|
本節課程主要分為八個部分給大家講解ZCAN擴展模塊的使用，分別是：
一、ZMIO310系列擴展模塊介紹
二、ZMIO310-CAN通訊模塊的接線
三、ZMIO310-CAN通訊模塊介紹及撥碼開關設置
四、ZMIO310子模塊接線參考
五、ZMIO310-CAN擴展模塊功能驗證
六、ZMIO310-CAN擴展模塊模擬量量程修改
七、ZMIO擴展模塊常見問題分析
八、ZMIO擴展模塊相關指令說明
ZMC408CE硬件介紹
ZMC408CE是正運動推出的一款多軸高性能EtherCAT總線運動控制器，具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盤等通訊接口，ZMC系列運動控制器可應用于各種需要脫機或聯機運行的場合。
ZMC408CE支持8軸運動控制，最多可擴展至32軸，支持直線插補、任意圓弧插補、空間圓弧、螺旋插補、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨等功能。
ZMC408CE支持PLC、Basic、HMI組態三種編程方式。PC上位機API編程支持C#、C++、LabVIEW、Matlab、Qt、Linux、VB.Net、Python等接口。
ZMC408CE支持8軸運動控制，可采用脈沖軸（帶編碼器反饋）或EtherCAT總線軸，通用IO包含24路輸入口和16路輸出口，部分IO為高速IO，模擬量AD/DA各兩路，EtherCAT最快125us的刷新周期。
ZMC408CE支持8個通道的硬件比較輸出、硬件定時器、運動中精準輸出，還支持8通道PWM輸出，對應的輸出口為OUT0-7，支持8個通道同時觸發硬件比較輸出。
01 ZMIO310系列擴展模塊
ZMIO310系列擴展模塊是立式總線擴展模塊，可支持EtherCAT和CAN兩種總線方式擴展數字量IO、模擬量AD和DA。
當控制器本體的IO、AD和DA等資源不夠時，可以通過耦合器模塊（ECAT、CAN通訊模塊）搭配其他擴展子模塊進行擴展； 子模塊包含數字量輸入口DI、數字量輸出口DO、模擬量輸入口AD、模擬量輸出口DA模塊。
ZMIO310-CAN通訊模塊最多可擴展16個子模塊（支持混合擴展），其中可擴展的DI、DO、AD和DA子模塊最大數量分別為6個、6個、3個、3個；實際數量還要根據各模塊功耗進行限定。 例如：擴展6個DO、6個DI和3個AD后就只能再擴展1個DA。
耦合器和子模塊分類如下：
今天主要介紹ZMIO310-CAN搭配子模塊的使用，與控制器連接的系統框圖如下：
02 ZMIO310-CAN通訊模塊的接線
1、 CAN總線上連接了多個ZMIO310-CAN通訊模塊時，將全部CAN模塊的CANL和CANH端分別接到一起（CANL接CANL、CANH接CANH）。
2、在CAN總線最兩端接口各并接一個120歐的終端電阻，匹配電路阻抗，保證通訊穩定性。即控制器端需要在CANL和CANH之間并聯接入一個120歐電阻，還有最后一個ZMIO310-CAN通訊模塊需要把【撥碼開關8】撥到ON來表示并入一個120歐姆的電阻。
3、通訊線推薦使用雙絞屏蔽線，屏蔽層需可靠接地。
4、要保證控制器的主電源的公共端和ZMIO310-CAN通訊模塊的電源的公共端接到一起（俗稱“共零”），以防止CAN芯片燒壞；
5、此擴展模塊采用雙電源供電，即耦合器模塊（ZMIO310-CAN通訊模塊）采用一個電源，擴展子模塊采用另一個電源（在電源功率足夠的情況下，子模塊可使用同一個電源供電，但不可與耦合器模塊使用同一個電源）。
6、布線還要注意強電和弱電布線要拉開距離，建議20cm以上。
03 ZMIO310-CAN通訊模塊介紹及撥碼開關設置
8個撥碼開關的含義如下
1、撥碼1-4：4位撥碼開關用于ZMIO310-CAN擴展模塊IO口等起始地址的映射，4位二進制位組合值對應值范圍0-15； 組合值=( 撥碼4)×8+(撥碼3)×4+(撥碼2)×2+（撥碼1)。
控制器根據ZMIO310-CAN通訊模塊的撥碼地址來設定對應擴展模塊的IO起始地址及AD與DA的起始地址。模擬量AD起始IO映射編號從8開始，按8的倍數遞增。模擬量DA起始 IO 映射編號從4開始，按4的倍數遞增。
不同撥碼ID對應模擬量AD/DA 編號分配情況如下表。
2、撥碼5-6：CAN通訊速度，組合值對應值范圍0-3，可選四種不同的速度，一般CAN通訊速度默認即可，干擾嚴重可以降低CAN的通訊速度，同時需要通過控制器端通過CANIO_ADDRESS指令來修改控制器端（主端）的CAN通訊速度與ZMIO310-CAN通訊模塊一致才可以正常通訊。
速度組合值=(撥碼6)×2+(撥碼5)×1，組合值范圍 0-3。
對應的通訊速度如下表所示。
3、撥碼7：特殊功能預留。
4、撥碼8：120歐電阻，撥ON表示CANL和CANH間并聯接入一個120歐電阻，連接了多個ZMIO310-CAN通訊模塊時只需要把最后一個ZMIO310-CAN通訊模塊的第8位撥為ON即可。
#注意：
撥碼開關要注意設置，可能出廠的時候撥碼開關全部處于ON的狀態。
撥碼開關必須在上電之前撥好，上電后重新撥碼無效，需再次上電才生效，還有ZMIO310-CAN通訊模塊連接擴展子模塊，也不支持熱插拔。
撥碼開關的設置
1、CAN地址撥碼，要求整個控制系統的IO編號不得重復，控制器端本地IO地址的范圍可以通過RTSys軟件點擊【控制器】→【控制器狀態】→【Zcan節點】查看相關信息。
上圖是ZMC432控制器的本地數字量IO與模擬量IO的分布情況，針對擴展數字量IO的ZMIO310-CAN擴展模塊。 我們需要要求ZMIO310-CAN擴展模塊的IO起始地址要大于輸入口編號的最大值29，同時大于輸出口編號的最大值17，查數字量IO組合值對照表得ZMIO310-CAN通訊模塊的地址撥碼的組合值要大于等于1。
2、CAN通訊速度：一般使用默認速度即可，都撥到OFF。
3、特殊功能預留，一般撥到OFF。
4、最后一個ZMIO310-CAN通訊模塊第8位要撥到ON。
04 ZMIO310子模塊接線參考
ZMIO310-16DI數字量輸入子模塊接線參考
1、輸入端口NPN型接線參考：
2、輸入端口PNP型接線參考：
ZMIO310-16DO/DOP數字量輸出子模塊接線參考
1、輸出端口NPN型接線參考：
2、輸出端口PNP型接線參考：
ZMIO310-4AD模擬量輸入子模塊接線參考
1、電壓輸入端口接線示意圖：
2、電流輸入端口接線示意圖：
ZMIO310-4DA模擬量輸出子模塊接線參考
1、電壓輸出端口接線示意圖：
2、電流輸出端口接線示意圖：
05 ZMIO310-CAN擴展模塊功能驗證
1、 斷電重啟后，觀察ZMIO310-CAN通訊模塊的ERR燈是否熄滅，擴展模塊如果和主端控制器正常通訊上的話，ZMIO310-CAN通訊模塊的燈應該是POW[亮]、RUN[亮]、ERR[滅]。
2、 通過RTSys軟件點擊【控制器】→【控制器狀態】→【Zcan節點】可查看到ZMIO310-CAN擴展模塊的IO起始編號等信息。
3、ZMIO310-CAN擴展模塊IO口監控。
RTSys軟件點擊【工具】→【輸入口/輸出口】→【IO選擇】，即可監控對應IO口的IO信息。
4、ZMIO310-CAN擴展模塊模擬量的監控。
RTSys軟件點擊【工具】→【AD/DA】，即可監控對應的模擬量輸入輸出口的相關信息。
ZMIO310的模擬量輸入輸出子模塊是16位的，所以擴展模塊的最大刻度值要手動選擇65535，模擬量輸入口懸空是會顯示一定的數值， 這是芯片固有特性，通常無需特別關注。若對此較為敏感，可考慮接入模擬量的地以觀察效果。
06 ZMIO310-CAN擴展模塊模擬量量程修改
ZMIO310-CAN通訊模塊可以讀寫模擬量的量程，具體指令如下：
寫：CANIO_INFO(canid,17, moduleid)=量程類型編號
讀：?CANIO_INFO(canid,17, moduleid)
參數說明：
canid： 擴展模塊的撥碼ID（既撥碼1-4的組合值）。
moduleid： 從耦合器后面接的第一個擴展子模塊算起， 子模塊地址按接入耦合器的順序，從0依次編號。
ZMIO310的模擬量輸入輸出有以下模式可以選擇，量程類型如下：
通過RTSys軟件在線命令下發即可設置，同時通過RTSys軟件的在線命令也可以查詢當前子模塊的模擬量量程信息。
07 ZMIO擴展模塊常見問題分析
1、 CAN擴展模塊的POW[亮]、RUN[亮]、ERR[亮]和控制器通訊不上，RTSys軟件在【控制器】→【控制器狀態】→【Zcan節點】界面也看不到擴展模塊的信息。
A.參考第二節的接線內容，排查接線是否正常，通過萬用表排查導線是否良好會不會有接觸不良的情況，導線是否使用雙絞屏蔽線，屏蔽層可靠接地，擴展板是否使用雙電源供電。
B. 控制器端是否接120歐電阻，最后面一個擴展模塊撥碼開關8是否撥到ON。
C. 撥碼開關是否設置正確，沒有和本體及其他擴展模塊有IO地址的沖突。
D. 是否存在干擾源，把控制器和擴展模塊的所有IO端子及軸接口等其他接線端子排都拔下來，其他無關的設備先斷電，然后斷電重啟看看是否可以通訊上。
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通訊的波特率和擴展模塊是否一致。
F.考慮硬件是否燒壞，替換控制器及擴展模塊測試查看。
2、 擴展模塊有一些IO響應正常，有一些IO響應異常。
通過RTSys軟件點擊【控制器】→【控制器狀態】→【Zcan節點】可查看到各個ZCAN擴展模塊的IO編號范圍是否有沖突。存在IO沖突的話可通過前四位撥碼開關重新設置撥碼值，重新上電重啟。
3、擴展模塊的模擬量輸出值讀取不到。
A.檢查DA模塊的電源正極(E+24V)和電源負極(EGND)有連接，給子模塊供電。接線參考四章節的ZMIO310-4DA模擬量輸出子模塊接線圖。
B.可以通過RTSys軟件在線命令欄發送"?CANIO_INFO"讀取當前模擬量子模塊的模式或量程是否滿足測試需求，如不滿足可通過CANIO_INFO指令修改模擬量子模塊的模式或量程。
08 ZMIO擴展模塊相關指令說明
1、 CANIO_ADDRESS -- CAN 通訊設置
2、 CANIO_INFO -- CAN擴展板信息
3、 CANIO_ENABLE -- CAN使能
本次，正運動技術運動控制卡/運動控制器的ZCAN總線ZMIO310擴展模塊的使用 ，就分享到這里。
更多精彩內容請關注“ 正運動小助手 ”公眾號，需要相關開發環境與例程代碼，請咨詢正運動技術銷售工程師：400-089-8936。
本文由正運動技術原創，歡迎大家轉載，共同學習，一起提高中國智能制造水平。文章版權歸正運動技術所有，如有轉載請注明文章來源。
正運動技術專注于運動控制技術研究和通用運動控制軟硬件產品的研發，是國家級高新技術企業。正運動技術匯集了來自華為、中興等公司的優秀人才，在堅持自主創新的同時，積極聯合各大高校協同運動控制基礎技術的研究，是國內工控領域發展最快的企業之一，也是國內少有、完整掌握運動控制核心技術和實時工控軟件平臺技術的企業。主要業務有：運動控制卡_運動控制器_EtherCAT運動控制卡_EtherCAT控制器_運動控制系統_視覺控制器__運動控制PLC_運動控制_機器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運動控制卡等等。
|
