应用于三菱FX型PLC的CAN协议通信转换器及方法技术

本发明专利技术提供了一种应用于三菱FX型PLC的CAN协议通信转换器及方法。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。采用本发明专利技术可以使三菱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。

Can protocol communication converter and method applied to Mitsubishi FX PLC

【技术实现步骤摘要】
应用于三菱FX型PLC的CAN协议通信转换器及方法
本专利技术属CAN协议通信转换器
，具体涉及一种应用于三菱FX型PLC的CAN协议通信转换器及方法。
技术介绍
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CAN2.0BActive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。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种应用于三菱FX型PLC的CAN协议通信转换器及方法，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。一种利用如上所述转换器应用于三菱FX型PLC的CAN协议通信转换方法，其特征在于包括下述步骤：步骤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；步骤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；步骤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；步骤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，所述的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。所述的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。所述的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。所述的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。本专利技术的有益效果是：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是本专利技术的应用于三菱FX型PLC的CAN协议通信转换器的结构示意图；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是本专利技术不同部件间的连接关系示意图；图3是本专利技术的PIC18F25核心板电路图；图4是本专利技术的供电模块电路图；图5是本专利技术的32-5线编码器模块电路图；图6是本专利技术的通信数据流向示意图；图7是本专利技术的工作流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。本专利技术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给出了不同部件间的连接关系。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。本专利技术通信转换器有报文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电平信号表本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。/n

【技术特征摘要】
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。


2.一种利用权利要求1所述转换器应用于三菱FX型PLC的CAN协议通信转换方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤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；
步骤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；
步骤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；
步骤4：PLC按照专用协议发送反馈信息至PIC18F...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉，范蟠果，李欣玉，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61