一、功能概述
GCAN-PLC-301/302是集成有總線控制功能的可編程邏輯控制器(PLC)。其不僅具有外觀簡約、高性價比的特點,還可以方便的連接入CAN總線系統及Modbus系統等,并可通過插片式模塊進行擴展。
GCAN-PLC-301/302產品由一個可編程的主控模塊(GCAN-PLC-301/302等)、若干GC系列IO模塊(GC-1008、GC-3804等)以及一個終端電阻模塊(GC-0001)組成。GCAN-PLC-301/302主控模塊可連接所有的GC系列IO模塊,用戶可根據現場實際需求自行選擇擴展IO模塊,IO模塊數量最多可擴展16個,主控模塊可根據插入IO模塊的前后位置自動分配地址,實現自動組態,用戶無需在PC上創建組態界面及設置參數。
GCAN-PLC-301/302可使用OpenPCS軟件對其編程,也可使用Codesys V3.5 SP16及以上版本軟件對其編程。軟件支持符合IEC-61131-3標準中規定的五種標準編程語言,這使得程序的可移植性和復用性很強,而且軟件還具有多種調試功能(斷點、單步等),調試程序更加方便。
GCAN-PLC-301/302不僅可完成各種數字/模擬量的輸入/輸出,還集成了多種常用的工業現場總線,如:CAN總線(GCAN-PLC-302支持)、RS485總線、RS232總線,并支持常見的通信協議如:CANopen(GCAN-PLC-302支持)、Modbus RTU等。
GC系列IO模塊包括:開關量輸入及輸出模塊、模擬量輸入及輸出模塊、脈沖輸入及輸出模塊等。
二、型號對照及性能特點
注:數字量輸入輸出的晶體管類型需一致,即輸入和輸出均為PNP或NPN型,沒有要求的默認發貨均為PNP型晶體管版本。
三、性能特點
(1)編程軟件:OpenPCS/Codesys(編程語言符合IEC61131-3標準);
(2)支持CANopen協議主/從站功能(GCAN-PLC-302支持);
(3)支持ModbusRTU主/從站功能;
(4)可擴展IO模塊數量最多為16個;
(5)默認發送PDO(CANopen)4個,接收PDO(CANopen)4個(GCAN-PLC-302支持);
(6)組態方式為自動組態形式;
(7)電源采用DC+24V;輸入電流最大為1A;
(8)通信隔離為1500V DC;
(9)工作溫度范圍:-40℃~+85℃;
(10)防護等級:IP20;
(11)EMC抗干擾等級:Zone B;
(12)EMC抗干擾支持:供電通道、RS485通道、CAN通道。
四、應用領域
(1)工業自動化控制核心
(2)模擬量閉環控制系統
(3)開關量開環控制,邏輯運算
(4)工業CAN總線、ModBUS總線網絡通訊
五、設備安裝與使用
1、模塊外觀及尺寸
GCAN-PLC-301/302控制器外觀接口(GCAN-PLC-302為例)如圖所示。該系列包含2個通信接口、1組控制器電源接口、1個控制器編程接口、1組I/O電源接口。其中,通信接口包括1個RS232接口、1個CAN接口、1個RS485接口。編程接口使用USB Type-C接口。外觀尺寸如圖所示。
GCAN-PLC-301/302外觀接口圖
GCAN-PLC-301/302外觀尺寸圖
2、模塊固定
GCAN-PLC-301/302及其配套的GC系列端子模塊的安裝方法如圖所示。
GCAN-PLC-IO安裝
GCAN-PLC-IO卡扣松脫方式
請按上圖所示,把GCAN-PLC-301/302安裝在導軌上,直到卡扣卡緊發出“咔”的聲音。之后您需要逆時針旋轉控制器外殼左端的橙色旋鈕,將控制器的左端牢固地固定在導軌上。GCAN-PLC-301/302具有自鎖機制,可有效防止設備掉落,如上圖所示。您可以拉拽橙色拉桿帶動卡扣松動后將控制器及IO模塊從導軌上取下,橙色拉桿拉動分為兩個階段,第一次拉動只是將拉桿拽出,在拉出后繼續拽動會感受到明顯的阻力,這個時候才會松動卡扣。取下控制器之前,您需要順時針旋轉控制器外殼左端的橙色旋鈕,解除鎖定狀態。
GCAN-PLC-301/302最多可以連接16個GC系列IO模塊。插入模塊時,一定要沿著凹槽,在已有模塊的右側順次插入,直到鎖扣卡死并發出“咔”的一聲。當您正確組裝節點時,在端子模塊之間不會存在明顯的縫隙。如果有一個模塊未被正確組裝,整個IO系統將不會正常運行。
請注意:在使用GCAN-PLC-301/302控制器時,必須保證在GCAN-PLC-301/302所有IO模塊的最右端正確安裝一個GC-0001終端電阻模塊且該終端電阻模塊已經固定到底部無松動,如下圖所示。該終端模塊將保障
GC系列IO模塊之間的數據傳輸與電力供應,缺少該終端模塊或安裝不當將導致整個系統出現錯誤。
GC-0001終端電阻模塊安裝方法
3、接線方法
GCAN-PLC-301/302的電源模塊及GC系列IO模塊的接線方法如下圖所示,先使用一字螺絲刀插入方形孔中,頂住方形孔中金屬片的上沿,用力垂直向里壓。之后將線纜插入圓形孔中。插好之后,拔出螺絲刀,線纜即可穩固地鎖死在圓形孔中。
GCAN-PLC-301/302的電源及IO模塊接線
4、接口定義
(1)總線通信與供電接口
GCAN-PLC-301/302由總線通信模塊與供電模塊組成。RS232、CAN接口的DB9接口,引腳定義如下圖及下表(注:未寫入表中的引腳均為NC)。
GCAN-PLC-301接口定義
GCAN-PLC-302接口定義
GCAN-PLC-301/302的接口定義
RS485接口的2P端子接口,引腳定義如下圖及下表。
GCAN-PLC-301/302的RS485總線端子排
GCAN-PLC-301/302的RS485總線端子定義
電源接口的3P端子接口,引腳定義如下圖及下表。
GCAN-PLC-301/302的電源端子排
GCAN-PLC-301/302的電源端子定義
(2)DI/DO接口
GCAN-PLC-301/302自帶8路輸入,6路輸出的數字量模塊。默認發貨PNP型,需單獨外接電源使用(與GCAN-PLC-301/302電源隔離)。其中A1~A4為數字量輸入與高速計數輸入復用;B1~B4為數字量輸出與PWM高速脈沖輸出復用。接線時使用一字端子接頭的線纜,將端子接頭對準相應通道的圓孔插入即可;拆線時,需使用一字螺絲刀,插入需拆線的通道對應方形孔,用力向下按壓(也可輕微撬動),此時相應圓孔中的夾片會松動,線纜可輕松拔出。
PNP型接線端子排
NPN型接線端子排
GCAN-PLC-301/302模塊的數字量接線端子排如上圖所示。最多可接入8個數字量輸入信號,6個數字量輸出信號。各個端子定義見下表。
數字量模塊端子定義
使用時,為了與GCAN-PLC-301/302的主控模塊進行電源隔離,請使用獨立電源為IO模塊供電,此獨立電源也起到為擴展的IO片供電作用。
5、系統狀態指示燈
GCAN-PLC-301/302的正面突出區域包含6個圓形狀態指示燈。指示燈的具體指示功能見下表。指示燈處于不同狀態下時,GCAN-PLC-301/302的狀態如表所示。
GCAN-PLC-301/302指示燈定義
GCAN-PLC-301/302指示燈狀態含義
GCAN-PLC-301/302的IO模塊未設置錯誤指示燈,請通過“IO RUN”和“IO ERR”指示燈來判斷IO模塊的狀態。若GCAN-PLC-301/302的“IO ERR”指示燈亮起,表示IO模塊為不正常工作,請優先檢查模塊安裝情況。
六、通信連接
1、串口連接
GCAN-PLC-301/302使用標準串口電平,因此該模塊可以直接與帶有RS232或RS485接口的設備進行連接。
RS232總線的連接如圖所示:
RS485總線的連接如圖所示:
2、CAN連接
GCAN-PLC-301/302接入CAN總線時僅需要將CAN_H連CAN_H,CAN_L連CAN_L即可建立通信。CAN-bus網絡采用直線拓撲結構,總線最遠的2個終端需要安裝120Ω的終端電阻;對于分支連接,其長度不應超過3米。CAN-bus總線的連接如圖所示。
CAN-bus網絡的拓撲結構
請注意:CAN-bus電纜可以使用普通雙絞線、屏蔽雙絞線。理論最大通信距離主要取決于總線波特率,最大總線長度和波特率關系詳見下表。若通訊距離超過1km,應保證線的截面積大于Φ1.0mm2,具體規格應根據距離而定,常規是隨距離的加長而適當加大。
波特率與最大總線長度參照表
3、CAN總線終端電阻
為了增強CAN通訊的可靠性,消除CAN總線終端信號反射干擾,CAN總線網絡最遠的兩個端點通常要加入終端匹配電阻,如圖所示。終端匹配電阻的值由傳輸電纜的特性阻抗所決定。例如雙絞線的特性阻抗為120Ω,則總線上的兩個端點也應集成120Ω終端電阻。如果網絡上其他節點使用不同的收發器,則終端電阻須另外計算。
GCAN-PLC-301/302與其他CAN節點設備連接
請注意:GCAN-PLC-301/302的CAN總線內部未集成120Ω終端電阻。如果節點數目大于2,中間節點不需要安裝120Ω的終端電阻。需要使用時,將電阻兩端分別接入CAN_H、CAN_L即可,如圖所示。
七、PLC程序運行開關、復位按鍵及編程接口
GCAN-PLC-301/302提供1個程序運行開關、1個復位按鍵和一個編程接口。打開蓋板后實物圖如圖所示:
蓋板打開后實物圖
①為蓋板。默認為關閉狀態。您可以通過隨貨附贈的一字螺絲刀抵住位于蓋板下方的空隙,輕輕撬開蓋板。
②為復位按鍵。
③為運行/停止撥碼開關。
④為編程/系統日志(log)復用接口。
注意:
1.運行/停止開關的撥碼位于上方時(朝向復位按鈕一側),表示PLC處于運行狀態;運行/停止按鈕的撥碼位于下方時(背向復位按鈕一側),表示PLC處于停止狀態。
2.上電后長按復位鍵到ERR燈閃爍,用于升級固件。
3.編程/系統日志(log)復用接口形式為USB Type-C接口,其中USB-Enhanced-SERIAL-A為編程接口,支持COM1到COM9。
八、CODESYS軟件簡介及下載程序
1、軟件安裝
Codesys編程軟件是標準的Windows界面,支持編程、調試及配置,可與PLC控制器進行多種方式的通訊,如串口、USB及以太網等。(軟件下載地址:http://www.Codesys.cn/list-DOWNLOAD.html),安裝文件直接按照默認設置安裝即可。GCAN系列PLC系列產品支持Codesys V3.5 SP16及以上版本。(已有軟件請注意查看軟件版本)安裝完成后,可以直接在桌面找到Codesys圖標,雙擊運行打開會顯示軟件版本。
2、Codesys編程界面簡介
Codesys編程界面
Codesys編程界面中主要包含:
1.菜單工具欄
2.設備/POU窗口
3.編程窗口
4.消息窗口
3、安裝庫及設備描述文件
(1)庫文件安裝
菜單工具欄->工具->庫:安裝庫文件:
(2)設備描述文件安裝
菜單工具欄->工具->設備存儲庫:安裝設備描述文件:
4、新建Codesys PLC工程
(1)工程創建
菜單工具欄->文件->新建工程,創建Standard project,設備選擇“GCAN-PLC-M”,如下圖所示。
(2)添加PLC設備(GCAN-PLC-324為例)
設備/POU窗口->Device右鍵->添加設備,選擇GCAN_IoDrv;GCAN_IoDrv右鍵->添加設備,選擇GCAN-324。
5、設備連接
GCAN-PLC-301/02使用串口下載程序。
(1)Codesys通訊配置
網關->添加新網關,驅動選TCP/IP,點擊“確定”按鈕;網關->配置本地網關,添加頂級接口,選擇Com端口,波特率選擇115200,點擊“確定”按鈕。
雙擊Device窗口->掃描網絡,選擇對應的設備,點擊“確定”按鈕。
設備連接成功后,窗口如圖所示:
九、OpenPCS軟件簡介及下載程序
1、軟件安裝
OpenPCS編程軟件(軟件下載地址,http://gcgd.net/tecinfo1_1086.html)
2、PLC編程界面簡介
OpenPCS編程界面
OpenPCS編程界面中主要包含:
1.菜單工具欄
2.工程瀏覽器
3.編輯窗口
4.輸出窗口
5.目錄窗口
3、創建項目并下載程序
注意:GCAN-PLC-301/302使用USB Type-C接口下載程序,端口號1-9生效。
(1)工程創建
點擊Project->new,創建新項目,如下圖所示。
創建項目
(2)添加程序頁文件
為項目添加文件(例如:添加ST語言編寫的程序頁ST,Program),如圖所示。
變量名及程序名稱定義規則
根據IEC 61131-3標準,變量名及程序名稱必須由字母、數字和下劃線字符組成。此外,含應遵循如下規則:
1.標識符的首字母必須是字母或下環線,最后一個字符必須是字母或數字,中間允許字母、數字、下劃線。
2.標識符中不區分字母的大小寫。
3.下劃線是標識符的一部分,但標識符中不允許有兩個或兩個以上連續的下劃線。
4.不得含有空格,例如ab_c、AB_de和_AbC是允許的標識符,而1abc、abc和a bc均不允許。
創建項目中的程序頁
(3)程序編寫
首先需要在變量區定義變量(VAR到END_VAR)。
完成變量定義后便可在下方的編程界面開始編程了,下面為用ST編寫的簡單例程語句:
LED跑馬燈例程:
(4)設置調試連接
1、點擊PLC->Connections...(連接...)。
調試連接
2、在Connection Setup(連接設置)窗口新建連接,設置參數。點擊“New”按鈕。
點擊“New”
3、在Name中輸入RS232,點擊Select按鈕。
點擊“Select”按鈕
4、點擊RS232
圖標,之后點擊OK。
選擇RS232
5、Driver中會顯示“RS232”字樣,點擊“Settings(設置)”按鈕。
點擊“Settings”按鈕
6、Port(端口)請選擇USB-Enhanced-SERIAL-A對應的端口,支持小于等于COM9,波特率固定為19200,設置好后點OK。
IP地址及端口號設置
7、設置好后,返回Connection Setup(連接設置)界面,點擊“Close(關閉)”。
點擊“Close”
8、設置Resource Properties(資源屬性),如下圖所示。
設置資源屬性
9、選擇GCAN_PLC和RS232。
選擇GCAN_PLC和TCP
(5)下載程序并調試
1.完成程序編寫后需點擊Build Active Resource(生成當前資源)按鈕,如圖所示。
點擊Build Active Resource按鈕
2.編譯完成后,提示沒有錯誤。如下圖所示。
編譯完成
3.點擊Online(聯機)按鈕。
點擊Online按鈕
4、在下拉菜單中點擊PC->PLC(Download)下載程序。
下載程序
十、技術規格
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