PLC增加CANopen通讯能力的方法

PLC增加CANopen通讯能力的方法

文档版本：2018/2/1

PLC增加CANopen通讯能力的方法一、写作背景

目前在工业上，使用PLC控制的场合越来越多。PLC具有可靠性高、适用性强、易学易用、体积小、重量轻、能耗低等优点，在工业控制领域中被广泛使用。目前市面上比较常见的PLC是西门子S7-200（图1）和西门子S7-300（图2）等。这些PLC一般只具有RS232/RS485或以太网接口，并且使用Modbus协议进行通信。但是随着时代的发展，越来越多的从站设备附带了CANopen协议，例如：伺服控制器（图3）、变频器（图4）、CANopen远程I/O（图5）、传感器（图6）。这样就造成不支持CANopen协议的PLC与CANopen协议从站设备之间无法建立通信。

图1 西门子S7-200

图2 西门子S7-300

图3支持CANopen通信的伺服控制器伺服控制器

图4支持CANopen通信的变频器

图5 CANopen远程I/O

图6支持CANopen通信的传感器

二、解决问题的方法

1. 直接购买带CANopen通信的PLC

此种方法必须使用新的PLC替换原有的，不但需要对新的PLC重新开发编程还会造成成本升高的问题。

2. 外接CANopen转换模块

此种方法非常灵活，转换模块可以按需定制，在不改变原有PLC的硬件结构的前提下外加一个CANopen通信模块，即可实现使用CANopen协议通信。

这里我们以西门子PLC为例说明如何使用外接CANopen转换模块的方式，将PLC扩展出CANopen通信接口。具体结构如下图7拓扑结构图所示。

图7 拓扑结构图

1、设备说明

沈阳广成科技GCAN-303/304型号分别是Modbus RTU/TCP转CANopen主站模块，用户可以根据自己PLC的实际情况选择对应的模块与PLC搭配实现CANopen通信能力。

2、配置

沈阳广成科技的GCAN-303/304只需要使用简单的配置软件完成参数配置，就可以正常使用，图8是GCAN-303/304的配置界面截图。

图8 GCAN-303/304的配置界面

“CAN波特率”——可配置10K、20K、50K、100K、125K、250K、500K、1M。

“节点地址”——可设置范围1~127。

“NMT管理使能”——是否开启NMT功能选择。选择“是”，表示启动网络上的所有CANopen节点，默认为“否”。

“Control&Status使能”——是否开启“Control&Status”功能。当设置为使能时，Modbus 主站可以通过GCAN-303/304模块获得各个CANopen从站的状态（操作状态、预操作状态、停止状态），同时也可以通过GCAN-303/304模块来改变所配置的CANopen从站的运行状态（复位从站，复位通信，以及改变从站的状态），即发送NMT控制命令。

“从站状态超时清零时间”——此设置在“Control&Status”为使能状态下有效，在使用“Control&Status”功能读取从站状态时，如果主站在此设置时间内没有收到从站发出的状态，将自动将其状态位清零，以表示从站已不存在。

“Guard Life Time”——如果设定为0值，表示使用heartbeat模式，如果设置为非0值，表示开启Guard Life模式，且时间为10ms的非0值整数倍，范围1~200。例如：填写20，即Guard Life 时间为200ms。

“SYNC周期时间”——同步周期（时间值）= 0表示不使用同步周期功能，等于非0值

表示使用同步周期功能，且同步周期时间为10毫秒的非0值整数倍，范围0～200，默认值为0。例如：填写20，即同步周期时间为200ms。

“TPDO超时清零时间”——设置TPDO超时清零功能，如果设置为0值，表示关闭“TPDO 超时清零”，如果设置为非0值，表示开启TPDO超时清零功能，且TPDO超时清零时间为10毫秒的非0值整数倍，范围0～200，默认值为0。例如：填写20，即网关超过200毫秒还未收到某从站的TPDO，网关将把该从站TPDO对应的输入缓冲区清零。

“SDO超时响应”——CANopen的SDO访问超时设置，即参数读写访问命令的超时时间设置，以10ms为单位，范围1~200，默认值为200。例如：填写20，即SDO超时响应时间为200ms。

如图9是Modbus端配置的截图，这里以GCAN-304为例。

图9 Modbus端配置的截图

3、接线实例

下面给大家演示西门子S7-200PLC与GCAN-303/304设备之间的接线，如下图10。

图10 西门子S7-200PLC与GCAN-303设备的接线

图中以PLC与GCAN-303为例，PLC与GCAN-303用导线进行连接，采用Modbus RTU协议，需要将两端的485A+与485B-进行连接，GCAN-303另一端接的是CANopen总线，只需接入CAN_L与CAN_H。之后您需要在PLC中添加Modbus主站程序，再按照再按照GCAN-303使用说明书进行配置，即可通过调取/填充Modbus端寄存器数值的方式与CANopen总线进行通信。

三、总结

综上所述，使用广成科技GCAN-303/304模块可以非常简单的实现Modbus信号与CANopen信号的转换。搭配GCAN-303/304模块，具有Modbus通信能力的PC、工控机、PLC、伺服驱动器、变频器等设备可以轻松扩展出CANopen接口，帮助客户减少开发成本节约时间，快速抢占市场先机。