CN210469380U - 一种应用于三菱fx型plc的can协议通信转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种应用于三菱FX型PLC的CAN协议通信转换器。转换器主要包括PIC18F25核心板、供电模块、编码器模块、三个拨码开关、一个串口和一个CAN接口。采用本实用新型可以使三菱FX系列所有型号的PLC在不需CAN通信扩展模块的情况下通过通用串口接入CAN总线网络，实现CAN通信协议与三菱PLC专用协议的转换；采用三个拨码开关实现了对CAN通信参数和串行通信参数的设置，使操作人员可根据实际情况调整通信转换器的参数，使用方便灵活、操作简单。

Description

一种应用于三菱FX型PLC的CAN协议通信转换器

技术领域

本实用新型属CAN协议通信转换器技术领域，具体涉及一种应用于三菱FX型PLC的CAN协议通信转换器。

背景技术

PIC18F25作为一款8Bit的微控制器，最高工作频率为64MHz，内部程序存储器大小为64KB，并且具备丰富的外设，集成有一个ECAN总线模块，符合CAN 2.0B Active规范，并拥有2个UART模块。鉴于该芯片可靠性高、功耗低以及针对CAN通信有特别支持等特点，目前被广泛应用在工业控制、通讯、物联网以及车载电子设备等领域中。

CAN是控制器局域网络的简称，是国际上应用最广泛的现场总线之一，因其具有高性能、高可靠性和高灵活性而被广泛地应用于工业自动化、汽车船舶、工业设备等领域。PLC是一种专门用于工业控制的控制器，可执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与计算操作等面向用户的指令，三菱FX系列PLC作为一种价格实惠的中小型PLC应用广泛，但由于通信接口限制，在不外接通信扩展模块的情况下只能采用基于通用串口的组网方式，该方式局限性很大，难以适应现代工业物联网的要求。若采用外接通信扩展模块进行CAN组网，一是会极大提高开发成本，二是可供FX系列PLC使用的CAN总线扩展模块种类非常有限，许多FX系列的小型PLC没有与其适配的CAN总线扩展模块；即便能够使用CAN总线扩展模组网，受限于三菱PLC复杂的协议格式，在与其他品牌设备进行数据交互时通信效率也非常有限。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种应用于三菱FX型PLC的CAN协议通信转换器，操作简单，使用方便，通讯效果好，能够使三菱FX系列所有型号PLC通过通用串口接入CAN总线网络。

一种应用于三菱FX型PLC的CAN协议通信转换器，主要包括PIC18F25核心板、供电模块、编码器模块、三个拨码开关、一个串口和一个CAN接口，其特征在于：PIC18F25核心板通过CAN接口连接至CAN总线网络，通过串口连接PLC，通过编码器模块连接三个拨码开关；拨码开关A设定CAN过滤报文ID，PIC18F25核心板通过拨码开关A设置的报文ID进行CAN报文过滤；拨码开关B设定CAN反馈报文ID，PIC18F25核心板将PLC返回的数据转换为CAN反馈报文并通过拨码开关B设置报文ID后发送至CAN总线；拨码开关C设定CAN通信波特率和串行通信数据帧格式。

如上所述转换器的工作流程为：

1、通信转换器上电，CAN接口及串口初始化，CAN接口进入CAN总线网络命令监听状态，串口进入接收PLC数据的等待状态；

2、CAN接口收到CAN总线发送的报文后，PIC18F25核心板通过拨码开关A设定的报文ID对收到的报文进行过滤，将通过过滤的CAN操作报文转化成三菱PLC专用协议指令，并根据拨码开关C设定的串行通信数据帧格式发送至PLC；所述的串行通信数据帧格式包括波特率、校验位、数据位和停止位；

3、转换器向PLC发送三菱PLC专用协议指令后等待PLC向串口返回信息；

4、PLC按照专用协议发送反馈信息至PIC18F25核心板，核心板将PLC返回的信息整合为CAN反馈报文，并根据拨码开关B设置的CAN反馈报文ID，将反馈报文经CAN接口发送至CAN总线。

其中，CAN操作报文包括位读取操作报文、字读取操作报文、位写入操作报文、字写入操作报文、PLC启动操作报文和PLC停止操作报文，相应的反馈报文种类与操作报文种类一一对应，包括位读取反馈报文、字读取反馈报文、位写入反馈报文、字写入反馈报文、PLC启动反馈报文和PLC停止反馈报文。

CAN操作报文为位读取操作报文和字读取操作报文时，报文内容包含读操作类型、操作对象、对象起始地址、操作数量，PLC返回读取的数据信息。

CAN操作报文为位写入操作报文和字写入操作报文时，报文内容包含写操作类型、操作对象、对象起始地址、操作数量及所要写入的数据，PLC返回写入成功或失败的应答信息。

CAN操作报文为PLC启动报文和PLC停止报文时，CAN报文内容包含操作类型、PLC返回启动、停止成功或失败的应答信息。

本实用新型的有益效果是：可以使三菱FX系列所有型号的PLC在不需CAN通信扩展模块的情况下通过通用串口接入CAN总线网络，实现CAN通信协议与三菱PLC专用协议的转换。采用三个拨码开关实现了对CAN通信参数和串行通信参数的设置，使操作人员可根据实际情况调整通信转换器的参数，使用方便灵活。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中，1-PIC18F25核心板，2-供电模块，3-32-5线编码模块，4-拨码开关A，5-拨码开关B，6-拨码开关C，7-CAN接口，8-串口。

图2是本实用新型不同部件间的连接关系示意图；

图3是本实用新型的PIC18F25核心板电路图；

图4是本实用新型的供电模块电路图；

图5是本实用新型的32-5线编码器模块电路图；

图6是本实用新型的通信数据流向示意图；

图7是本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，本实用新型包括但不仅限于下述实施例。

本实用新型提供的一种应用于三菱FX型PLC的CAN协议通信转换器，如图1所示，主要包括PIC18F25核心板(1)、供电模块(2)、32-5线编码模块(3)、拨码开关A(4)、拨码开关B(5)、拨码开关C(6)、用作与CAN总线连接的CAN接口(7)及与PLC连接的串口(8)。CAN接口为两线制接线端子，用以与CAN总线连接；串口为9针母头，用以与三菱FX型PLC的232DB扩展板连接。图2给出了各部件间的连接关系。当使用该通信转换器时，三个拨码开关连接到32-5线编码器模块，核心板连接供电模块和32-5线编码模块，核心板通过CAN接口接入CAN总线网络，通过串口和PLC连接。

图3为PIC18F25核心板电路图，图4为供电模块电路图，用于给通信转换器提供5V的直流电源，供电模块的输入电压为24V，可直接与直流型三菱FX型PLC的供电电源连接。本实用新型通信转换器有报文ID过滤器，只接收CAN总线上特定ID的操作报文，且在收到PLC的反馈信息后会向CAN总线发送反馈报文(CAN操作报文和CAN反馈报文的帧ID均为标准ID，帧格式均为数据帧，帧类型均为标准帧，帧数据长度均为8字节)，能通过过滤器筛选的操作报文的ID由拨码开关A设定，反馈报文的ID由拨码开关B设定，这两个拨码开关均为11段式，由11路输出电平表示长度为11位的二进制ID(输出TTL高电平代表二进制1，输出TTL低电平代表二进制0)。CAN通信波特率和串行通信数据帧格式(包括波特率、校验位、数据位和停止位)由拨码开关C设定，该拨码开关为10段式，设定方式及内容如表1所示。图5为32-5线编码器模块电路图，用于将三个拨码开关共32路TTL电平信号表示的32位二进制信号转化为5路TTL电平表示的5位十六进制信号。

表1

图6为本实用新型通信转换器通信数据流向示意图，CAN总线上的设备经CAN总线发送表2所述CAN操作报文至PIC18F25核心板，PIC18F25核心板将CAN操作报文解析后的三菱PLC专用协议指令通过串口以串行通信方式发送至PLC。通信转换器总体工作流程如图7所示，即采用本实用新型通信转换器进行CAN协议与三菱PLC专用协议转换的方法包括以下步骤：

1、当通信转换器连接好并通过拨码开关C设定CAN通信波特率、串行通信帧格式后，对通信转换器进行上电操作。此时，转换器内部执行CAN接口及串口的初始化，CAN接口进入CAN总线网络命令监听状态，串口进入接收PLC数据的等待状态。

2、CAN接口收到CAN总线发送的报文后，PIC18F25核心板通过拨码开关A设定的报文ID对收到的报文进行过滤，将通过过滤的CAN操作报文转化成三菱PLC专用协议指令，并根据拨码开关C设定的串行通信数据帧格式发送至PLC；所述的串行通信数据帧格式包括波特率、校验位、数据位和停止位。

执行PLC内部软元件读取操作时，CAN操作报文数据内容包含读操作类型(分为位读取操作BR和字读取操作WR两种)、操作对象、对象起始地址及操作数量共四部分内容；执行PLC内部软元件写入操作时，CAN报文数据内容包含写操作类型(分为位写入操作BW和字写入操作WW两种)、操作对象、对象起始地址、操作数量及所要写入的数据共五部分内容；执行PLC启动/停止操作时，CAN报文数据内容仅包含操作类型：PLC启动操作为RR，PLC停止操作为RS。

CAN操作报文转换后生成的三菱PLC专用协议指令的其他内容，包括站号、PC号和报文等待时间分别固定设置为0x00、0xFF和0ms。

CAN总线发送的操作报文和转换器发送的反馈报文详细数据内容如表2所示。

表2

3、转换器向PLC发送三菱PLC专用协议指令后等待PLC向串口返回信息，通信转换器根据三菱PLC专用协议从返回信息中提取数据，并将该信息整合为CAN反馈报文，并根据拨码开关B设置的CAN反馈报文ID，将反馈报文经CAN接口发送至CAN总线。

但上述实施例仅是本实用新型的较佳实施例，并非用于限制本实用新型的技术方案，因此只要是依据本说明书内容且未做创作性劳动而实现的技术方案，均包含在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种应用于三菱FX型PLC的CAN协议通信转换器，主要包括PIC18F25核心板、供电模块、编码器模块、三个拨码开关、一个串口和一个CAN接口，其特征在于：PIC18F25核心板通过CAN接口连接至CAN总线网络，通过串口连接PLC，通过编码器模块连接三个拨码开关；拨码开关A设定CAN过滤报文ID，PIC18F25核心板通过拨码开关A设置的报文ID进行CAN报文过滤；拨码开关B设定CAN反馈报文ID，PIC18F25核心板将PLC返回的数据转换为CAN反馈报文并通过拨码开关B设置报文ID后发送至CAN总线；拨码开关C设定CAN通信波特率和串行通信数据帧格式。

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