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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通訊模塊的撥碼開關第八位撥為ON（表示在最后ZMIO310-CAN通訊模塊的CANL與CANH端口之間并聯接入一個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
?
| 類型 | 系統參數 | ||||||||||
| 描述 |
用于控制器/控制卡上CAN的CANID和CAN速度的設置。擴展板的CAN速度通過撥碼開關設置，自動存儲到FLASH，重啟后生效。 低8位（位0-7）表示CANID，范圍0-32，缺省32，32表示為主控制器。 高8位（位8-15）表示CAN速度。
CAN地址和速度設置必須重啟后生效。 |
||||||||||
| 例子 |
控制器設為主端例子： '控制器設為主端，CAN波特率500kbps CANIO_ADDRESS = 32??????? '控制器設為主端，CAN波特率為250kbps CANIO_ADDRESS = 32+ 256 '控制器設為主端，CAN波特率為125kbps CANIO_ADDRESS = 32+ 512 '控制器設為主端，CAN波特率為1Mbps CANIO_ADDRESS = 32+ 768? 控制器設為從端例子： '控制器設為從端，CANID為1，CAN波特率500kbps，作為ZCAN從站使用 CANIO_ADDRESS = 1?? '設置CANID為1，此時為從端，CAN波特率250kbps，作為ZCAN從站使用 CANIO_ADDRESS = 1 +256 ?'設置CANID為1，此時為從端，CAN波特率125kbps，作為ZCAN從站使用?? CANIO_ADDRESS = 1 +512? '設置CANID為1，此時為從端，CAN波特率1Mbps，作為ZCAN從站使用? CANIO_ADDRESS = 1 +768?? |
?
2、CANIO_INFO?-- CAN擴展板信息
?
| 類型 | 系統狀態 |
| 描述 | 讀取當前的IO板的信息，返回參數值。 |
| 語法 |
CANIO_INFO(canid,17, moduleid)=量程類型 canid：擴展模塊的撥碼ID moduleid：ZMIO子模塊的信息，擴展子模塊地址按接入耦合器的順序，從0依次編號。 |
| 適用控制器 | 通用 |
| 例子 |
修改及查詢第一個、第二個擴展子模塊AD/DA的量程 CANIO_INFO(0,17, 0)=3 ????'修改查詢AD量程為-10~10V ?CANIO_INFO(0,17, 0)????? '查詢量程 CANIO_INFO(0,17, 1)=11??? '修改DA量程為-10~10V ?CANIO_INFO(0,17, 1)????? '查詢量程 |
?
3、CANIO_ENABLE -- CAN使能
?
| 類型 | 系統參數 |
| 描述 |
使能或禁止內部CAN主端功能。 當CANIO_ADDRESS設置32時，缺省是使能的。 |
| 語法 | CANIO_ENABLE = ON/OFF |
| 適用控制器 | 通用 |
| 例子 |
CANIO_ADDRESS = 32??? '設置主端，CAN波特率500kbps CANIO_ENABLE = ON??? '打開CAN主端功能 CANIO_ENABLE = OFF ??'關閉CAN主端功能 |
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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。 審核編輯：黃飛
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工商網監
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