运动控制器/运动控制卡的EtherCAT总线ZMIO310扩展模块运用
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一、ZMIO310系列扩展模块。
二、ZMIO310-ECAT通讯模块的接线及运用。
三、ZMIO310子模块接线参阅。
四、ZMIO310-ECAT扩展数字量IO、。模仿。量。AD。/DA地址偏移设置。
五、ZMIO310-ECAT扩展模块模仿量量程修正及通道使能。
六、ZMIO310扩展模块常见问题剖析。
ZMC432CL-V2 脉冲全闭环的32轴总线型运动。操控器。
ZMC432CL-V2是一款高性能运动操控器，具有高速实时反响功用，支撑脉冲全闭环操控，能够完结。高精度。、高响应速度的运动操控。高精度定位，有用消除。机械。传动差错，满意高精密加工场景运用要求。
1.。硬件。功用特性。
（1）丰厚的运动操控功用：支撑直线、圆弧、空间圆弧、螺旋插补等。
（2）硬件。接口。丰厚：支撑脉冲轴（带。编码器。反响）和EtherCAT总线轴，具有24路输入和12路输出的通用IO，部分为高速IO，2路模仿量输出(DA)。
（3）EtherCAT刷新周期最快达250us，满意高速。通讯。需求。
（4）支撑4通道硬件比较输出、硬件。定时器。、运动中精准输出，适用于多通道视觉飞拍等场合。
（5）支撑掉电检测、掉电存储，多种程序加密办法，能够有用避免体系故障，维护项目工程文件数据，并进步体系的可靠性。
（6）经过纯国产IDE开发环境RTSys进行项目开发，可实时。仿真。、在线盯梢以及确诊与调试，简洁易用，支撑多种高档。上位机。言语联合。编程。进行二次开发。
2.首要特点。
（1）运用现成的A。PI。开发各种配备。
（2）。步进电机。的外置光栅尺全闭环解决方案①ZMC4系列高效的网口读写，PCIe/PCI系列卡可同享内存接口（同享内存的批量读写3-5us）；②内置反向空隙补偿，双向螺距补偿，2D平面补偿等；③能够一同支撑脉冲轴和EtherCAT轴运动混合运用；④敞开的PT/PVT接口客户可自界说加减速。算法。的二次编程；
01 ZMIO310系列扩展模块。
ZMIO310系列扩展模块是立式总线扩展模块，可支撑EtherCAT和。CAN。两种总线办法扩展数字量IO、模仿量AD和DA。
当操控器本体的IO、AD和DA等资源不行时，能够经过。耦合器。模块（ECAT、CAN通讯模块）调配其他扩展子模块进行扩展；子模块包含数字量输进口DI、数字量输出口DO、模仿量输进口AD、模仿量输出口DA模块。
耦合。器和可组合的子模块如下：
后续子模块扩展才能。
ZMIO310-ECAT通讯模块最多可扩展16个子模块，支撑混合扩展。但可扩展的各类别子模块有数量约束，ZMIO310-16DI最多16个，ZMIO310-16DO最多16个，ZMIO310-8AD最多8个，ZMIO310-8DA最多8个。实践数量需求以各模块功耗进行约束。
例如：ZMIO310-ECAT耦合器扩展了8个AD，8个DA后就不能再扩展其它子模块；或ZMIO310-ECAT耦合器扩展了16个DI后，就不能再扩展其它子模块。
02 ZMIO310-ECAT通讯模块的接线及运用。
ZMIO310-ECAT通讯模块EtherCAT接口选用的是规范百兆。以太网。RJ45。网口，支撑EtherCAT协议。
接线预备资料：
1、运动操控器主站1个。
2、ZMIO310-ECAT通讯模块（依据扩展需求挑选数量，最多不超越16个）。
3、ZMIO310后级扩展子模块（依据需求挑选）。
4、直流24V。电源。若干。
5、网线若干：选用超六类屏蔽双绞线、。水晶头。带有金属壳；
6、导线若干。
接线过程（可参阅下方接线图）。：
1、将一个。DC。24V电源的正负极别离对应接到主操控器的E+24V和EGND上；（电源正极 — E+24V；电源负极 — EGND）。
2.将另一个DC24V电源的正负极别离对应接到ZMIO310-ECAT通讯模块的+24V和GND上；（电源正极 — +24V；电源负极 — GND）。
3.将其他电源别离对应接到后级扩展子模块上的电源输入接口上。（详细接线参阅本文第三节：子模块接线参阅）。
4.运用一根网线一头接入主操控器的EtherCAT接口上，另一头则接入ZMIO310-ECAT模块的EtherCAT IN口。若扩展多个EtherCAT模块，则用另一根网线接入榜首个ZMIO310-ECAT模块的EtherCAT OUT口，另一头则接入下一级模块的EtherCAT IN口，以此类推…。
5.检查接线无误后，将电源通电。上电后ZMIO310-ECAT的ERR报错灯常亮红灯，此刻需求进行下一步操作。（分两种状况：若有运用总线。驱动器。，则直接运用总线初始化模板程序下载即可；若无运用总线驱动器，则只需完结第6步操作即可。）。
6.通电后ZMIO310-ECAT还需求先进行总线敞开操作。可在RTSys“在线指令”发送：
SLOT_SCAN(0)‘总线扫描SLOT_START(0)‘总线敞开。
按上述过程操作后，ZMIO310-ECAT通讯模块的ERR灯不亮表明总线敞开成功。
提示：接线时留意EtherCAT IN衔接上一级模块，EtherCAT OUT衔接下一级模块，IN和OUT口不行混用。
EtherCAT接口。标准。参数。
03 ZMIO310子模块接线参阅。
ZMIO310-16DI数字量输入子模块接线参阅。
输入。端口。NPN型接线参阅：
输入端口PNP型接线参阅：
ZMIO310-16DO/DOP数字量输出子模块接线参阅。
输出端口NPN型接线参阅：
输出端口PNP型接线参阅：
ZMIO310-4AD模仿量输入子模块接线参阅。
电压输入端口接线示意图：
电流。输入端口接线示意图：
ZMIO310-4DA模仿量输出子模块接线参阅。
电压输出端口接线示意图：
电流输出端口接线示意图：
04 ZMIO310-ECAT扩展数字量IO、模仿量AD/DA地址偏移设置。
地址偏移的意图：因为扩展模块衔接的主站（运动操控器）或其他从站设备（驱动器等）或许已有必定数量的IO或许AD/DA，在运用扩展模块上的数字IO或模仿量资源时，避免资源运用抵触，需求对扩展模块的资源进行编号映射。即：将扩展模块上的数字量IO和模仿量AD/DA的开端地址进行偏移。
留意：数字量IO和模仿量IO地址均不行与其他主从站的IO地址一同！
数字量IO地址偏移：
1.进行IO映射前需求先检查主站（操控器）本身的最大IO编号（包含外部IO接口和脉冲轴内的IO接口等）。
2.选用ZMIO310-ECAT通讯模块衔接的数字量IO开端地址偏移直接运用NODE_IO指令即可完结。
指令详细运用语法拜见下表：
举例：
若主站是运动操控器ZMC432-V2，直接衔接榜首个扩展模块ZMIO310-ECAT+ZMIO310-16DI+ZMIO310-16DO，再衔接第二个扩展模块ZMIO310-ECAT+ZMIO310-16DOP。
1.确认设备槽位号及设备编号。
槽位号：指操控器上总线接口的编号，EtherCAT总线槽位号为0。因为ZMC432-V2是单总线操控器，因而运用EtherCAT接口的槽位号为0；若运用的主站是双总线操控器，并一同运用EtherCAT和RTEX总线，那么EtherCAT总线接口槽位号为0，RTEX总线接口槽位号为1；不然仅运用恣意一个总线，则槽位号均为0。
设备编号：设备号是指一个槽位上衔接的一切设备的编号，从0开端，按设备在总线上的衔接次序主动编号，能够经过NODE_COUNT(slot)指令检查总线上衔接的设备总数。该比如中榜首个扩展模块ZMIO310的设备编号为0，第二个扩展模块设备编号为1。
2.确认主站的数字量IO最大编号。
需先经过主站操控器的用户手册，即《ZMC432-V2操控器用户手册》检查得到操控器本身的数字量输入IN最大编号是29，数字量输出OUT最大编号是17，那么取较大数值29为主站已运用的IO最大编号数。
ZMIO310扩展模块则需求将数字量IO地址偏移至29以上，因为指令语法约束，开端编号只能设置为8的倍数，则得到ZMIO310的数字IO地址至少应为32。
3.运用指令进行IO开端地址偏移。
运用NODE_IO指令进行设置，在EtherCAT初始化程序中或RTSys的“在线指令”发送：NODE_IO(0,0)=32。
4.修正后可翻开RTSys中的“操控器状况-槽位0节点”检查IO地址是否已修正成功。
模仿量AD/DA地址偏移：
1.进行IO映射前需求先检查主站（操控器）本身的最大模仿量编号。
2.选用ZMIO310-ECAT通讯模块衔接的模仿量AD/DA开端地址偏移直接运用NODE_。AI。O指令即可完结。
举例：操作办法同理数字量IO地址偏移。差异在于运用指令不同：“NODE_AIO”。
在EtherCAT初始化程序中或RTSys的“在线指令”发送：NODE_AIO(0,0)=8。
修正后可翻开RTSys中的“操控器状况-槽位0节点”检查。
05 ZMIO310-ECAT扩展模块模仿量量程修正及通道使能。
本文仅介绍模仿量量程修正及通道使能功用，更多功用可参阅《ZMIO310扩展模块用户手册》，指令用法与下文所述功用大体一同，不同功用对应数据字典不同。
（一）量程修正相关概念了解。
修正模仿量量程前，咱们先了解几个必备概念：
量程类型。
ZMIO310模仿量精度可达16位，支撑的量程类型规模多达6种。按。信号。类型分类可分为电压信号和电流信号；按极性分类可分为单极性和双极性。默许量程类型是：0~10V。。详细如下表：
本地后级扩展地址。
ZMIO310-ECAT通讯模块上电后，会扫描本地后级扩展接口，为扫描出的每一个扩展子模块分配一个扩展地址。
ECAT通讯模块上电后扫描，子模块的地址从0开端，按接入的次序顺次分配地址。通讯模块衔接的榜首块扩展子模块的扩展地址为0，第二块扩展子模块的扩展地址则为1，以此类推…。
举例：如ECAT通讯模块（ZMIO310-ECAT）的本地后级接口顺次接入3个输入模块（ZMIO310-16DI）、2个输出模块（ZMIO310-16DO或ZMIO310-16DOP）、1个AD模块（ZMIO310-4AD）和1个DA模块（ZMIO310-4DA）的状况。地址分配状况如下表：
数据字典。
修正模仿量量程便是对ZMIO310-ECAT模块进行写入操作，此刻需求先找到操控修正量程的数据字典，并合作运用总线指令。SD。O_WRI。TE。进行写入。该数据字典如下表：
依据上表可得到如下。信息。：
索引。号：由5001h+要操作的模仿量子模块地点的扩展地址决议。即当模仿量子模块的扩展地址为0时，则索引号为5001h，当模仿量子模块的扩展地址为3时，则索引号为5004h，以此类推…。
子索引：01h则是操控修正量程的子索引；02h则是操控模仿量4个通道使能功用的子索引。
数据类型：00h数据类型为无符号8位；01h为无符号16位；02h为无符号16位。
数据值：参阅表中小表格的数值界说。例如：01h中AD模块的0~20mA量程类型对应数据值为5；02h中AD子模块全通道敞开对应数据值为15。
（二）修正/读取模仿量量程相关指令了解。
了解上述要害信息后即可运用SDO_WRITE指令进行模仿量量程修正了，读取模仿量量程则运用“SDO_READ”。现在了解一下这个指令的语法，如下表：
归纳上述“数据字典”和“SDO_WRITE指令语法”两个表格可写出：
ZMIO310-ECAT模块修正模仿量量程的指令写法为：
SDO_WRITE(slot,node, $(5001+扩展子模块地址),1,6,value)；
读取量程类型值的指令写法为：
SDO_READ(slot,node, $(5001+扩展子模块地址) ,1,6,tablenum)。
AD模仿量通道使能的指令写法为：
SDO_WRITE(slot,node, $(5001+扩展子模块地址),2,6,value)。
（三）修正模仿量量程操作过程。
举例：假定运用设备为：运动操控器ZMC432-V2做主站，经过EtherCAT接口衔接扩展模块ZMIO310-ECAT + ZMIO310-16DI + ZMIO310-16DO + ZMIO310-16DOP + ZMIO310-4DA + ZMIO310-4AD。因为默许量程类型为0~10V，此刻若要将4DA和4AD子模块量程类型修正为0~20mA。操作如下：
1.确认槽位号及设备编号。由ZMC432-V2是单总线操控器可知：EtherCAT 槽位号为0；由ZMC432-V2直接衔接ZMIO310扩展模块可知：设备编号为0。
2.确认本地后级扩展子模块地址。由“（一）本地后级扩展地址”内容可得：DA模块的扩展地址为3，AD模块的扩展地址为4。
3.确认对应要操作的数据字典索引号及子索引号、数据类型。依据“（一）数据字典表格”及过程1得到的扩展地址，可得：DA模块的数据字典索引号为5001+3=5004h；AD模块的索引号为5001+4=5005h。依据表格可得修正模仿量量程对应的子索引号均为01h。数据类型为UNSIGNED16。
4.确认修正后的量程类型对应数据值。依据“（一）量程类型”可得：DA模块的0~20mA对应数据值13；AD模块的0~20mA对应数据值5；
5.运用SDO_WRITE指令修正量程。依据“（二）SDO_WRITE指令语法”及上述得到的参数信息以及数据类型UNSIGNED16对应数值6，在程序中写入或“在线指令”发送：
SDO_WRITE(0,0,$5004,1,6,13)'修正DA模块的模仿量量程为0~20mASDO_WRITE(0,0,$5005,1,6,5) '修正AD模块的模仿量量程为0~20mA。
6.读取量程则运用SDO_READ指令。依据“（二）SDO_READ指令语法” 及上述得到的参数信息，在程序中写入或“在线指令”发送：
SDO_READ(0,0,$5004,1,6,0)'读取DA模块的量程类型数据值存到table(0)。寄存器。中?table(0) '打印读取寄存器内的值SDO_READ(0,0,$5005,1,6,10)'读取AD模块的量程类型数据值存到table(10)寄存器中?table(10) '打印读取寄存器内的值。
完好用例请参阅“（五）ZMIO310各功用完好用例”。
（四）模仿量AD各通道使能操作过程。
举例：
假定运用设备为：运动操控器ZMC432-V2做主站，经过EtherCAT接口衔接扩展模块ZMIO310-ECAT + ZMIO310-16DI + ZMIO310-16DO + ZMIO310-16DOP + ZMIO310-4DA + ZMIO310-4AD。一般默许通道为全敞开，假定只敞开4AD模块的通道0和通道1，其他通道封闭。操作如下：
1.确认槽位号及设备编号。由ZMC432-V2是单总线操控器可知：EtherCAT 槽位号为0；由ZMC432-V2直接衔接ZMIO310扩展模块可知：设备编号为0。
2.确认本地后级扩展子模块地址。由“（一）本地后级扩展地址”内容可得：AD模块的扩展地址为4。
3.确认对应要操作的数据字典索引号及子索引号、数据类型。依据“（一）数据字典表格”及过程1得到的扩展地址，可得：AD模块的索引号为5001+4=5005h。依据表格可得修正通道使能对应的子索引号均为02h。数据类型为UNSIGNED16。
4.确认通道0、1上使能的对应数据值。依据“（一）数据字典”可得：AD模块仅敞开通道0、1的对应数据值为3；
运用SDO_WRITE指令修正通道使能。依据“（二）SDO_WRITE指令语法”及上述得到的参数信息以及数据类型UNSIGNED16对应数值6，在程序中写入或“在线指令”发送：
SDO_WRITE(0,0,$5005,2,6,3)'仅敞开AD模块的通道0和通道1。
（五）ZMIO310各功用完好用例。
假定运用设备为：运动操控器ZMC432-V2做主站，经过EtherCAT接口衔接扩展模块ZMIO310-ECAT + ZMIO310-16DI + ZMIO310-16DO + ZMIO310-16DOP + ZMIO310-4DA + ZMIO310-4AD。一般默许量程类型为0~10V和通道全敞开，要求将4DA和4AD子模块量程类型修正为0~20mA。且4AD子模块只敞开通道0和通道1，其他通道封闭。操作如下：
F。OR。i=0to3SLOT_STOP(0) '中止总线delay(200)'延时200msSLOT_SCAN(0) '扫描总线IFNODE_COUNT(0)THENEXI。TF。OR'读取总线衔接设备个数非0时跳出循环DELAY(1000)'延时1000msNEXTIFNODE_COUNT(0)。< >0THENSDO_WRITE(0,0,$5004,1,6,13)'修正DA模块的模仿量量程为0~20mASDO_WRITE(0,0,$5005,1,6,5)'修正AD模块的模仿量量程为0~20mASDO_READ(0,0,$5004,1,6,0)'读取DA模块的量程类型数据值存到table(0)寄存器中?table(0)'打印读取寄存器内的值SDO_READ(0,0,$5005,1,6,10)'读取AD模块的量程1类型数据值存到table(10)寄存器中?table(10)'打印读取寄存器内的值SDO_WRITE(0,0,$5005,2,6,3)'仅敞开AD模块的通道0和通道DELAY(200)SLOT_START(0) '发动总线?"总线敞开成功"ELSE?"总线敞开失利"ENDIF。
依据上述章节完结正确接线后，在RTSys软件中新建一个项目文件（.zpj）和b。asic。文件，将上述代码复制到basic文件编程区域。给basic文件设置主动运转使命号，点击。下载。到。RAM。/下载到。ROM。即可。如下图所示。（完好的RTSys新建流程可参阅《RTSys运用手册》）。
06 ZMIO310扩展模块常见问题剖析。
（一）扫描不到ZMIO310-ECAT扩展模块。（可在RTSys软件的【操控器状况】→【槽位0节点】检查是否有扩展设备显现）。
1、检查扩展模块的电源接线。电源是否上电；端子。接线是否松动；接线处是否卡到绝缘胶层等；
1、检查EtherCAT接口网线是否松动；
2、检查/替换网线。网线主张运用超六类屏蔽双绞线；
3、检查是否有其他节点报警或掉线导致；
（二）ZMIO310-ECAT模块上电ERR灯常亮。
1.未进行总线初始化。运用EtherCAT协议接口的设备均需进行总线初始化操作，即总线扫描→总线敞开等流程；（操作办法可参阅本文“二、ZMIO310-ECAT通讯模块的接线与运用”的过程5、6）。
（三）ZMIO310-ECAT模块3个指示灯状况对应状况如下表：
（四）ZMIO扩展模块的模仿量输入无反响/输出值读取不到。
1、检查电源接线。是否给模仿量模块独自。供电。；供电电压是否为DC24V；
2、检查模仿量模块通道接线是否正确。电压类型量程和电流类型量程接线不同。（接线可参阅本文“三、ZMIO310子模块接线参阅”）。
3、检查运用的量程类型和量程规模是否与实践接线一同。
4、检查运用的AD模块通道是否使能。（使能办法参阅本文“五、模仿量AD各通道使能操作过程”）。
5、检查扩展模块的模仿量编号规模是否与其他设备抵触。（可经过RTSys软件的【操控器状况】→【槽位0节点】检查模仿量编号。映射办法可参阅本文“四、ZMIO310-ECAT扩展数字量IO、模仿量AD/DA地址偏移设置”）。
（五）ZMIO扩展模块数字量输入输出无法运用或运用反常。
1、检查是否给输入/输出模块独自供电。供电电压是否为DC24V；
2、检查16DI和16DO子模块的输入/输出接口上接线是否正确或松动；
3、检查外部IO设备的输入类型与ZMIO扩展模块的类型是否一同。（ZMIO310的输入模块支撑NPN型和PNP型输入，但电源接线办法不同，详细参阅本文“三、ZMIO310子模块接线参阅”）。
4、检查扩展模块的IO编号规模是否与其他设备抵触。（可经过RTSys软件的【操控器状况】→【槽位0节点】检查IO。映射办法可参阅本文“四、ZMIO310-ECAT扩展数字量IO、模仿量AD/DA地址偏移设置”）。
教育。视频。可点击→“运动操控器/运动操控卡的EtherCAT总线ZMIO310扩展模块运用”检查。
本次，正运动技能运动操控器/运动操控卡的EtherCAT总线ZMIO310扩展模块运用，就共享到这儿。
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正运动技能专心于运动操控技能研讨和通用运动操控软硬件。产品。的研制，是国家级高新技能企业。正运动技能汇集了来自华为、中兴等。公司。的优秀人才，在坚持自主立异的一同，活跃联合各大高校协同运动操控根底技能的研讨，是国内工控范畴开展最快的企业之一，也是国内罕见、完好把握运动操控核心技能和实时工控软件渠道技能的企业。首要事务有：运动操控卡_运动操控器_EtherCAT运动操控卡_EtherCAT操控器_运动。操控体系。_视觉操控器__运动操控。PLC。_运动操控_。机器人。操控器_视觉定位_XPCIe/XPCI系列运动操控卡等等。
审阅修改 黄宇。