1.功能简介
1.1功能概述
GCAN-8101 Modbus总线耦合器可以用于连接Modbus总线系统与分布式总线端子模块，这些端子模块可以通过模块化的方式进行扩展。一个完整的节点由一个总线耦合器、1-32个任意数量的端子模块以及一个终端端子模块组成。
GCAN-8101总线耦合器通过GC-bus扩展技术，最多可连接32个输入/输出端子模块。
GCAN-8101 Modbus总线耦合器采用标准的Modbus总线协议，是一个标准的Modbus从站设备。支持modbus TCP与modbus RTU（485）。除此之外，通过网口还可以对固件进行升级，以满足客户的定制化需求。
GCAN-8101总线耦合器可连接所有的总线端子模块。就用户而言，模拟量输入/输出信号的处理方式与其它种类信号的处理方式没有任何区别。控制器过程映像区内的信息映射到modbus的4种寄存器中。
GCAN-8101总线耦合器支持自动组态，您无需在PC上设置组态。
GCAN-8101总线耦合器通信参数可通过Type-C接口进行配置。
1.2 性能特点
● 支持标准Modbus协议，是一个标准的Modbus从站设备；
● 支持Modbus TCP、Modbus RTU（485）通讯；
● RS485 接口采用标准2 线制；
● 串口波特率支持9600~115200bps 之间，可通过串口配置；
● 在电源供应充足（加扩展电源模块）情况下可扩展IO 模块数量最多为32 个（最多32x16 个DI/DO 点）；组态方式为自动组态形式，可自由扩展；
● 以太网口支持静态获取；
● 以太网口支持超时断开功能；
● 以太网口网络断开后自动恢复连接资源，可靠地建立TCP 连接；
●
电源采用24V DC（-15%/+20%）；
● 启动电流：约为2.5 倍的持续电流；
● 电源供电：最大24V DC/最大10A；
● 电气隔离为1500 DC （电源触点/总线耦合电源电压）；
● 工作温度范围：-40℃~+85℃；
●
安装尺寸：Din35 导轨；
1.3 典型应用
● 与分布式总线端子模块相连接，构成一个完整的控制节点；
●
执行数据采集并以Modbus 协议进行数据传输。
2.设备安装与使用
本章节将详细说明GCAN-8101Modbus总线耦合器的尺寸、安装方法、接线方法、指示灯的含义与接口的含义。下图以8201模块模块尺寸为例（与8101尺寸一样）
2.1模块固定
GCAN-IO-8101总线耦合器的锁定和解锁状态如图2.1所示。当模块未安装在导轨上时，请将导轨锁扣保持在锁定状态，如长时间处于解锁状态，可能会导致锁扣失效。
图2.1 GCAN-IO-8101 总线耦合器模块锁定和解锁状态
● 如果DIN导轨锁扣在下方，则为锁定状态。
● 如果DIN导轨锁扣在上方，则为解锁状态。
处于解锁状态时，请向下按压DIN导轨锁扣，使其变为锁定状态。GCAN-IO-8101总线耦合器的安装方法如图2.2所示，您可以使用一字螺丝刀进行辅助安装拆卸。首先把GCAN-IO-8101总线耦合器安装在导轨上，再按下锁扣并发出“咔”的一声。
图2.2 GCAN-8101模块自锁机制
GCAN-IO-8101总线耦合器最多可以连接32个分布式总线端子模块。插入总线端子模块时，一定要沿着凹槽，在已有模块的右侧顺次插入，再按下锁扣并并发出“咔”的一声。在整个节点的最右端，您需要安装终端端子模块，请注意终端模块安装方向。该终端可以保障GC-Bus的数据传输与电力供应。
终端模块正确安装方向如图所示：
当您正确组装节点时，在端子模块之间不会存在明显的缝隙。如果模块之间未被正确组装，整个节点将不会正常运行。
2.3模块拆卸
如图2.3所示，使用一字螺丝刀或类似工具向上撬动导轨锁扣，在凸起部位将模块向外拉出，将模块取出。
图2.3GCAN-IO-8101总线耦合器拆卸
2.4接线方法
使用一字端子接头的线缆，将端子接头对准相应通道的圆孔插入即可；拆线时，需使用一字螺丝刀，插入需拆线的通道旁对应橘黄色方形孔，用力向下按压，此时相应圆孔中的夹片会松动，线缆即可轻松拔出。
2.5系统状态指示灯
GCAN-IO-8101总线耦合器具有一组状态指示灯，用以指示电源、系统、总线等的状态。
指示灯的具体指示功能见表2.1。指示灯处于不同状态下时，GCAN-IO-8101模块状态如表2.2所示。
表2.1 GCAN-IO-8101总线耦合器模块指示灯
表2.2 GCAN-IO-8101总线耦合器模块指示灯状态
3.通信连接
3.1串口连接
GCAN-IO-8101外观如图3.1所示。GCAN-IO-8101 Modbus总线耦合器包含2个通信接口，一个USB接口。其中，通信接口包括1个以太网接口、1个RS485接口。
图3.1 GCAN-IO-8101 Modbus总线耦合器外观图
GCAN-IO-8101 Modbus总线耦合器模块RS485接线端子定义
GCAN-8101使用标准串口电平（RS485），因此该模块可以直接与带有RS485接口的设备进行连接；
3.2与以太网连接
用户可以使用标准5类以上网线直接与GCAN-8101模块的LAN接口连接，并建立通信。
4.IO片与功能码对应
GCAN-8101 Modbus总线耦合器为Modbus从站设备。Modbus四种寄存器下面8101各搭配四种寄存器的一种模块举例:
当搭载GC-1416模块（16路数字量输入）时，GCAN-8101会将DI数据存放于Modbus数字量输入寄存器中，您可以通过02功能码进行读取。
当搭载GC-2416模块（16路数字量输出）时，GCAN-8101会将DO数据存放于Modbus数字量输出寄存器中，您可以通过05、15功能码进行写入，通过01功能码进行读取。
当搭载GC-3008模块（8路模拟量输入）时，GCAN-8101会将AI数据存放与Modbus模拟量输入寄存器中，您可以通过04功能码进行读取。
当搭载GC-4054模块（8路模拟量输出）时，GCAN-8101会将AO数据存放与Modbus模拟量输出寄存器中，您可以通过06、16功能码进行写入，通过03功能码进行读取。
本章将以Modbus TCP为例，使用网络调试助手进行Modbus协议数据的接收与发送。随货附带的Modbus Poll软件具有Modbus主站功能，可以您帮助调试GCAN-8101 Modbus从站，非常的方便实用。
如果我们使用一个GCAN-8101 Modbus从站，下表是各种功能码对应IO扩展模块举例
表4.1 Modbus TCP实验测试指令
4.1搭载GC-1416模块
数字量输入的状态由一个字节来表示，通道8在高位，通道1在低位。例如，GCAN-8101模块节点号设为1。通道1通道4通道8通道12通道16状态为1，其他状态均为0，则Modbus一端显示的DI状态数据为8888。下表列举了两种常见的DI状态及其对应的状态数据。
4.2搭载GC-2416模块
数字量输出的状态由一个字节来表示，通道8在高位，通道1在低位。
例如，GCAN-8101模块节点号设为1。需设置通道8和通道4状态为1，设置其他状态均为0，则需要发送的Modbus DO状态数据为8888（15功能码）。
4.3搭载GC-3048模块
每个通道由两个字节来表示，八个通道共十六个字节。
其中，代表第一通道的两个字节，第一个字节为低位，第二个字节为高位，如果传感器是10ma,接入3048的第一通道则3048显示的数据是32767。
4.4搭载GC-4044模块
每个通道由两个字节来表示，四个通道共八个字节。
其中，代表第一通道的两个字节，第一个字节为低位，第二个字节为高位，如果第一通道给定数值为32767，则4044输出电压为10ma。
4.5同时搭载多组模块
若GCAN-8101同时搭载多组GC-1416模块，那么我们以它们距离GCAN-8101的远近，从近到远进行编号，离得最近的为1号。GCAN-8101耦合器将按照下表进行数字量输入寄存器首地址的确认。例如，当GCAN-8101搭载2个GC-1416模块时，数字量输入寄存器地址依次为01-32。
若GCAN-8101同时搭载多组GC-2416模块，那么我们以它们距离GCAN-8100的远近，从近到远进行编号，离得最近的为1号。GCAN-8101耦合器将按照下表进行数字量输出寄存器首地址的确认。例如，当GCAN-8101搭载9个GC-2416模块时，数字量输出寄存器地址依次为01-32。
若GCAN-8101同时搭载多组GC-3048模块，那么我们以它们距离GCAN-8101的远近，从近到远进行编号，离得最近的为1号。GCAN-8101耦合器将按照下表进行模拟量输入寄存器首地址的确认。例如，当GCAN-8101搭载2个GC-3048模块时，模拟量输入寄存器地址依次为01-08、09-16。
若GCAN-8101同时搭载多组GC-4044模块，那么我们以它们距离GCAN-8101的远近，从近到远进行编号，离得最近的为1号。GCAN-8101耦合器将按照下表进行模拟量输出寄存器首地址的确认。例如，当GCAN-8101搭载2个GC-4044模块时，模拟量输入寄存器地址依次为01-04、5-8。
5. 技术规格
6.GC系列模块选型表
GCAN-8101本身并不能执行完整的控制功能。一个完整的控制系统由一个总线模块控制器（GCAN-8101）、1-32个任意数量的GC系列端子模块（GC-1416、GC-3048等）以及一个终端端子模块组成。其中，GC系列端子模块需在我司另行购买，终端端子模块随GCAN-8101附赠。
GC系列可编程控制器扩展模块目前包括：数字量输入扩展模块、数字量输出扩展模块、模拟量输入扩展模块、模拟量输出扩展模块四大类，具体的选型表如下图所示。
图3.1 GCAN-IO-8101 Modbus总线耦合器外观图
