1.功能簡介
1.1功能概述
GCAN-PLC-521是一款全國產(chǎn)可編程邏輯控制器（PLC），它集成了四核處理器，指令處理速度達納秒級；支持EtherCAT主站、CAN總線系統(tǒng)等總線控制功能，還可通過插片式GC系列IO模塊進行擴展。
GCAN-PLC系列產(chǎn)品由一個可編程的主控模塊（GCAN-PLC-521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。主控模塊可連接8/16孔版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，在電源供應(yīng)充足情況下，IO模塊數(shù)量最多可擴展32個，其中當擴展模塊數(shù)量超過16片時，需額外增加一片IO供電擴展模塊GC 8012以保證電源供應(yīng)充足，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)。編程方面，GCAN-PLC支持CODESYS V3.5 SP16及以上版本開發(fā)環(huán)境，符合IEC-61131-3國際標準，支持五種標準編程語言（LD、FBD、ST、IL、SFC），代碼具備高可移植性和復(fù)用性。開發(fā)環(huán)境提供斷點調(diào)試、單步執(zhí)行等專業(yè)調(diào)試工具，支持在線監(jiān)控與診斷。通訊能力上，GCAN-PLC-521集成多種工業(yè)現(xiàn)場總線，如：RS232/485總線、CAN總線、以太網(wǎng)總線、EtherCAT總線等。
GC系列IO模塊覆蓋全面，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、通訊口擴展模塊（RS232/485、4G、WiFi、GPRS等）。
1.2性能特點
（1）處理器：四核，主頻800M；
（2）1路以太網(wǎng)接口，1路以太網(wǎng)/EtherCAT復(fù)用接口；
（3）1路RS232接口；1路隔離RS485接口；
（4）2路CAN接口（CAN1為隔離接口，CAN2為非隔離接口）；
（5）編程軟件：CODESYS（編程語言符合IEC61131-3標準）；
（6）支持EtherCAT主站功能；
（7）可帶軸數(shù)：16軸；從站數(shù)：最大127個EtherCAT從站；
（8）在電源供應(yīng)充足（加擴展電源模塊）情況下可擴展IO模塊數(shù)量最多為32個；其中當擴展模塊數(shù)量超過16片時，需額外增加一片上述的IO供電擴展模塊GC 8012以保證電源供應(yīng)充足；
（9）組態(tài)方式為自動組態(tài)形式；
（10）電源額定DC 24V；容差-15%/+20%；
（11）輸入電流最大為400mA（總GC-bus電流）；
（12）啟動電流：約為2.5倍的持續(xù)電流；
（13）電氣隔離為1500V DC；
（14）EMC測試：Zone B，IEC61131-2；
（15）工作溫度范圍：-40℃~+80℃；
（16）相對濕度：10%~95%，無凝露；
（17）防護等級：IP20；
1.3典型應(yīng)用
（1）與分布式總線端子模塊相連接，構(gòu)成一個完整的可編程控制節(jié)點。
2.設(shè)備安裝與使用
本章節(jié)將詳細說明GCAN-PLC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
完整的GCAN-PLC控制器外觀如圖2.1所示。GCAN-PLC-521主控模塊包含總線通信接口、供電及I/O電源接口。其中，總線通信接口包括1個以太網(wǎng)接口、1個以太網(wǎng)/EtherCAT復(fù)用接口、1個RS232接口、1個RS485接口、2個CAN接口。編程接口使用以太網(wǎng)接口。
圖2.1 GCAN-PLC外觀及尺寸圖
2.2模塊固定
GCAN-PLC及其配套的GC系列端子模塊的安裝方法如圖2.2所示。
圖2.2 GCAN-PLC安裝
圖2.3 GCAN-PLC卡扣松脫方式
請按圖2.2所示，把GCAN-PLC安裝在導軌上，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軌上。GCAN-PLC具有自鎖機制，可有效防止設(shè)備掉落，如圖2.4所示。取下控制器及I/O模塊時，需拉拽橙色拉桿。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最多可以連接32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控制器時，必須保證在GCAN-PLC所有IO模塊的最右端已經(jīng)安裝了一個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2.4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將導致整個系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤。
圖2.4 GC-0001終端電阻模塊安裝方法
2.3接線方法
GCAN-PLC的電源模塊及GC系列IO模塊的接線方法如圖2.5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2.5 GCAN-PLC的電源及IO模塊接線
2.4接口定義
GCAN-PLC-521總線通信接口由2個RJ45接口與端子接口組成。RJ45接口包括1個以太網(wǎng)接口（出廠IP地址192.168.1.30）、1個EtherCAT/以太網(wǎng)（出廠IP地址192.168.2.30）復(fù)用接口：
圖2.6 GCAN-PLC-521的總線接口樣式
端子接口包括1個RS232、1個RS485，2個CAN總線接口，使用插拔式雙排彈簧按壓式端子引出。
圖2.7 GCAN-PLC-521的總線接口樣式
表2.1 GCAN-PLC-521的總線接口定義
2.5電源端子定義
圖2.8 PLC主控模塊電源接線端子排
PLC主控模塊的電源接線端子排如圖2.8所示。PLC主控模塊包含8個端子，各個端子對應(yīng)的序號及其含義如表2.2所示。請注意，3號端子與4號端子之間、5號端子與6號端子之間、7號端子與8號端子之間，在模塊的內(nèi)部是相連的。
表2.2 PLC主控模塊電源接線端子定義
請注意：PLC系統(tǒng)的功耗（功率）分為兩部分：PLC主控模塊的功率和擴展IO模塊的功率。
2.6系統(tǒng)狀態(tài)指示燈
GCAN-PLC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2.3。指示燈處于不同狀態(tài)下時，GCAN-PLC的狀態(tài)如表2.4所示。
表2.3 GCAN-PLC指示燈定義
表2.4 GCAN-PLC指示燈狀態(tài)含義
3.通信連接
3.1串口連接
GCAN-PLC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。
3.2 CAN連接
GCAN-PLC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；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。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加大。
表3.1波特率與最大總線長度參照表
3.3 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(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與其他CAN節(jié)點設(shè)備連接
請注意：GCAN-PLC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)及復(fù)位按鍵
GCAN-PLC-521提供1個程序運行開關(guān)和1個復(fù)位按鈕。打開蓋板后實物圖如圖4.1所示。
圖4.1運行開關(guān)及復(fù)位鍵實物圖
圖4.1中：
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。
②為復(fù)位按鍵。
③為運行/停止撥碼開關(guān)。
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)），用于啟動PLC程序運行；運行/停止按鈕的撥碼位于下方時（背向復(fù)位按鈕一側(cè)），用于停止PLC程序運行。
2.設(shè)備上電后，長按復(fù)位鍵直至ERR指示燈閃爍，可將PLC的IP地址恢復(fù)為出廠設(shè)置：192.168.1.30/192.168.2.30。
5.技術(shù)規(guī)格
（1）處理器：四核，主頻800M；
（2）1路以太網(wǎng)接口，1路以太網(wǎng)/EtherCAT復(fù)用接口；
（3）1路RS232接口；1路隔離RS485接口；
（4）2路CAN接口（CAN1為隔離接口，CAN2為非隔離接口）；
（5）編程軟件：CODESYS（編程語言符合IEC61131-3標準）；
（6）支持EtherCAT主站功能；
（7）可帶軸數(shù)：16軸；從站數(shù)：最大127個EtherCAT從站；
（8）在電源供應(yīng)充足（加擴展電源模塊）情況下可擴展IO模塊數(shù)量最多為32個；其中當擴展模塊數(shù)量超過16片時，需額外增加一片上述的IO供電擴展模塊GC 8012以保證電源供應(yīng)充足；
（9）組態(tài)方式為自動組態(tài)形式；
（10）電源額定DC 24V；容差-15%/+20%；
（11）輸入電流最大為400mA（總GC-bus電流）；
（12）啟動電流：約為2.5倍的持續(xù)電流；
（13）電氣隔離為1500V DC；
（14）EMC測試：Zone B，IEC61131-2；
（15）工作溫度范圍：-40℃~+80℃；
（16）相對濕度：10%~95%，無凝露；
（17）防護等級：IP20；
