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运动控制卡/运动控制器的ZCAN总线ZMIO310扩展模块使用

时间:2024-04-11 10:40:59来源:深圳市正运动技术有限公司

导语:​本节课程主要分为八个部分给大家讲解ZCAN扩展模块的使用,分别是:一、ZMIO310系列扩展模块介绍

  本节课程主要分为八个部分给大家讲解ZCAN扩展模块的使用,分别是:一、ZMIO310系列扩展模块介绍

  二、ZMIO310-CAN通讯模块的接线

  三、ZMIO310-CAN通讯模块介绍及拨码开关设置

  四、ZMIO310子模块接线参考

  五、ZMIO310-CAN扩展模块功能验证

  六、ZMIO310-CAN扩展模块模拟量量程修改

  七、ZMIO扩展模块常见问题分析

  八、ZMIO扩展模块相关指令说明

  ZMC408CE硬件介绍

  ZMC408CE是正运动推出的一款多轴高性能EtherCAT总线运动控制器,具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盘等通讯接口,ZMC系列运动控制器可应用于各种需要脱机或联机运行的场合。

运动控制

  ZMC408CE支持8轴运动控制,最多可扩展至32轴,支持直线插补、任意圆弧插补、空间圆弧、螺旋插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随等功能。ZMC408CE支持PLC、Basic、HMI组态三种编程方式。PC上位机API编程支持C#、C++、LabVIEW、Matlab、Qt、Linux、VB.Net、Python等接口。

运动控制

  ZMC408CE支持8轴运动控制,可采用脉冲轴(带编码器反馈)或EtherCAT总线轴,通用IO包含24路输入口和16路输出口,部分IO为高速IO,模拟量AD/DA各两路,EtherCAT最快125us的刷新周期。ZMC408CE支持8个通道的硬件比较输出、硬件定时器、运动中精准输出,还支持8通道PWM输出,对应的输出口为OUT0-7,支持8个通道同时触发硬件比较输出。

  01、ZMIO310系列扩展模块

  ZMIO310系列扩展模块是立式总线扩展模块,可支持EtherCAT和CAN两种总线方式扩展数字量IO、模拟量AD和DA。

       当控制器本体的IO、AD和DA等资源不够时,可以通过耦合器模块(ECAT、CAN通讯模块)搭配其他扩展子模块进行扩展;子模块包含数字量输入口DI、数字量输出口DO、模拟量输入口AD、模拟量输出口DA模块。

       ZMIO310-CAN通讯模块最多可扩展16个子模块(支持混合扩展),其中可扩展的DI、DO、AD和DA子模块最大数量分别为6个、6个、3个、3个;实际数量还要根据各模块功耗进行限定。例如:扩展6个DO、6个DI和3个AD后就只能再扩展1个DA。

       耦合器和子模块分类如下:

运动控制

  今天主要介绍ZMIO310-CAN搭配子模块的使用,与控制器连接的系统框图如下:

运动控制

  02、ZMIO310-CAN通讯模块的接线

运动控制

  1、CAN总线上连接了多个ZMIO310-CAN通讯模块时,将全部CAN模块的CANL和CANH端分别接到一起(CANL接CANL、CANH接CANH)。

       2、在CAN总线最两端接口各并接一个120欧的终端电阻,匹配电路阻抗,保证通讯稳定性。即控制器端需要在CANL和CANH之间并联接入一个120欧电阻,还有最后一个ZMIO310-CAN通讯模块的拨码开关第八位拨为ON(表示在最后ZMIO310-CAN通讯模块的CANL与CANH端口之间并联接入一个120欧姆的电阻)。

       3、通讯线推荐使用双绞屏蔽线,屏蔽层需可靠接地。

运动控制

  4、要保证控制器的主电源的公共端和ZMIO310-CAN通讯模块的电源的公共端接到一起(俗称“共零”),以防止CAN芯片烧坏;5、此扩展模块采用双电源供电,即耦合器模块(ZMIO310-CAN通讯模块)采用一个电源,扩展子模块采用另一个电源(在电源功率足够的情况下,子模块可使用同一个电源供电,但不可与耦合器模块使用同一个电源)。

  6、布线还要注意强电和弱电布线要拉开距离,建议20cm以上。

  03、ZMIO310-CAN通讯模块介绍及拨码开关设置

运动控制

  8个拨码开关的含义如下

  1、拨码1-4:4位拨码开关用于ZMIO310-CAN扩展模块IO口等起始地址的映射,4位二进制位组合值对应值范围0-15;组合值=(拨码4)×8+(拨码3)×4+(拨码2)×2+(拨码1)。

运动控制

  控制器根据ZMIO310-CAN通讯模块的拨码地址来设定对应扩展模块的IO起始地址及AD与DA的起始地址。模拟量AD起始IO映射编号从8开始,按8的倍数递增。模拟量DA起始IO映射编号从4开始,按4的倍数递增。

  不同拨码ID对应模拟量AD/DA编号分配情况如下表。

运动控制

  2、拨码5-6:CAN通讯速度,组合值对应值范围0-3,可选四种不同的速度,一般CAN通讯速度默认即可,干扰严重可以降低CAN的通讯速度,同时需要通过控制器端通过CANIO_ADDRESS指令来修改控制器端(主端)的CAN通讯速度与ZMIO310-CAN通讯模块一致才可以正常通讯。

  速度组合值=(拨码6)×2+(拨码5)×1,组合值范围 0-3。对应的通讯速度如下表所示。

运动控制

  3、拨码7:特殊功能预留。

  4、4、拨码8:120欧电阻,拨ON表示CANL和CANH间并联接入一个120欧电阻,连接了多个ZMIO310-CAN通讯模块时只需要把最后一个ZMIO310-CAN通讯模块的第8位拨为ON即可。#注意:

  拨码开关要注意设置,可能出厂的时候拨码开关全部处于ON的状态。

  拨码开关必须在上电之前拨好,上电后重新拨码无效,需再次上电才生效,还有ZMIO310-CAN通讯模块连接扩展子模块,也不支持热插拔。

  拨码开关的设置

  1、CAN地址拨码,要求整个控制系统的IO编号不得重复,控制器端本地IO地址的范围可以通过RTSys软件点击【控制器】→【控制器状态】→【Zcan节点】查看相关信息。

运动控制

  上图是ZMC432控制器的本地数字量IO与模拟量IO的分布情况,针对扩展数字量IO的ZMIO310-CAN扩展模块。我们需要要求ZMIO310-CAN扩展模块的IO起始地址要大于输入口编号的最大值29,同时大于输出口编号的最大值17,查数字量IO组合值对照表得ZMIO310-CAN通讯模块的地址拨码的组合值要大于等于1。2、CAN通讯速度:一般使用默认速度即可,都拨到OFF。3、特殊功能预留,一般拨到OFF。

  4、最后一个ZMIO310-CAN通讯模块第8位要拨到ON。

  04、ZMIO310子模块接线参考

  ZMIO310-16DI数字量输入子模块接线参考

  1、输入端口NPN型接线参考:

运动控制

  2、输入端口PNP型接线参考:

运动控制

  ZMIO310-16DO/DOP数字量输出子模块接线参考

  1、输出端口NPN型接线参考:

运动控制

  2、输出端口PNP型接线参考:

运动控制

  ZMIO310-4AD模拟量输入子模块接线参考

  1、电压输入端口接线示意图:

运动控制

  2、电流输入端口接线示意图:

运动控制

  ZMIO310-4DA模拟量输出子模块接线参考

  1、电压输出端口接线示意图:

运动控制

  2、电流输出端口接线示意图:

运动控制

  05、ZMIO310-CAN扩展模块功能验证

  1、断电重启后,观察ZMIO310-CAN通讯模块的ERR灯是否熄灭,扩展模块如果和主端控制器正常通讯上的话,ZMIO310-CAN通讯模块的灯应该是POW[亮]、RUN[亮]、ERR[灭]。

运动控制

  2、通过RTSys软件点击【控制器】→【控制器状态】→【Zcan节点】可查看到ZMIO310-CAN扩展模块的IO起始编号等信息。

运动控制

  3、ZMIO310-CAN扩展模块IO口监控。

  RTSys软件点击【工具】→【输入口/输出口】→【IO选择】,即可监控对应IO口的IO信息。

运动控制

  5、ZMIO310-CAN扩展模块模拟量的监控。RTSys软件点击【工具】→【AD/DA】,即可监控对应的模拟量输入输出口的相关信息。ZMIO310的模拟量输入输出子模块是16位的,所以扩展模块的最大刻度值要手动选择65535,模拟量输入口悬空是会显示一定的数值,这是芯片固有特性,通常无需特别关注。若对此较为敏感,可考虑接入模拟量的地以观察效果。

运动控制

  06、ZMIO310-CAN扩展模块模拟量量程修改

  ZMIO310-CAN通讯模块可以读写模拟量的量程,具体指令如下:写:CANIO_INFO(canid,17, moduleid)=量程类型编号读:?CANIO_INFO(canid,17, moduleid)参数说明:

  canid:扩展模块的拨码ID(既拨码1-4的组合值)。

  moduleid:从耦合器后面接的第一个扩展子模块算起,子模块地址按接入耦合器的顺序,从0依次编号。

  ZMIO310的模拟量输入输出有以下模式可以选择,量程类型如下:

运动控制

  通过RTSys软件在线命令下发即可设置,同时通过RTSys软件的在线命令也可以查询当前子模块的模拟量量程信息。

运动控制

  07、ZMIO扩展模块常见问题分析

  1、CAN扩展模块的POW[亮]、RUN[亮]、ERR[亮]和控制器通讯不上,RTSys软件在【控制器】→【控制器状态】→【Zcan节点】界面也看不到扩展模块的信息。

       A.参考第二节的接线内容,排查接线是否正常,通过万用表排查导线是否良好会不会有接触不良的情况,导线是否使用双绞屏蔽线,屏蔽层可靠接地,扩展板是否使用双电源供电。

      B.控制器端是否接120欧电阻,最后面一个扩展模块拨码开关8是否拨到ON。

      C.拨码开关是否设置正确,没有和本体及其他扩展模块有IO地址的冲突。

       D.是否存在干扰源,把控制器和扩展模块的所有IO端子及轴接口等其他接线端子排都拔下来,其他无关的设备先断电,然后断电重启看看是否可以通讯上。

       E.控制器的CAN是否是主端模式(CANIO_ADDRESS的bit5有被置1,例如:CANIO_ADDRESS=32),CAN通讯的波特率和扩展模块是否一致。

运动控制

  F.考虑硬件是否烧坏,替换控制器及扩展模块测试查看。

  2、扩展模块有一些IO响应正常,有一些IO响应异常。

  通过RTSys软件点击【控制器】→【控制器状态】→【Zcan节点】可查看到各个ZCAN扩展模块的IO编号范围是否有冲突。存在IO冲突的话可通过前四位拨码开关重新设置拨码值,重新上电重启。

  3、扩展模块的模拟量输出值读取不到。

  A.检查DA模块的电源正极(E+24V)和电源负极(EGND)有连接,给子模块供电。接线参考四章节的ZMIO310-4DA模拟量输出子模块接线图。B.可以通过RTSys软件在线命令栏发送"?CANIO_INFO"读取当前模拟量子模块的模式或量程是否满足测试需求,如不满足可通过CANIO_INFO指令修改模拟量子模块的模式或量程。

  08、ZMIO扩展模块相关指令说明

  1、CANIO_ADDRESS -- CAN通讯设置

运动控制

  2、CANIO_INFO -- CAN扩展板信息

运动控制

  3、CANIO_ENABLE -- CAN使能

运动控制

  本次,正运动技术运动控制卡/运动控制器的ZCAN总线ZMIO310扩展模块的使用,就分享到这里。

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标签: 运动控制

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