，0.1APWM2通道GC-2401脉冲串1通道模拟量输入GC-3604共地单端输入，16位0-10V4通道GC-361416位0-20mA4通道GC-36244x2线制接线，16位10V4通道GC-36444x2线制接线，16位4-20mA4通道GC-3804PT100，16位热电阻4通道模拟量输出GC-460212位0-10V2通道GC-46124x2线制接线，12位0-20mA2通道GC

24、-462212位10V2通道GC-46424x2线制接线，12位4-20mA2通道7. 技术规格PLC参数编程环境OpenPCS软件Flash（程序存储器）16M 字节SRAM（数据存储器）512k 字节用户数据存储区2k 字节Run-Time系统1个PLC任务PLC周期时间1000条指令约需要3ms（I/O周期和GC-bus不计）程序在线修改不支持编程语言执行标准IEC 61131-3编程语言种类SFC（顺序功能图）、LD（梯形图）、FBD（功能块）、ST（结构化文本）、IL（指令表）本机I/O无，需扩展GC系列模块扩展端子模块数量最多32个数字量I/O信号256输入/输出模拟量I/O信号6

25、4输入/输出组态方式自动组态实时时钟内置浮点数运算支持通信接口特点通信形式1路CAN接口，1路以太网接口，1路RS232接口CANopen协议主/从站功能支持Modbus RTU/TCP协议 主/从站功能支持CAN总线接口形式1个OPEN端子接口，4Pin电气参数电源24V DC（-15%/+20%）输入电流70mA+（总GC-bus电流）/最大2.5A启动电流约2.5倍持续电流建议保险丝容量10A电源触电最大24V DC/最大10A电气隔离1500 Vrms 环境试验工作温度-40+85工作湿度95%RH，无凝露EMC测试EN 55024:2011-09EN 55022:2011-12抗振/

26、抗冲击性能EN 60068-2-6/EN 60068-2-27/29抗电磁干扰/抗电磁辐射性能EN 61000-6-2 /EN 61000-6-4防护等级IP 20基本信息外形尺寸100mm *69mm *44mm重量100g附录A：CANopen协议简介 CANopen协议是在20世纪90年代末，由CiA组织（CAN-in-Automation）在CAL（CAN Application Layer）的基础上发展而来，一经推出便在欧洲得到了广泛的认可与应用。经过对CANopen协议规范文本的多次修改，使得CANopen协议的稳定性、实时性、抗干扰性都得到了进一步的提高。并且CiA在各个行业不断

27、推出设备子协议，使CANopen协议在各个行业得到更快的发展与推广。目前CANopen协议已经在运动控制、车辆工业、电机驱动、工程机械、船舶海运等行业得到广泛的应用。图A1 CANopen设备结构 图A1所示为CANopen设备结构，CANopen协议通常分为用户应用层、对象字典、以及通讯三个部分。 A.1 相关名词解释和书写规则 1. 名词解释： PDO：Process Data Object，过程数据对象。 TPDO：Transmit Process Data Object，发送过程数据对象。 RPDO：Receive Process Data Object，接收过程数据对象。SDO：Se

28、rvice Data Object，服务数据对象。 NMT：Network Management，网络管理。 SYNC: Synchronization Objects，同步报文对象。 EMCY: Emergency Objects，紧急对象报文。 OD：Object Dictionary，对象字典。EDS：Electronic Data Sheet，电子数据文档。CAN-ID: Controller Area Network-Identify，控制器局域网标识符。 COB-ID: Communication Object-Identify，通信对象标识符。 SSDO：Servers Serv

29、ice Data Object，服务数据服务器。 DS：Draft Standard，标准草案。2. 书写规则 本手册中，对象字典索引与子索引的书写遵循如下图A2所示的规则，其中索引为16进制表示，子索引为10进制表示，索引与子索引中间用空格隔开。图A2 索引/子索引书写规则A.2 预定义CAN标识符Object对象功能代码CAN-ID范围NMT网络管理命令0000b000hSync同步报文0001b080hTime Stamp时间戳报文0010b100hEmergency紧急报文0001b081h-0FFhTPDO1发送过程数据对象10011b181h-1FFhRPDO1接收过程数据对象10100b201h-27FhTPDO2发送过程数据对象20101b