EtherCAT總線快速入門(mén)

本節(jié)主要介紹XPLC006E多軸經(jīng)濟(jì)型EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制器控制EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)器的方法，分別介紹硬件接線方法，控制器與EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)器如何通訊，EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)器相關(guān)參數(shù)的配置，EtherCAT總線初始化操作，以及初始化成功以后的運(yùn)動(dòng)控制。

一、XPLC006E功能簡(jiǎn)介

XPLC006E是正運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器推出的一款多軸經(jīng)濟(jì)型EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制器，XPLC系列運(yùn)動(dòng)控制器可應(yīng)用于各種需要脫機(jī)或聯(lián)機(jī)運(yùn)行的場(chǎng)合。

XPLC006E自帶6個(gè)電機(jī)軸，最多12軸運(yùn)動(dòng)控制（含虛擬軸數(shù)），支持12軸直線插補(bǔ)、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸設(shè)置等功能。

XPLC006E支持多任務(wù)同時(shí)運(yùn)行，同時(shí)可以在PC上直接仿真運(yùn)行，編程方式多種可選，支持ZDevelop軟件的Basic/PLC梯形圖/HMI組態(tài)和常用上位機(jī)軟件編程。

XPLC006E只支持EtherCAT總線軸，不支持脈沖軸和編碼器軸。采用EtherCAT總線與驅(qū)動(dòng)器通訊，1ms的刷新周期。

XPLC006E支持PLC、Basic、HMI組態(tài)三種編程方式。PC上位機(jī)API編程支持C#、C++、LabVIEW、VB、matlab、Qt、Linux、.Net、iMAC、Python、 ROS等接口。

→此款產(chǎn)品有XPLC004E、XPLC006E、XPLC008E三個(gè)不同軸數(shù)的型號(hào)可選。

二、XPLC864E功能簡(jiǎn)介

XPLC864E在XPLC006E的功能基礎(chǔ)上做了升級(jí)（即上節(jié)介紹的XPLC006E的功能都支持），部分資源空間優(yōu)于XPLC006E，使用方法基本一致，不同之處在于XPLC864E，硬件支持32點(diǎn)輸入、32點(diǎn)輸出、2個(gè)ADC、2個(gè)DAC，支持脈沖軸和總線軸混合使用，總實(shí)軸軸數(shù)為8，除了帶EtherCAT接口之外，輸出口硬件上可配置為8個(gè)軸的脈沖方向信號(hào)輸出，另帶兩路編碼器輸入，可由輸入口配置。

XPLC864E支持PLC、Basic、HMI組態(tài)三種編程方式。PC上位機(jī)API編程支持C#、C++、LabVIEW、VB、matlab、Qt、Linux、.Net、iMAC、Python、 ROS等接口。

三、通訊接線

1.EtherCAT總線接線

使用一根網(wǎng)線將XPLC006E控制器的“EtherCAT總線端口”與“伺服驅(qū)動(dòng)器的EtherCAT總線端口”相連即可。

注意：伺服驅(qū)動(dòng)器的EtherCAT接口有兩個(gè)，有些驅(qū)動(dòng)器這兩個(gè)口可以隨意接，有些分為“EtherCAT IN”和“EtherCAT OUT”，IN口接上一級(jí)設(shè)備，OUT口接下一級(jí)設(shè)備，二者不能混用，要注意連接順序。

多軸控制時(shí)伺服驅(qū)動(dòng)器的EtherCAT OUT口再連接下一級(jí)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的EtherCAT IN口，依此類推。

slot槽位編號(hào)、node節(jié)點(diǎn)編號(hào)和驅(qū)動(dòng)器編號(hào)規(guī)則如上圖所示，EtherCAT總線接口的槽位號(hào)默認(rèn)是0，節(jié)點(diǎn)編號(hào)按照與控制器的連接先后順序從0開(kāi)始依次編號(hào)，驅(qū)動(dòng)器編號(hào)則是只給帶電機(jī)設(shè)備編號(hào)，其他類型設(shè)備忽略，也是按連接順序從0開(kāi)始編號(hào)，這些編號(hào)在總線指令中將會(huì)用到。

硬件接線完成還需運(yùn)行總線初始化程序才能與驅(qū)動(dòng)器通訊，初始化模板程序參見(jiàn)下文。

注意：使用EtherCAT總線擴(kuò)展模塊時(shí)，也要執(zhí)行總線初始化操作，再映射IO的編號(hào)后才可操作擴(kuò)展IO。

2.控制器與電腦連接

控制器與電腦可以通過(guò)串口或網(wǎng)口連接，下面以網(wǎng)口連接例展開(kāi)說(shuō)明。

先將控制器與電腦用一根網(wǎng)線連接好，接通控制器的電源，再打開(kāi)ZDevelop編程軟件，點(diǎn)擊菜單欄“控制器”→“連接”，打開(kāi)“連接到控制器”窗口。

通過(guò)“連接到控制器”窗口，可以快速查看本機(jī)IP，對(duì)比控制器與電腦是否處于同一網(wǎng)段。

IP地址列表下拉選擇時(shí)，會(huì)自動(dòng)查找當(dāng)前局域網(wǎng)可用的控制器IP地址（控制器上電POWER燈和RUN燈亮的時(shí)候就能查找到該控制器的IP地址）。

同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)有多個(gè)控制器的時(shí)候，IP的下拉列表若沒(méi)有顯示目標(biāo)控制器的IP地址，可以采取IP掃描來(lái)查看當(dāng)前所有可用的控制器IP地址，掃描完成之后確定關(guān)閉此窗口，重新在IP下拉列表選擇。

選擇正確的IP地址，點(diǎn)擊連接之后，連接成功或失敗均有信息提示。

控制器出廠的缺省IP地址為192.168.0.11，“連接到控制器”窗口能顯示出本機(jī)IP地址，請(qǐng)注意設(shè)置有線網(wǎng)卡與無(wú)線網(wǎng)卡各自的IP。電腦需要設(shè)置IP地址與控制器IP處于同一網(wǎng)段才能連接，即四段的前三段要相同，最后一段不同才能通訊。

若控制器與電腦不處于同一網(wǎng)段，則需要修改控制器或電腦其中之一的IP地址，使二者處于同一網(wǎng)段。

若控制器IP地址遺忘，可通過(guò)網(wǎng)口連接控制器，再獲取控制器IP。

四、EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)器通訊說(shuō)明

1.通訊周期

使用EtherCAT伺服驅(qū)動(dòng)器時(shí)需要保證控制器與伺服周期一致才可正常通訊使用。

EtherCAT伺服驅(qū)動(dòng)器一般支持不同周期，通訊周期主要有250us，500us，1ms，2ms，4ms，連接時(shí)自動(dòng)匹配控制器周期，不需要設(shè)置，當(dāng)通訊周期無(wú)法自動(dòng)匹配時(shí)，通訊失敗，通過(guò)修改控制器周期解決（SERVO_PERIOD指令或升級(jí)固件修改）。

控制器一般默認(rèn)為1ms，使用SERVO_PERIOD指令讀取控制器周期。伺服周期越小，位置控制越精細(xì)，響應(yīng)速度也更快。

2.驅(qū)動(dòng)器PDO設(shè)置

驅(qū)動(dòng)器的PDO是必要的配置，代表著當(dāng)前驅(qū)動(dòng)器包含的功能。

PDO全名為(Process Data Object)，指在EtherCAT總線網(wǎng)絡(luò)中周期的進(jìn)行主站與從站的數(shù)據(jù)交互的功能，可以看作一個(gè)數(shù)組空間，每個(gè)數(shù)組元素存放了不同的功能碼，PDO在一個(gè)周期中執(zhí)行這些功能碼對(duì)應(yīng)的操作，這些功能碼就叫做數(shù)據(jù)字典，數(shù)據(jù)字典用4位16進(jìn)制數(shù)來(lái)表示。

RxPDO：主站傳送數(shù)據(jù)給從站。

TxPDO：從站傳送數(shù)據(jù)給主站。

EtherCAT總線上控制器為主站，伺服驅(qū)動(dòng)器為從站。

如6040h控制字（用于控制伺服軸的使能、啟動(dòng)、停止、報(bào)警、復(fù)位等運(yùn)行狀態(tài)），每個(gè)數(shù)據(jù)字典Index可包含32個(gè)子字典Sub-Index。數(shù)據(jù)字典的功能和初始值查看驅(qū)動(dòng)器手冊(cè)的描述。

數(shù)據(jù)字典的編號(hào)及功能是協(xié)議本身就確定好的，用戶只需按照數(shù)據(jù)字典的描述設(shè)置數(shù)據(jù)字典的bit位，所有的標(biāo)準(zhǔn)EtherCAT設(shè)備都使用一套數(shù)據(jù)字典。

松下A6B伺服驅(qū)動(dòng)器的EtherCAT相關(guān)說(shuō)明內(nèi)容可查看松下文檔《技術(shù)資料-EtherCAT通訊規(guī)格篇》。

EtherCAT初始化過(guò)程中必須進(jìn)行驅(qū)動(dòng)器PDO配置，“DRIVE_PROFILE”指令配置驅(qū)動(dòng)器的PDO列表，目前提供約20幾種配置選擇，每種配置包含哪些數(shù)據(jù)字典查看該指令說(shuō)明確認(rèn)，如下圖，具體內(nèi)容可以在《ZBasic編程手冊(cè)》中查看。

DRIVE_PROFILE=-1表示驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)置缺省PDO列表，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置PDO列表包含哪些數(shù)據(jù)字典需要查看驅(qū)動(dòng)器手冊(cè)。

DRIVE_PROFILE已有的配置不能滿足需求就自定義PDO，采用SDO相關(guān)指令操作數(shù)據(jù)字典配置驅(qū)動(dòng)器需要的PDO。

驅(qū)動(dòng)器的相關(guān)參數(shù)修改，同樣使用SDO指令讀寫(xiě)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)字典進(jìn)行配置或通過(guò)驅(qū)動(dòng)器軟件修改。SDO指令包含數(shù)據(jù)字典讀取“SDO_READ”、“SDO_READ_AXIS”和數(shù)據(jù)字典寫(xiě)入“SDO_WRITE”、“SDO_WRITE_AXIS”。

（1）數(shù)據(jù)字典讀取語(yǔ)法

SDO_READ (槽位號(hào), 設(shè)備編號(hào), 數(shù)據(jù)字典編號(hào), 數(shù)據(jù)字典子編號(hào), 數(shù)據(jù)類型, 讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)TABLE位置)

SDO_READ_AXIS (軸號(hào), 數(shù)據(jù)字典編號(hào), 數(shù)據(jù)字典子編號(hào), 數(shù)據(jù)類型, 讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)TABLE位置)

（2）數(shù)據(jù)字典寫(xiě)入語(yǔ)法

SDO_WRITE (槽位號(hào), 設(shè)備編號(hào), 數(shù)據(jù)字典編號(hào), 數(shù)據(jù)字典子編號(hào), 數(shù)據(jù)類型, 寫(xiě)入數(shù)據(jù)值)

SDO_WRITE_AXIS (軸號(hào), 數(shù)據(jù)字典編號(hào), 數(shù)據(jù)字典子編號(hào), 數(shù)據(jù)類型, 寫(xiě)入數(shù)據(jù)值)

自定義PDO的配置方法請(qǐng)咨詢正運(yùn)動(dòng)的銷售工程師或者技術(shù)工程師。

3.驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置

可使用驅(qū)動(dòng)器軟件修改，或控制器端操作SDO指令修改。修改驅(qū)動(dòng)器參數(shù)先連接驅(qū)動(dòng)器，可選USB線或WLAN連接驅(qū)動(dòng)器，使用USB線連接電腦與驅(qū)動(dòng)器端的X1端口，給驅(qū)動(dòng)器上電。

打開(kāi)松下驅(qū)動(dòng)器軟件PANATERM，彈出“選擇與驅(qū)動(dòng)器通信”窗口，選擇與驅(qū)動(dòng)器通過(guò)USB連接后，自動(dòng)獲取到驅(qū)動(dòng)器信息顯示在窗口內(nèi)，點(diǎn)擊OK連接成功，就能對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行設(shè)置。

點(diǎn)擊菜單欄“顯示”→“對(duì)象編輯器”，打開(kāi)如下窗口，找到需要設(shè)置的數(shù)據(jù)字典，在“Setting Value”一欄直接修改數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容。

修改完成將參數(shù)傳送給驅(qū)動(dòng)器，并寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器的EEPROM，驅(qū)動(dòng)器再次上電后參數(shù)生效。

例：設(shè)置UNITS脈沖當(dāng)量，即設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)一圈需要發(fā)送多少個(gè)脈沖。

SPEED速度、ACCEL加速度、DECEL減速度和運(yùn)動(dòng)指令等都是以UNITS為基本單位。

如上圖，通過(guò)數(shù)字字典6091h設(shè)置電子齒輪比，6091h-01h設(shè)置電子齒輪比分子，6091h-02h設(shè)置電子齒輪比分母，此時(shí)，電子齒輪比=1/1，6092h-01h設(shè)為10000表示給電機(jī)發(fā)10000個(gè)脈沖能使電機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈，對(duì)應(yīng)的脈沖當(dāng)量UNITS=10000，MOVE(2)表示給電機(jī)發(fā)送20000個(gè)脈沖，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)兩圈。

或者使用SDO指令讀寫(xiě)數(shù)據(jù)字典修改參數(shù)。修改完成使用驅(qū)動(dòng)器軟件讀取6092h-01h的值為10000。

示例：

SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6091,1,7,1) '電子齒輪比分子
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6091,2,7,1) '電子齒輪比分母
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6092,1,7,10000) '電機(jī)一圈脈沖數(shù)

4.驅(qū)動(dòng)器IO信號(hào)

若要使用驅(qū)動(dòng)器的IO口，才會(huì)涉及到驅(qū)動(dòng)器的IO映射操作，否則忽略。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生IO報(bào)警時(shí)，可根據(jù)驅(qū)動(dòng)器手冊(cè)的提示，修改IO的設(shè)定值。

驅(qū)動(dòng)器自身有輸入信號(hào)，作用為保護(hù)信號(hào)，默認(rèn)使能狀態(tài)，若不接入外部信號(hào)，驅(qū)動(dòng)器就會(huì)保護(hù)報(bào)錯(cuò)，調(diào)試階段可以關(guān)閉這些信號(hào)方便調(diào)試，將輸入值設(shè)置為0即可，需要使用驅(qū)動(dòng)器IO時(shí)要對(duì)驅(qū)動(dòng)器的IO編號(hào)映射后才能使用，后續(xù)根據(jù)實(shí)際需求接入實(shí)際信號(hào)。

點(diǎn)擊驅(qū)動(dòng)器軟件PANATERM主界面的“參數(shù)”按鈕打開(kāi)下方窗口，選中要修改的IO信號(hào)后，在“設(shè)定值”一欄修改。

驅(qū)動(dòng)器IO映射需要PDO包含數(shù)據(jù)字典60FDh，然后使用DRIVE_IO指令設(shè)置驅(qū)動(dòng)器IO地址，映射的編號(hào)范圍不要與總線上的其他設(shè)備的IO編號(hào)重復(fù)。

DRIVE_IO (軸號(hào))=輸入輸出IO起始編號(hào)。

示例：

DRIVE_PROFILE(iAxis) = 5 '設(shè)定對(duì)應(yīng)的帶IO映射的PDO模式
DRIVE_IO(iAxis) = i_IoNum '設(shè)定驅(qū)動(dòng)器輸入/輸出IO起始編號(hào)

5.參數(shù)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器

可使用驅(qū)動(dòng)器軟件修改，或控制器端操作SDO指令修改。

驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)字典參數(shù)或其他的參數(shù)設(shè)置完成后，先點(diǎn)擊“傳送”將修改的全部參數(shù)傳入驅(qū)動(dòng)器，再點(diǎn)擊EEP，將參數(shù)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器的EEPROM，給驅(qū)動(dòng)器重新上電后修改的參數(shù)生效，圖片上值修改了輸入?yún)?shù)，在上圖參數(shù)一覽中可參看多中類別的參數(shù)并修改。

6.驅(qū)動(dòng)器軸號(hào)映射

EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)備連上控制器之后，驅(qū)動(dòng)器軸號(hào)需要使用指令映射綁定。

EtherCAT總線上連接的設(shè)備的設(shè)備號(hào)按照連接順序從0開(kāi)始自動(dòng)編號(hào)，驅(qū)動(dòng)器編號(hào)也是按連接順序給驅(qū)動(dòng)器設(shè)備自動(dòng)從0開(kāi)始編號(hào)的，只算總線上的驅(qū)動(dòng)器設(shè)備，其他設(shè)備是沒(méi)有驅(qū)動(dòng)器編號(hào)的。

EtherCAT總線上連接的驅(qū)動(dòng)器需要使用指令映射驅(qū)動(dòng)器的軸號(hào)，使用AXIS_ADDRESS 指令映射，映射完成之后才能使用BASE指令選擇驅(qū)動(dòng)器軸號(hào)，發(fā)送脈沖，控制驅(qū)動(dòng)器所連的電機(jī)運(yùn)行。

軸映射寫(xiě)在總線初始化程序中，總線掃描之后，開(kāi)啟總線之前。

語(yǔ)法：AXIS_ADDRESS(軸號(hào))=(槽位號(hào)<<16)+驅(qū)動(dòng)器編號(hào)+1

EtherCAT總線的槽位號(hào)是0。軸號(hào)為驅(qū)動(dòng)器映射的目標(biāo)軸號(hào)，映射時(shí)每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的軸號(hào)不重復(fù)，指向空閑軸號(hào)即可。

示例：

AXIS_ADDRESS (6)=(0<<16)+0+1 '第一個(gè)ECAT驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器編號(hào)0，綁定為軸6
AXIS_ADDRESS (7)=(0<<16)+1+1 '第二個(gè)ECAT驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器編號(hào)1，綁定為軸7
AXIS_ADDRESS (8)=(0<<16)+2+1 '第三個(gè)ECAT驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器編號(hào)2，綁定為軸8
ATYPE(6)=65 '設(shè)置為ECAT軸類型，65-位置 66-速度 67-轉(zhuǎn)矩
ATYPE(7)=65
ATYPE(8)=65

7.驅(qū)動(dòng)器控制模式

EtherCAT驅(qū)動(dòng)器一般有三種控制模式，分別為CSP周期位置模式，CSV周期速度模式，CST周期力矩模式。提供ATYPE指令設(shè)置控制模式。

CSP，CSV，CST模式的設(shè)置需要預(yù)先設(shè)置PDO，PDO同時(shí)包含下方數(shù)據(jù)字典時(shí)，即可直接修改ATYPE數(shù)值進(jìn)行模式切換。驅(qū)動(dòng)器默認(rèn)PDO列表內(nèi)置有哪些數(shù)據(jù)字典需要查看驅(qū)動(dòng)器手冊(cè)確定。

（1）當(dāng)PDO包含607Ah時(shí)，ATYPE可設(shè)置為65，周期位置模式，此時(shí)使用運(yùn)動(dòng)指令控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)。

（2）當(dāng)PDO包含60FFh時(shí)，ATYPE可設(shè)置為66，周期速度模式，此時(shí)使用DAC指令控制電機(jī)以設(shè)置值的速度運(yùn)行，速度單位有兩個(gè)，脈沖數(shù)/S和R/MIN，有驅(qū)動(dòng)器確定，使用時(shí)先給較小的數(shù)值，觀察電機(jī)速度情況，再加大。

（3）當(dāng)PDO包含6071h時(shí)，ATYPE可設(shè)置為67，周期力矩模式，此時(shí)使用DAC指令控制電機(jī)以設(shè)置值的力矩運(yùn)行，DAC值范圍0-1000，對(duì)應(yīng)0-100%的6071設(shè)置值，比如DAC=10，此時(shí)電機(jī)力矩=1%的6071h值。

注意：速度模式和力矩模式切換時(shí)，先將DAC=0后，再修改ATYPE，防止出現(xiàn)事故。

A.位置模式：ATYPE=65

將DRIVE_PROFILE配置為帶位置的模式1，ATYPE=66，執(zhí)行總線初始化程序后，設(shè)置軸的UNITS、SPEED等運(yùn)行參數(shù)，使用運(yùn)動(dòng)指令給電機(jī)發(fā)脈沖控制軸的運(yùn)行，注意試運(yùn)行時(shí)SPEED的值不要設(shè)置過(guò)大。

位置模式也是實(shí)際過(guò)程中用的較多的一種模式，運(yùn)行效果參見(jiàn)后續(xù)章節(jié)。

B.速度模式：ATYPE=66

將DRIVE_PROFILE配置為帶速度的模式22，ATYPE=66，執(zhí)行總線初始化程序后，在線命令欄發(fā)送DAC指令即可控制電機(jī)運(yùn)行，如下圖，DAC=5000表示電機(jī)以每秒5000個(gè)脈沖的速度持續(xù)運(yùn)行，DAC命令發(fā)送后電機(jī)一直運(yùn)行，要提高運(yùn)行速度將DAC的值加大，DAC的值太小電機(jī)會(huì)克服不了摩擦力無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)。

注意：出于安全因素考慮，DAC不要設(shè)置過(guò)大，先設(shè)置一個(gè)較小值，觀察電機(jī)運(yùn)行情況后慢慢往上增加。此模式下停止電機(jī)在線命令發(fā)送DAC=0即可，或按下軟件的緊急停止按鈕。

C.力矩模式：ATYPE=67

將DRIVE_PROFILE配置為帶力矩的模式30，ATYPE=67，執(zhí)行總線初始化程序后，在線命令欄發(fā)送DAC指令即可控制電機(jī)運(yùn)行。如下圖，DAC=30，當(dāng)前驅(qū)動(dòng)器為0.03的力矩，DAC等于1000時(shí)表示100%力矩。要提高運(yùn)行速度將DAC的值加大，DAC的值太小電機(jī)會(huì)克服不了摩擦力無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)。

注意：出于安全因素考慮，DAC不要設(shè)置過(guò)大，先設(shè)置一個(gè)較小值，觀察電機(jī)運(yùn)行情況后慢慢往上增加。此模式下停止電機(jī)在線命令發(fā)送DAC=0即可，或按下軟件的緊急停止按鈕。

8.驅(qū)動(dòng)器報(bào)警

觀察驅(qū)動(dòng)器上LED面板上是否有報(bào)錯(cuò)信息，報(bào)錯(cuò)會(huì)顯示錯(cuò)誤碼，根據(jù)驅(qū)動(dòng)器手冊(cè)排查錯(cuò)誤，修正后將報(bào)警清零。

打開(kāi)驅(qū)動(dòng)器軟件的警報(bào)窗口，也能看當(dāng)前驅(qū)動(dòng)器是否有警報(bào)，或查詢歷史警報(bào)。

初始化過(guò)程中按軸號(hào)清除驅(qū)動(dòng)器的錯(cuò)誤，重復(fù)調(diào)用DRIVE_CLEAR指令清除多個(gè)驅(qū)動(dòng)器錯(cuò)誤。

語(yǔ)法：DRIVE_CLEAR(模式值)

模式值0-清除當(dāng)前告警，1-清除歷史告警，2-清除外部輸入告警。

示例：

BASE(i)
DRIVE_CLEAR(0) '清除驅(qū)動(dòng)器錯(cuò)誤
DELAY 50
DATUM(0) '清除控制器軸狀態(tài)錯(cuò)誤"
DELAY 100

9.驅(qū)動(dòng)器回零

EtherCAT總線可使用控制器提供的回零方式DATUM(mode)，mode模式值選擇查看ZBasic編程手冊(cè)的DATUM指令。EtherCAT總線也可以使用驅(qū)動(dòng)器本身的回零模式。

驅(qū)動(dòng)器本身回零使用DATUM(21,mode2)指令，mode2模式值要查驅(qū)動(dòng)器手冊(cè)數(shù)據(jù)字典6098h回零模式，如下圖所示，mode2填入對(duì)應(yīng)Value值，mode2缺省值為0，也是驅(qū)動(dòng)器回零模式，注意此時(shí)的原點(diǎn)限位等信號(hào)要接在驅(qū)動(dòng)器上，所以要使用驅(qū)動(dòng)器回零時(shí)需要對(duì)驅(qū)動(dòng)器的IO進(jìn)行映射。

示例：初始化完成后再運(yùn)行驅(qū)動(dòng)器回零程序。

BASE(iAxis) '按驅(qū)動(dòng)器軸號(hào)逐個(gè)回零
AXIS_STOPREASON = 0
SPEED = 100 '回零速度
CREEP = 10 '反找速度
ACCEL = 1000
DATUM(21,2) '驅(qū)動(dòng)器回零模式value=2
WAIT IDLE
IF AXIS_STOPREASON = 0 THEN
?"回零成功"
ELSE
?"回零失敗" ,"停止原因：",AXIS_STOPREASON,"狀態(tài)字0X",HEX(DRIVE_STATUS)
ENDIF

10.EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置說(shuō)明

https://live.csdn.net/v/231029

五、EtherCAT總線初始化

EtherCAT總線初始化操作是控制器與EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)器通訊的重要步驟，也是第一步，初始化成功表示著二者成功建立了通訊連接，之后才可順利進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制和讀寫(xiě)驅(qū)動(dòng)的參數(shù)。

1.初始化基本流程

按照前面的步驟接好線，給EtherCAT伺服驅(qū)動(dòng)器和控制器上電，使用ZDevelop軟件連接控制器，EtherCAT總線使用一段程序來(lái)初始化，將初始化程序下載到控制器運(yùn)行之后，才能設(shè)置軸參數(shù)和執(zhí)行運(yùn)動(dòng)指令控制伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。

初始化程序中包含WDOG=1開(kāi)總使能，和AXIS_ENABLE(軸號(hào)) = 1開(kāi)單軸使能，使能前用手可以轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)擊，使能完成后便旋轉(zhuǎn)不動(dòng)，需要給電機(jī)發(fā)送脈沖才能使其轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.初始化模板程序

（1）主要初始化程序

'用戶使用的時(shí)候只需要設(shè)置程序頭的四個(gè)常量的值即可。程序其他地方不用改動(dòng)。分別設(shè)置起始的脈沖軸號(hào)，和使用的脈沖軸個(gè)數(shù)，總線軸的起始映射軸號(hào)，和總線軸的個(gè)數(shù)。
'****************ECAT總線初始化
global CONST PUL_AxisStart = 0 '本地脈沖軸起始軸號(hào)
global CONST PUL_AxisNum = 0 '本地脈沖軸軸數(shù)量
global CONST Bus_AxisStart = 0 '總線軸起始軸號(hào)
global CONST Bus_NodeNum = 1 '總線配置節(jié)點(diǎn)數(shù)量,用于判斷實(shí)際檢測(cè)到的從站數(shù)量是否一致
global CONST BUS_TYPE = 0 '總線類型?？捎糜谏衔粰C(jī)區(qū)分當(dāng)前總線類型
global CONST Bus_Slot = 0 '槽位號(hào)0（單總線控制器缺省0）
global MAX_AXISNUM '最大軸數(shù)
MAX_AXISNUM = SYS_ZFEATURE(0)
global Bus_InitStatus '總線初始化完成狀態(tài)
Bus_InitStatus = -1
global Bus_TotalAxisnum '檢查掃描的總軸數(shù)
delay(3000) '延時(shí)3S等待驅(qū)動(dòng)器上電，不同驅(qū)動(dòng)器自身上電時(shí)間不同，具體根據(jù)驅(qū)動(dòng)器調(diào)整延時(shí)
?"總線通訊周期：",SERVO_PERIOD,"us"
Ecat_Init() '初始化ECAT總線
while (Bus_InitStatus = 0)
Ecat_Init()
wend
END
'************************ECAT總線初始****************************************
'初始流程: slot_scan（掃描總線） -> 從站節(jié)點(diǎn)映射軸/io -> SLOT_START（啟動(dòng)總線） -> 初始化成功
'****************************************************************************
global sub Ecat_Init()
local Node_Num,Temp_Axis,Drive_Vender,Drive_Device,Drive_Alias
RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
for i=0 to MAX_AXISNUM - 1 '初始化還原軸類型
AXIS_ENABLE(i) = 0
atype(i)=0
AXIS_ADDRESS(i) =0
DELAY(10) '防止所有驅(qū)動(dòng)器全部同時(shí)切換使能導(dǎo)致瞬間電流過(guò)大
next
Bus_InitStatus = -1
SLOT_STOP(Bus_Slot)
delay(200) '延時(shí)時(shí)間可以按需調(diào)整,確保驅(qū)動(dòng)器已上電可以等待EtherCAT到位
slot_scan(Bus_Slot) '掃描總線
if return then
?"總線掃描成功","連接從站設(shè)備數(shù)："NODE_COUNT(Bus_Slot)
if NODE_COUNT(Bus_Slot) <> Bus_NodeNum then '判斷總線檢測(cè)數(shù)量是否為實(shí)際接線數(shù)量
?""
?"掃描節(jié)點(diǎn)數(shù)量與程序配置數(shù)量不一致!" ,"配置數(shù)量:"Bus_NodeNum,"檢測(cè)數(shù)量："NODE_COUNT(Bus_Slot)
Bus_InitStatus = 0 '初始化失敗。報(bào)警提示
'return
endif
'"開(kāi)始映射軸號(hào)"
for Node_Num=0 to NODE_COUNT(Bus_Slot)-1 '遍歷掃描到的所有從站節(jié)點(diǎn)
Drive_Vender = NODE_INFO(Bus_Slot,Node_Num,0) '讀取驅(qū)動(dòng)器廠商
Drive_Device = NODE_INFO(Bus_Slot,Node_Num,1) '讀取設(shè)備編號(hào)
Drive_Alias = NODE_INFO(Bus_Slot,Node_Num,3) '讀取設(shè)備撥碼ID
if NODE_AXIS_COUNT(Bus_Slot,Node_Num) <> 0 then '判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否有電機(jī)
for j=0 to NODE_AXIS_COUNT(Bus_Slot,Node_Num)-1 '根據(jù)節(jié)點(diǎn)帶的電機(jī)數(shù)量循環(huán)配置軸參數(shù)(針對(duì)一拖多驅(qū)動(dòng)器)
Temp_Axis = Bus_AxisStart + Bus_TotalAxisnum '軸號(hào)按NODE順序分配
'Temp_Axis = Drive_Alias '軸號(hào)按驅(qū)動(dòng)器設(shè)定的撥碼分配（一拖多需要特殊處理）
base(Temp_Axis)
AXIS_ADDRESS(Temp_Axis)= (Bus_Slot<<16)+ Bus_TotalAxisnum + 1 '映射軸號(hào)
ATYPE=65 '設(shè)置控制模式 65-位置 66-速度 67-轉(zhuǎn)矩
DRIVE_PROFILE=-1 '配置為驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置PDO列表，可改為1，-1,等參數(shù) '配置為驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置PDO列表
' Sub_SetDriverIo(Drive_Vender,Temp_Axis,128 + 32*Temp_Axis) '映射驅(qū)動(dòng)器IO IO映射到控制器IO32-以后每個(gè)驅(qū)動(dòng)器間隔32點(diǎn)
' Sub_SetNodePara(Node_Num,Drive_Vender,Drive_Device,j) '設(shè)置特殊總線參數(shù)
disable_group(Temp_Axis) '每軸單獨(dú)分組
Bus_TotalAxisnum=Bus_TotalAxisnum+1 '總軸數(shù)+1
next
else 'IO擴(kuò)展模塊
Sub_SetNodeIo(Node_Num,Drive_Vender,Drive_Device,1024 + 32*Node_Num) '映射擴(kuò)展模塊IO
endif
next
?"軸號(hào)映射完成","連接總軸數(shù)："Bus_TotalAxisnum
delay(200)
SLOT_START(Bus_Slot) '啟動(dòng)總線
if return then
'?"開(kāi)始清除驅(qū)動(dòng)器錯(cuò)誤"
for i= Bus_AxisStart to Bus_AxisStart + Bus_TotalAxisnum - 1
BASE(i)
DRIVE_CLEAR(0)
DELAY 50
'?"驅(qū)動(dòng)器錯(cuò)誤清除完成"
datum(0) '清除控制器軸狀態(tài)錯(cuò)誤"
wa 100
wdog=1 '使能總開(kāi)關(guān)
'"軸使能"
AXIS_ENABLE=1
next
Bus_InitStatus = 1
?"軸使能完成"
'本地脈沖軸配置
for i = 0 to PUL_AxisNum - 1
base(PUL_AxisStart + i)
AXIS_ADDRESS = (-1<<16) + i
ATYPE = 4
next
?"總線開(kāi)啟成功"
else
?"總線開(kāi)啟失敗"
Bus_InitStatus = 0
endif
else
?"總線掃描失敗"
Bus_InitStatus = 0
endif
end sub

（2）驅(qū)動(dòng)器IO映射（需要使用驅(qū)動(dòng)器IO時(shí)才映射，否則不用映射）

' ************************總線驅(qū)動(dòng)IO映射**************************************
'通過(guò)DRIVE_IO指令映射驅(qū)動(dòng)器對(duì)象字典中60FD,60FE輸入輸出狀態(tài)，要設(shè)置正確的DRIVE_PROFILEE或者POD后才可以正常映射
'DRIVE_PROFILE模式包含60FD/60FE
'iAxis - 軸號(hào) iVender - 驅(qū)動(dòng)器類型 i_IoNum - 輸入輸出起始編號(hào)
' **************************************************************************
global sub Sub_SetDriverIo(iVender,Iaxis,i_IoNum)
if iVender = $66f then '松下驅(qū)動(dòng)器
DRIVE_PROFILE(iAxis) = 5 '設(shè)定對(duì)應(yīng)的帶IO映射的PDO模式
DRIVE_IO(iAxis) = i_IoNum
REV_IN(iAxis) = i_IoNum '負(fù)限位應(yīng)60FD BIT0
FWD_IN(iAxis) = i_IoNum + 1 '正限位先對(duì)應(yīng)60FD BIT1
DATUM_IN(iAxis) = i_IoNum + 2 '原點(diǎn)先對(duì)應(yīng)60FD BIT2
INVERT_IN(i_IoNum,ON) '特殊信號(hào)有效電平反轉(zhuǎn)
INVERT_IN(i_IoNum + 1,ON)
INVERT_IN(i_IoNum + 2,ON)
endif
end sub

（3）擴(kuò)展模塊IO映射（連接了擴(kuò)展模塊才設(shè)置）

' ***********************總線IO擴(kuò)展模塊映射**************************************
'通過(guò)NODE_IO(Bus_Slot,Node_Num)分配模塊IO起始地址
' *******************************************************************************
global sub Sub_SetNodeIo(iNode,iVender,iDevice,i_IoNum)
if iVender = $41B and iDevice = $130 then '正運(yùn)動(dòng)EIO1616MT
NODE_IO(Bus_Slot,iNode) = i_IoNum
endif
end sub

（4）特殊參數(shù)配置

' ********************************從站節(jié)點(diǎn)特殊參數(shù)配置********************************
'通過(guò)SDO方式修改對(duì)應(yīng)對(duì)象字典的值修改從站參數(shù)(具體對(duì)象字典查看驅(qū)動(dòng)器手冊(cè))
' ******************************************************************************************************
global sub Sub_SetNodePara(iNode,iVender,iDevice,Iaxis)
if iVender = $41B and iDevice = $1ab0 then '正運(yùn)動(dòng)24088脈沖擴(kuò)展軸
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6011+Iaxis*$800,0,5,4) '設(shè)置擴(kuò)展脈沖軸ATYPE類型
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6012+Iaxis*$800,0,6,0) '設(shè)置擴(kuò)展脈沖軸INVERT_STEP脈沖輸出模式
NODE_IO(Bus_Slot,iNode) = 32 + 32*iNode '設(shè)置240808上IO的起始映射地址
elseif iVender = $66f then '松下驅(qū)動(dòng)器
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$3741,0,3,0) '以撥碼為ID
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$3401,0,4,$10101) '正限位電平 $818181
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$3402,0,4,$20202) '負(fù)限位電平 $828282
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6091,1,7,1) '電子齒輪比分子
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6091,2,7,1) '電子齒輪比分母
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6092,1,7,10000) '電機(jī)一圈脈沖數(shù)
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$607E,0,5,0) '電機(jī)正轉(zhuǎn)0 反轉(zhuǎn)224
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6085,0,7,4290000000) '異常減速度
'SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$1010,1,7,$65766173) '寫(xiě)EPPROM(寫(xiě)EPPROM后驅(qū)動(dòng)器需要重新上電)
'?"寫(xiě)EPPR0M OK 請(qǐng)斷電重啟"
endif
end sub

EtherCAT初始化成功后會(huì)打印信息提示，如下。若初始化失敗也會(huì)打印信息提示。

3.總線節(jié)點(diǎn)狀態(tài)查看

EtherCAT總線上連接的設(shè)備信息有如下三種查看方法。查看總線狀態(tài)的前提是初始化操作成功，否則無(wú)法查看。

（1）在菜單欄“控制器”→“控制器狀態(tài)”窗口查看“槽位0節(jié)點(diǎn)”。

（2）在菜單欄“調(diào)試”→“總線狀態(tài)診斷”打開(kāi)如下窗口查看控制器總線槽位接口的設(shè)備信息。

（3）還可以通過(guò)在線命令發(fā)送“?*EtherCAT”打印EtherCAT總線上的全部設(shè)備信息。

4.EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)器控制效果

初始化成功后，將各個(gè)總線軸依此回零，配置好軸參數(shù)之后，就可以使用指令讓總線軸按需求動(dòng)作。

在程序中寫(xiě)入運(yùn)動(dòng)指令、在線命令發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令或使用“手動(dòng)運(yùn)動(dòng)”窗口控制電機(jī)運(yùn)行。

示波器采集軸參數(shù)波形：

使用“手動(dòng)運(yùn)動(dòng)”功能快速手動(dòng)操作電機(jī)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)前先設(shè)置左側(cè)軸參數(shù)。

5.EtherCAT總線初始化演示

本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)型EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器(十)：EtherCAT總線快速入門(mén)，就分享到這里。

審核編輯：湯梓紅