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GCAN-PLC-301插片式可编程逻辑控制器

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一、功能概述

GCAN-PLC-301/302是集成有总线控制功能的可编程逻辑控制器（PLC）。其不仅具有外观简约、高性价比的特点，还可以方便的连接入CAN总线系统及Modbus系统等，并可通过插片式模块进行扩展。

GCAN-PLC-301/302产品由一个可编程的主控模块（GCAN-PLC-301/302等）、若干GC系列IO模块（GC-1008、GC-3804等）以及一个终端电阻模块（GC-0001）组成。GCAN-PLC-301/302主控模块可连接所有的GC系列IO模块，用户可根据现场实际需求自行选择扩展IO模块，IO模块数量最多可扩展16个，主控模块可根据插入IO模块的前后位置自动分配地址，实现自动组态，用户无需在PC上创建组态界面及设置参数。

GCAN-PLC-301/302可使用OpenPCS软件对其编程，也可使用Codesys V3.5 SP16及以上版本软件对其编程。软件支持符合IEC-61131-3标准中规定的五种标准编程语言，这使得程序的可移植性和复用性很强，而且软件还具有多种调试功能（断点、单步等），调试程序更加方便。

GCAN-PLC-301/302不仅可完成各种数字/模拟量的输入/输出，还集成了多种常用的工业现场总线，如：CAN总线（GCAN-PLC-302支持）、RS485总线、RS232总线，并支持常见的通信协议如：CANopen（GCAN-PLC-302支持）、Modbus RTU等。

GC系列IO模块包括：开关量输入及输出模块、模拟量输入及输出模块、脉冲输入及输出模块等。

二、型号对照及性能特点

注：数字量输入输出的晶体管类型需一致，即输入和输出均为PNP或NPN型，没有要求的默认发货均为PNP型晶体管版本。

三、性能特点

（1）编程软件：OpenPCS/Codesys（编程语言符合IEC61131-3标准）；
（2）支持CANopen协议主/从站功能（GCAN-PLC-302支持）；
（3）支持ModbusRTU主/从站功能；
（4）可扩展IO模块数量最多为16个；
（5）默认发送PDO（CANopen）4个，接收PDO（CANopen）4个（GCAN-PLC-302支持）；
（6）组态方式为自动组态形式；
（7）电源采用DC+24V；输入电流最大为1A；
（8）通信隔离为1500V DC；
（9）工作温度范围：-40℃~+85℃；
（10）防护等级：IP20；
（11）EMC抗干扰等级：Zone B；
（12）EMC抗干扰支持：供电通道、RS485通道、CAN通道。

四、应用领域

（1）工业自动化控制核心
（2）模拟量闭环控制系统
（3）开关量开环控制，逻辑运算
（4）工业CAN总线、ModBUS总线网络通讯

五、设备安装与使用

1、模块外观及尺寸

GCAN-PLC-301/302控制器外观接口（GCAN-PLC-302为例）如图所示。该系列包含2个通信接口、1组控制器电源接口、1个控制器编程接口、1组I/O电源接口。其中，通信接口包括1个RS232接口、1个CAN接口、1个RS485接口。编程接口使用USB Type-C接口。外观尺寸如图所示。

GCAN-PLC-302外观接口图

GCAN-PLC-302外观尺寸图

2、模块固定

GCAN-PLC-301/302及其配套的GC系列端子模块的安装方法如图所示。

GCAN-PLC-IO安装

GCAN-PLC-IO卡扣松脱方式

请按上图所示，把GCAN-PLC-301/302安装在导轨上，直到卡扣卡紧发出“咔”的声音。之后您需要逆时针旋转控制器外壳左端的橙色旋钮，将控制器的左端牢固地固定在导轨上。GCAN-PLC-301/302具有自锁机制，可有效防止设备掉落，如上图所示。您可以拉拽橙色拉杆带动卡扣松动后将控制器及IO模块从导轨上取下，橙色拉杆拉动分为两个阶段，第一次拉动只是将拉杆拽出，在拉出后继续拽动会感受到明显的阻力，这个时候才会松动卡扣。取下控制器之前，您需要顺时针旋转控制器外壳左端的橙色旋钮，解除锁定状态。

GCAN-PLC-301/302最多可以连接16个GC系列IO模块。插入模块时，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。当您正确组装节点时，在端子模块之间不会存在明显的缝隙。如果有一个模块未被正确组装，整个IO系统将不会正常运行。

请注意：在使用GCAN-PLC-301/302控制器时，必须保证在GCAN-PLC-301/302所有IO模块的最右端正确安装一个GC-0001终端电阻模块且该终端电阻模块已经固定到底部无松动，如下图所示。该终端模块将保障
GC系列IO模块之间的数据传输与电力供应，缺少该终端模块或安装不当将导致整个系统出现错误。

GC-0001终端电阻模块安装方法

3、接线方法

GCAN-PLC-301/302的电源模块及GC系列IO模块的接线方法如下图所示，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，用力垂直向里压。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。

GCAN-PLC-301/302的电源及IO模块接线

4、接口定义

（1）总线通信与供电接口

GCAN-PLC-301/302由总线通信模块与供电模块组成。RS232、CAN接口的DB9接口，引脚定义如下图及下表（注：未写入表中的引脚均为NC）。

GCAN-PLC-301接口定义

GCAN-PLC-302接口定义

GCAN-PLC-301/302的接口定义

RS485接口的2P端子接口，引脚定义如下图及下表。

GCAN-PLC-301/302的RS485总线端子排

GCAN-PLC-301/302的RS485总线端子定义

电源接口的3P端子接口，引脚定义如下图及下表。

GCAN-PLC-301/302的电源端子排

GCAN-PLC-301/302的电源端子定义

（2）DI/DO接口

GCAN-PLC-301/302自带8路输入，6路输出的数字量模块。默认发货PNP型，需单独外接电源使用（与GCAN-PLC-301/302电源隔离）。其中A1~A4为数字量输入与高速计数输入复用；B1~B4为数字量输出与PWM高速脉冲输出复用。接线时使用一字端子接头的线缆，将端子接头对准相应通道的圆孔插入即可；拆线时，需使用一字螺丝刀，插入需拆线的通道对应方形孔，用力向下按压（也可轻微撬动），此时相应圆孔中的夹片会松动，线缆可轻松拔出。

PNP型接线端子排

NPN型接线端子排

GCAN-PLC-301/302模块的数字量接线端子排如上图所示。最多可接入8个数字量输入信号，6个数字量输出信号。各个端子定义见下表。

数字量模块端子定义

使用时，为了与GCAN-PLC-301/302的主控模块进行电源隔离，请使用独立电源为IO模块供电，此独立电源也起到为扩展的IO片供电作用。

5、系统状态指示灯

GCAN-PLC-301/302的正面突出区域包含6个圆形状态指示灯。指示灯的具体指示功能见下表。指示灯处于不同状态下时，GCAN-PLC-301/302的状态如表所示。

GCAN-PLC-301/302指示灯定义

GCAN-PLC-301/302指示灯状态含义

GCAN-PLC-301/302的IO模块未设置错误指示灯，请通过“IO RUN”和“IO ERR”指示灯来判断IO模块的状态。若GCAN-PLC-301/302的“IO ERR”指示灯亮起，表示IO模块为不正常工作，请优先检查模块安装情况。

六、通信连接

1、串口连接

GCAN-PLC-301/302使用标准串口电平，因此该模块可以直接与带有RS232或RS485接口的设备进行连接。

RS232总线的连接如图所示：

RS485总线的连接如图所示：

2、CAN连接

GCAN-PLC-301/302接入CAN总线时仅需要将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120Ω的终端电阻；对于分支连接，其长度不应超过3米。CAN-bus总线的连接如图所示。

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下表。若通讯距离超过1km，应保证线的截面积大于Φ1.0mm2，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。

波特率与最大总线长度参照表

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120Ω，则总线上的两个端点也应集成120Ω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。

GCAN-PLC-301/302与其他CAN节点设备连接

请注意：GCAN-PLC-301/302的CAN总线内部未集成120Ω终端电阻。如果节点数目大于2，中间节点不需要安装120Ω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，如图所示。

七、PLC程序运行开关、复位按键及编程接口

GCAN-PLC-301/302提供1个程序运行开关、1个复位按键和一个编程接口。打开盖板后实物图如图所示：

盖板打开后实物图

①为盖板。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。
②为复位按键。
③为运行/停止拨码开关。
④为编程/系统日志（log）复用接口。

注意:

1.运行/停止开关的拨码位于上方时（朝向复位按钮一侧），表示PLC处于运行状态；运行/停止按钮的拨码位于下方时（背向复位按钮一侧），表示PLC处于停止状态。
2.上电后长按复位键到ERR灯闪烁，用于升级固件。

3.编程/系统日志（log）复用接口形式为USB Type-C接口，其中USB-Enhanced-SERIAL-A为编程接口，支持COM1到COM9。

八、CODESYS软件简介及下载程序

1、软件安装

Codesys编程软件是标准的Windows界面，支持编程、调试及配置，可与PLC控制器进行多种方式的通讯，如串口、USB及以太网等。（软件下载地址：http://www.Codesys.cn/list-DOWNLOAD.html），安装文件直接按照默认设置安装即可。GCAN系列PLC系列产品支持Codesys V3.5 SP16及以上版本。（已有软件请注意查看软件版本）安装完成后，可以直接在桌面找到Codesys图标，双击运行打开会显示软件版本。

2、Codesys编程界面简介

Codesys编程界面

Codesys编程界面中主要包含：

1.菜单工具栏
2.设备/POU窗口
3.编程窗口
4.消息窗口

3、安装库及设备描述文件

（1）库文件安装

菜单工具栏-＞工具-＞库：安装库文件：

（2）设备描述文件安装

菜单工具栏-＞工具-＞设备存储库：安装设备描述文件：

4、新建Codesys PLC工程

（1）工程创建

菜单工具栏-＞文件-＞新建工程，创建Standard project，设备选择“GCAN-PLC-M”，如下图所示。

（2）添加PLC设备（GCAN-PLC-324为例）

设备/POU窗口-＞Device右键-＞添加设备，选择GCAN_IoDrv；GCAN_IoDrv右键-＞添加设备，选择GCAN-324。

5、设备连接

GCAN-PLC-301/02使用串口下载程序。

（1） Codesys通讯配置

网关-＞添加新网关，驱动选TCP/IP，点击“确定”按钮；网关-＞配置本地网关，添加顶级接口，选择Com端口，波特率选择115200，点击“确定”按钮。

双击Device窗口-＞扫描网络，选择对应的设备，点击“确定”按钮。

设备连接成功后，窗口如图所示：

九、OpenPCS软件简介及下载程序

1、软件安装

OpenPCS编程软件（软件下载地址，http://gcgd.net/tecinfo1_1086.html）

2、PLC编程界面简介

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

3、创建项目并下载程序

注意：GCAN-PLC-301/302使用USB Type-C接口下载程序，端口号1-9生效。

（1）工程创建

点击Project-＞new，创建新项目，如下图所示。

创建项目

（2）添加程序页文件

为项目添加文件(例如：添加ST语言编写的程序页ST，Program)，如图所示。

变量名及程序名称定义规则

根据IEC 61131-3标准，变量名及程序名称必须由字母、数字和下划线字符组成。此外，含应遵循如下规则：

1.标识符的首字母必须是字母或下环线，最后一个字符必须是字母或数字，中间允许字母、数字、下划线。
2.标识符中不区分字母的大小写。
3.下划线是标识符的一部分，但标识符中不允许有两个或两个以上连续的下划线。
4.不得含有空格，例如ab_c、AB_de和_AbC是允许的标识符，而1abc、abc和a bc均不允许。