1.功能簡介
1.1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(tǒng)及Modbus系統(tǒng)等，并可通過插片式模塊進行擴展。
GCAN-PLC-301/302產(chǎn)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(jù)現(xiàn)場實際需求自行選擇擴展IO模塊，IO模塊數(shù)量最多可擴展16個，主控模塊可根據(jù)插入IO模塊的前后位置自動分配地址，實現(xiàn)自動組態(tài)，用戶無需在PC上創(chuàng)建組態(tài)界面及設(shè)置參數(shù)。
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(guī)定的五種標準編程語言，這使得程序的可移植性和復(fù)用性很強，而且軟件還具有多種調(diào)試功能（斷點、單步等），調(diào)試程序更加方便。
GCAN-PLC-301/302不僅可完成各種數(shù)字/模擬量的輸入/輸出，還集成了多種常用的工業(yè)現(xiàn)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(xié)議如：CANopen（GCAN-PLC-302支持）、
Modbus RTU等。
GC系列IO模塊包括：開關(guān)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。詳細選型列表請參閱本手冊第7章。
1.2型號對照及性能特點
注：數(shù)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(fā)貨均為PNP型晶體管版本。
1.3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(xié)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(shù)量最多為16個；
（5）默認發(fā)送PDO（CANopen）4個，接收PDO（CANopen）4個（GCAN-PLC-302支持）；
（6）組態(tài)方式為自動組態(tài)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。
1.4典型應(yīng)用
（1）工業(yè)自動化控制核心
（2）模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)
（3）開關(guān)量開環(huán)控制，邏輯運算
（4）工業(yè)CAN總線、ModBUS總線網(wǎng)絡(luò)通訊
2.設(shè)備安裝與使用
本章節(jié)將詳細說明GCAN-PLC-301/302的安裝方法、接線方法、指示燈的含義與接口的含義。
2.1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2.1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2.2所示。
圖2.1 GCAN-PLC-302外觀接口圖
圖2.2 GCAN-PLC-302外觀尺寸圖
2.2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2.3所示。
圖2.3 GCAN-PLC-IO安裝
圖2.4 GCAN-PLC-IO卡扣松脫方式
請按圖2.3所示，把GCAN-PLC-301/302安裝在導(dǎo)軌上，直到卡扣卡緊發(fā)出“咔”的聲音。之后您需要逆時針旋轉(zhuǎn)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(dǎo)軌上。GCAN-PLC-301/302具有自鎖機制，可有效防止設(shè)備掉落，如圖2.4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(dǎo)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(xù)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(zhuǎn)控制器外殼左端的橙色旋鈕，解除鎖定狀態(tài)。
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(cè)順次插入，直到鎖扣卡死并發(fā)出“咔”的一聲。當(dāng)您正確組裝節(jié)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(tǒng)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(jīng)固定到底部無松動，如圖2.5所示。該終端模塊將保障GC系列IO模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸與電力供應(yīng)，缺少該終端模塊或安裝不當(dāng)將導(dǎo)致整個系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤。
圖2.5 GC-0001終端電阻模塊安裝方法
2.3接線方法
GCAN-PLC-301/302的電源模塊及GC系列IO模塊的接線方法如圖2.6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(wěn)固地鎖死在圓形孔中。
圖2.6 GCAN-PLC-301/302的電源及IO模塊接線
2.4接口定義
2.4.1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）。
圖2.7-1 GCAN-PLC-301接口定義
圖2.7-2 GCAN-PLC-302接口定義
表2.1 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。
圖2.8 GCAN-PLC-301/302的RS485總線端子排
表2.2 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。
圖2.9 GCAN-PLC-301/302的電源端子排
表2.3 GCAN-PLC-301/302的電源端子定義
2.4.2DI/DO接口
GCAN-PLC-301/302自帶8路輸入，6路輸出的數(shù)字量模塊。默認發(fā)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(shù)字量輸入與高速計數(shù)輸入復(fù)用；B1~B4為數(shù)字量輸出與PWM高速脈沖輸出復(fù)用。接線時使用一字端子接頭的線纜，將端子接頭對準相應(yīng)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(yīng)方形孔，用力向下按壓（也可輕微撬動），此時相應(yīng)圓孔中的夾片會松動，線纜可輕松拔出。
圖2.10 PNP型接線端子排NPN型接線端子排
GCAN-PLC-301/302模塊的數(shù)字量接線端子排如圖2.10所示。最多可接入8個數(shù)字量輸入信號，6個數(shù)字量輸出信號。各個端子定義見表2.4。
表2.4數(shù)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。
2.5系統(tǒng)狀態(tài)指示燈
GCAN-PLC-301/302的正面突出區(qū)域包含6個圓形狀態(tài)指示燈。指示燈的具體指示功能見表2.5。指示燈處于不同狀態(tài)下時，GCAN-PLC-301/302的狀態(tài)如表2.6所示。
表2.5 GCAN-PLC-301/302指示燈定義
表2.6 GCAN-PLC-301/302指示燈狀態(tài)含義
GCAN-PLC-301/302的IO模塊未設(shè)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(tài)。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(yōu)先檢查模塊安裝情況。
3.通信連接
3.1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(shè)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：
3.2CAN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(wǎng)絡(luò)采用直線拓撲結(jié)構(gòu)，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(yīng)超過3米。CAN-bus總線的連接如圖3.1所示。
圖3.1 CAN-bus網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)
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(guān)系詳見表3.1。若通訊距離超過1km，應(yīng)保證線的截面積大于Φ1.0mm2，具體規(guī)格應(yīng)根據(jù)距離而定，常規(guī)是隨距離的加長而適當(dāng)加大。
表3.1波特率與最大總線長度參照表
3.3CAN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(wǎng)絡(luò)最遠的兩個端點通常要加入終端匹配電阻，如圖3.2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(yīng)集成120Ω終端電阻。如果網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點使用不同的收發(fā)器，則終端電阻須另外計算。
圖3.2 GCAN-PLC-301/302與其他CAN節(jié)點設(shè)備連接
請注意：GCAN-PLC-301/302的CAN總線內(nèi)部未集成120Ω終端電阻。如果節(jié)點數(shù)目大于2，中間節(jié)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3.2所示。
4.PLC程序運行開關(guān)、復(fù)位按鍵及編程接口
GCAN-PLC-301/302提供1個程序運行開關(guān)、1個復(fù)位按鍵和一個編程接口。打開蓋板后實物圖如圖4.1所示：
圖4.1蓋板打開后實物圖
①為蓋板。默認為關(guān)閉狀態(tài)。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(fù)位按鍵。
③為運行/停止撥碼開關(guān)。
④為編程/系統(tǒng)日志（log）復(fù)用接口。
注意:
1.運行/停止開關(guān)的撥碼位于上方時（朝向復(fù)位按鈕一側(cè)），表示PLC處于運行狀態(tài)；運行/停止按鈕的撥碼位于下方時（背向復(fù)位按鈕一側(cè)），表示PLC處于停止?fàn)顟B(tài)。
2.上電后長按復(fù)位鍵到ERR燈閃爍，用于升級固件。
3.編程/系統(tǒng)日志（log）復(fù)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，詳見5.3.4章節(jié)；USB-Enhanced-SERIAL-B為系統(tǒng)日志（log）接口。
5.CODESYS軟件簡介及下載程序
5.1軟件安裝
Codesys編程軟件是標準的Windows界面，支持編程、調(diào)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(wǎng)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(shè)置安裝即可。GCAN系列PLC系列產(chǎn)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。
5.2Codesys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(shè)備/POU窗口
3）編程窗口
4）消息窗口
5.3安裝庫及設(shè)備描述文件
5.3.1庫文件安裝
菜單工具欄->工具->庫：安裝庫文件：
5.3.2設(shè)備描述文件安裝
菜單工具欄->工具->設(shè)備存儲庫：安裝設(shè)備描述文件：
5.4新建Codesys PLC工程
5.4.1工程創(chuàng)建
菜單工具欄->文件->新建工程，創(chuàng)建Standard project，設(shè)備選擇“GCAN-PLC-M”，如下圖所示。
5.4.2添加PLC設(shè)備（GCAN-PLC-324為例）
設(shè)備/POU窗口->Device右鍵->添加設(shè)備，選擇GCAN_IoDrv；
GCAN_IoDrv右鍵->添加設(shè)備，選擇GCAN-324。
5.5設(shè)備連接
GCAN-PLC-301/02使用串口下載程序。
5.5.1 Codesys通訊配置
網(wǎng)關(guān)->添加新網(wǎng)關(guān)，驅(qū)動選TCP/IP，點擊“確定”按鈕；
網(wǎng)關(guān)->配置本地網(wǎng)關(guān)，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(wǎng)絡(luò)，選擇對應(yīng)的設(shè)備，點擊“確定”按鈕。
設(shè)備連接成功后，窗口如圖所示：
6.OpenPCS軟件簡介及下載程序
6.1軟件安裝
OpenPCS編程軟件
6.2PLC編程界面簡介
圖6.1 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
6.3創(chuàng)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。
6.3.1工程創(chuàng)建
點擊Project->new，創(chuàng)建新項目，如下圖6.2所示。
圖6.2創(chuàng)建項目
6.3.2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5.3所示。
變量名及程序名稱定義規(guī)則
根據(jù)IEC 61131-3標準，變量名及程序名稱必須由字母、數(shù)字和下劃線字符組成。此外，含應(yīng)遵循如下規(guī)則：
1）標識符的首字母必須是字母或下環(huán)線，最后一個字符必須是字母或數(shù)字，中間允許字母、數(shù)字、下劃線。
2）標識符中不區(qū)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(xù)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。
圖6.3創(chuàng)建項目中的程序頁
6.3.3程序編寫
首先需要在變量區(qū)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：
6.3.4設(shè)置調(diào)試連接
1、點擊PLC-＞Connections...（連接...）。
圖6.4調(diào)試連接
2、在Connection Setup（連接設(shè)置）窗口新建連接，設(shè)置參數(shù)。點擊“New”按鈕。
圖6.5點擊“New”
3、在Name中輸入RS232，點擊Select按鈕。
圖6.6點擊“Select”按鈕
4、點擊RS232圖標，之后點擊OK。
圖6.7選擇RS232
5、Driver中會顯示“RS232”字樣，點擊“Settings（設(shè)置）”按鈕。
圖6.8點擊“Settings”按鈕
6、Port（端口）請選擇USB-Enhanced-SERIAL-A對應(yīng)的端口，支持小于等于COM9（詳見第4章），波特率固定為19200，設(shè)置好后點OK。
圖6.9 IP地址及端口號設(shè)置
7、設(shè)置好后，返回Connection Setup（連接設(shè)置）界面，點擊“Close（關(guān)閉）”。
圖6.10點擊“Close”
8、設(shè)置Resource Properties（資源屬性），如下圖所示。
圖6.11設(shè)置資源屬性
9、選擇GCAN_PLC和RS232。
圖6.12選擇GCAN_PLC和TCP
6.3.5下載程序并調(diào)試
1、完成程序編寫后需點擊Build Active Resource（生成當(dāng)前資源）按鈕，如圖6.13所示。
圖6.13點擊Build Active Resource按鈕
2、編譯完成后，提示沒有錯誤。如下圖所示。
圖6.14編譯完成
3、點擊Online（聯(lián)機）按鈕。
圖6.15點擊Online按鈕
4、在下拉菜單中點擊PC-＞PLC(Download)下載程序。
圖6.16下載程序
7.GC系列模塊選型表
GCAN-PLC-301/302系列產(chǎn)品由一個可編程的主控模塊、若干GC系列IO模塊以及一個終端電阻模塊組成。
GC系列IO模塊目前包括：數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出幾大類，具體的選型表如表7.1所示。
表7.1選型表
8.技術(shù)規(guī)格
表2.5 GCAN-PLC-301/302指示燈定義
