此前，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)給大家講了，運(yùn)動(dòng)控制器的“固件升級(jí)”、ZBasic程序開發(fā)、ZPLC程序開發(fā)以及運(yùn)動(dòng)控制器與觸摸屏的通訊等，今天我們來(lái)學(xué)習(xí)一下如何進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制器輸入/輸出IO的應(yīng)用。

　　   視頻教程：《視頻教程：如何進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制器輸入/輸出IO的應(yīng)用？》

　　1、材料準(zhǔn)備

　　    1)電腦1臺(tái)，安裝ZDevelop3.01以上版本軟件;

　    　2)ZMC306X控制器1個(gè)，ZMC432控制器1個(gè);

　    　3)24V直流電源1個(gè);

　    　4)總線驅(qū)動(dòng)器+電機(jī)(或步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器+電機(jī))若干;

　　    5)控制器接線端子若干;

　    　6)網(wǎng)線若干;

　    　7)連接線若干; 另：IO設(shè)備、擴(kuò)展模板、觸摸屏等根據(jù)需求選用。

　　2、控制器連接配置參考

　　ZMC306X連接配置

　　ZMC432連接配置

　　3、ZMC306X控制器接口

　　    控制器基礎(chǔ)硬件信息可查看硬件手冊(cè)或使用編程軟件連接控制器，在線命令欄輸入?*max打印查看。

　　    基本軸數(shù)：6，可實(shí)際控制6個(gè)脈沖電機(jī)軸。

　　    最多擴(kuò)展軸數(shù)：12，實(shí)軸+編碼器軸+虛軸合計(jì)軸數(shù)為12。

　    　基本軸類型：差分脈沖輸出，所有軸都帶ABZ差分編碼器反饋輸入。

　    　內(nèi)部IO數(shù)：24進(jìn)12出(12點(diǎn)的輸出都帶過(guò)流保護(hù)，支持300mA電流)，另外每軸端子內(nèi)有1進(jìn)1出(軸內(nèi)1輸入可以用于報(bào)警輸入，1輸出可以用做使能)。

　    　PWM數(shù)：2(輸出頻率1M，PWM0、PWM1占用OP0、OP1)。

　　    鎖存通道：2(占用IN0,IN1兩個(gè)端子，鎖存指令REGIST)。

　    　內(nèi)部ADDA數(shù)：2路AD，AIN(0)-AIN(1);2路DA，AOUT(0)-AOUT(1)。

　    　電源輸入：24V直流輸入(功耗10W內(nèi)，不用風(fēng)扇散熱)。

　    　通訊接口：RS232、RS485、RS422、以太網(wǎng)、U盤、CAN。RS232為port0，RS485為port1，RS422為port2。

　　4、ZMC306X硬件信息查看

　　    在線命令欄輸入?*max打印結(jié)果：

　　    max_axis:12 所有軸的最大軸數(shù)

　　    max_motor:6 可控的最大電機(jī)軸數(shù)

　　    max_movebuff:128 每個(gè)軸或者軸組的最大運(yùn)動(dòng)緩沖

　　    max_in:30,528 控制器自帶IN輸入個(gè)數(shù)，最多支持IN輸入個(gè)數(shù)

　　    max_out:18,528 控制器自帶OUT輸出個(gè)數(shù)，最多支持OUT輸出個(gè)數(shù)

　　    max_ain:2,128 控制器自帶模擬量輸入個(gè)數(shù)，最多支持模擬量輸入個(gè)數(shù)

　　    max_aout:2,64 控制器自帶模擬量輸出個(gè)數(shù)，最多支持模擬量輸出個(gè)數(shù)

　　    max_pwm:2 PWM輸出個(gè)數(shù)

　    　max_slot:0 總線個(gè)數(shù)

　　    max_comport:3 串口個(gè)數(shù)

　　    max_ethport:3 與PC、API函數(shù)的網(wǎng)口通訊連接個(gè)數(shù)

　　    max_ethcustom:2 自定義網(wǎng)口通訊的連接個(gè)數(shù)

　    　max_ethiport:1 正運(yùn)動(dòng)控制器互聯(lián)互通的網(wǎng)口通訊連接

　    　max_flashnum:1000 FLASH塊數(shù)

　　    max_flashsize:20480 每個(gè)FLASH空間大小

　　    max_nand:265551872 NandFlash存儲(chǔ)總共的數(shù)量空間

　    　max_nandremain:267911168 NandFlash存儲(chǔ)剩余可用的數(shù)量空間

　　    max_pswitch:16 軟件位置比較輸出的最多個(gè)數(shù)

　　    max_file:30 系統(tǒng)最多支持的文件數(shù)

　　    max_3file:1 系統(tǒng)最多支持的三次文件數(shù)

　　    max_task:12 任務(wù)數(shù)

　　    max_timer:128 定時(shí)器個(gè)數(shù)

　    　max_loopnest:8 內(nèi)部循環(huán)或者選擇的次數(shù)

　    　max_callstack:7 子程序調(diào)用的堆棧層數(shù)

　    　max_local of one sub:16 SUB的局部變量數(shù)

　    　max_flashnum:1000 FLASH塊數(shù)

　    　max_flashsize:20480 每個(gè)FLASH空間大小

　    　max_nand:265551872 NandFlash存儲(chǔ)總共的數(shù)量空間

　　    max_nandremain:267911168 NandFlash存儲(chǔ)剩余可用的數(shù)量空間

　    　max_pswitch:16 軟件位置比較輸出的最多個(gè)數(shù)

　    　max_file:30 系統(tǒng)最多支持的文件數(shù)

　    　max_3file:1 系統(tǒng)最多支持的三次文件數(shù)

　    　max_task:12 任務(wù)數(shù)

　    　max_timer:128 定時(shí)器個(gè)數(shù)

　    　max_loopnest:8 內(nèi)部循環(huán)或者選擇的次數(shù)

　    　max_callstack:7 子程序調(diào)用的堆棧層數(shù)

　    　max_local of one sub:16 SUB的局部變量數(shù)

　    　max_vr:1024 VR寄存器空間個(gè)數(shù)

　    　max_table:300000 TABLE數(shù)組空間個(gè)數(shù)

　    　max_modbusbit:4096 MODBUS_BIT位寄存器空間大小

　    　max_modbusreg:4096 MODBUS_REG字寄存器空間大小

　    　max_var:4096 最多支持變量個(gè)數(shù)(含全局變量與文件變量)

　    　max_array:1024 最多支持?jǐn)?shù)組個(gè)數(shù)(含全局?jǐn)?shù)組與文件數(shù)組)

　    　max_arrayspace:640000 所有數(shù)組總共的空間大小

　    　max_sub:1500 最多支持SUB子程序的個(gè)數(shù)

　    　max_edgescan:1024 最多可支持的上升沿/下降沿掃描個(gè)數(shù)

　    　max_lablelength:17 數(shù)組與變量等自定義字符的最大長(zhǎng)度

　　    max_hmi:1,x:1024y:600支持1個(gè)遠(yuǎn)端HMI,最大尺寸為1024*600

　　    function support:Coder Cam MultiMove Circ Merge Frame 支持的運(yùn)動(dòng)控制功能

　　5、ZMC306X控制器狀態(tài)

　　    使用ZDevelop軟件連接控制器，菜單欄->控制器->控制器狀態(tài)，查看控制器的基本信息。

　　    VirtualAxises：支持最大虛擬軸數(shù)

　    　RealAxises：支持最大電機(jī)軸數(shù)

　    　Taskes：最大任務(wù)數(shù)

　    　Files/3Files：最大文件/三次文件數(shù)

　    　Modbus0x Bits：Modbus位寄存器用戶可用空間大小

　　    Modbus4x Regs：Modbus字寄存器用戶可用空間大小

　　    VR Regs：VR寄存器用戶可用空間大小

　　    TABLE Regs：TABLE數(shù)組用戶可用空間大小

　    　RomSize：Rom容量

　    　FlashSize：Flash容量

　　    SoftType：軟件型號(hào)

　    　SoftVersion：系統(tǒng)軟件版本+固件版本

　    　IpAddress：控制器IP地址

　    　HardVersion：硬件版本

　    　ControllerID：控制器唯一ID

　    　Axis features list：軸類型列表

　    　使用ZDevelop軟件連接控制器，菜單欄->控制器->控制器狀態(tài)。

　    　ZCAN節(jié)點(diǎn)：查看控制器本地信息與CAN總線上連接的的擴(kuò)展模塊信息。

　    　通訊配置：查看CAN信息與串口通道RS232/RS485/RS422信息。

　    　包含EtherCAT接口的控制器可以在控制器狀態(tài)里查看槽位節(jié)點(diǎn)信息，顯示總線槽位上連接的所有設(shè)備信息。

　　6、ZMC306X數(shù)字量輸入口

　　    通用數(shù)字輸入口可接NPN型。光耦和濾波器的作用是防止干擾信號(hào)通過(guò)信號(hào)線和電源線進(jìn)入控制器。

　　    輸入口特殊功能：IN0-1口同時(shí)具有鎖存輸入A與鎖存輸入B的功能，鎖存高速輸入口允許的輸入信號(hào)硬件滯后時(shí)間為1us。剩余的為普通輸入口，允許輸入信號(hào)的硬件滯后時(shí)間為50us左右，可設(shè)置濾波器參數(shù)增大濾波時(shí)間。

　    　特殊信號(hào)定義：數(shù)字量輸入口在硬件上沒有做特殊定義，都是通用的，原點(diǎn)，限位，報(bào)警快速點(diǎn)動(dòng)，正向JOG,反向JOG,進(jìn)給保持等特殊信號(hào)都是通過(guò)軟件指令進(jìn)行設(shè)置。

　    　DATUM_IN,REV_IN,FWD_IN,ALM_IN,FAST_JOG,FWD_JOG,REV_JOG,FHOLD_IN等指令可用于配置。

　    　INVERT_IN：輸入信號(hào)的反轉(zhuǎn)配置。

　　輸入反轉(zhuǎn):

　　    INVERT_IN(8,ON)         '輸入反轉(zhuǎn)

　　輸入口濾波：

　    　INFILTER=5         '值越大，濾波時(shí)間越長(zhǎng)， 2-9，缺省2

　　輸入口的讀?。?/p>

　    　IN(0) 讀取IN0數(shù)據(jù)         IN(0,7) 一次性讀取IN0~IN7數(shù)據(jù)

　　讀取上升沿/下降沿狀態(tài):

　　方法一：

　    　SCAN_EVENT(IN(0)) > 0         上升沿

　    　SCAN_EVENT(IN(0)) < 0         下降沿

　　方法二：

　    　IN_SCAN(0,23) 之后，IN_EVENT(0) > 0         上升沿

　    　IN_SCAN(0,23) 之后，IN_EVENT(0) < 0         下升沿

　　輸入信號(hào)的診斷：ZDevelop->視圖->輸入口。

　　運(yùn)行如下程序，得出輸入口狀態(tài)如圖所示。

　　    灰色表示無(wú)輸入，綠色表示有輸入，特殊信號(hào)輸入在窗口里有提示，IO編號(hào)的顯示可在“IO選擇”中自定義。

　　7、ZMC306X數(shù)字量輸出口

　　    通用數(shù)字輸出口可接NPN型。光耦和濾波器的作用是防止干擾信號(hào)通過(guò)信號(hào)線和電源線進(jìn)入控制器。

　　    通用的輸出口的單個(gè)輸出最大電流為300mA，軸端子上面的輸出最大電流為50mA。

　　    通用輸出的指令為OP。

　　    輸出口特殊功能：OUT0~1口支持PWM輸出，當(dāng)PWM功能關(guān)閉時(shí)為普通輸出。PWM高速輸出口允許的輸出信號(hào)頻率為1M，剩余的為普通輸出口，允許輸出的頻率頻率為10K左右。

　　使用PWM_DUTY和PWM_FREQ指令分別設(shè)置占空比和頻率。

　　PWM_DUTY(0)=0.4 '0.4占空比 PWM_FREQ(0)=1000 '1k頻率。

　　PWM_DUTY(1)=0.5 '0.5占空比 PWM_FREQ(1)=1000000'1M頻率。

　　輸出信號(hào)的診斷：ZDevelop->視圖->輸出口。

　　運(yùn)行如下程序，得出輸出口狀態(tài)如圖所示。

　　8、數(shù)字量輸入輸出擴(kuò)展

　    　當(dāng)數(shù)字量輸入輸出點(diǎn)數(shù)不夠用時(shí)，可連接擴(kuò)展模塊擴(kuò)展輸入輸出，可采用CAN總線和EtherCAT總線連接擴(kuò)展模塊。

　    　ZMC306X由于只包含CAN接口，只能采用CAN總線擴(kuò)展，最多可擴(kuò)展512個(gè)IN輸入口，512個(gè)OUT輸出口，當(dāng)脈沖軸數(shù)不夠用時(shí)，支持采用ZCAN擴(kuò)展模塊擴(kuò)展脈沖軸，接線方法參見下圖。

　    　一定要保證控制器的EGND與ZCAN IO的GND連在一起，且CANL和CANH之間接入120歐電阻。

　　9、ZMC306X模擬量輸入輸出

　　    ZMC306X包含兩路AD模擬量輸入，和兩路DA模擬量輸出， 內(nèi)部 AD/DA 采用了內(nèi)部電源。

　　    控制器模擬量精度為12位，刻度范圍為0~4095，輸入輸出電壓范圍為0~10V。

　　    模擬量輸入輸出點(diǎn)數(shù)不夠用時(shí)，可選用擴(kuò)展模塊擴(kuò)展，模擬量可擴(kuò)展256路AD和128路DA。

　    　相關(guān)指令：

　    　模擬量輸入：AIN 讀取AIN(0)，AIN(1)

　    　模擬量輸出：AOUT 寫入AOUT(0)，AOUT(1)

　    　ZMC306X的AD/DA信號(hào)的診斷：ZDevelop->視圖->AD/DA，實(shí)時(shí)監(jiān)控模擬量各通道的電壓。

　　10、在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中同步輸出

　　    在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中同步輸出OP、DA、PWM。

　    　相關(guān)指令：

　    　MOVE_OP 運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中輸出OP

　    　MOVE_OP2 運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中輸出OP一段時(shí)間

　    　MOVE_PWM 運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中輸出pwm

　    　MOVE_AOUT 運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中輸出模擬量

　　11、觸摸屏的IN,OP,ADC,DAC等數(shù)據(jù)讀寫

　　    ●  IN(0)~IN(4095)對(duì)應(yīng)MODBUS_BIT(10000)~MODBUS_BIT(14095) 只讀

　　    ●  OP(0)~OP(4095)對(duì)應(yīng)MODBUS_BIT(20000)~MODBUS_BIT(24095) 讀寫

　　    ●  AIN(0)~AIN(255)對(duì)應(yīng)MODBUS_REG(14000)~MODBUS_REG(14255)只 讀

　　    ●  AOUT(0)~AOUT(127)對(duì)應(yīng)MODBUS_REG(13000)~MODBUS_REG(13127)讀寫

　　    ●  DPOS,MPOS,VPSEED 對(duì)應(yīng)MODBUS_IEEE(10000)~MODBUS_IEEE(12198)只讀

　　12、位置比較輸出

　    　● 比較輸出相關(guān)指令：軟件比較輸出PSWITCH指令;硬件比較輸出HW_PSWITCH指令(僅支持脈沖軸)，HW_PSWITCH2指令(脈沖軸總線軸均支持)，在電機(jī)位置到達(dá)設(shè)置位置時(shí)，操作某個(gè)輸出口電平變化。

　　    ● 其中4系列及3系列部分控制器支持硬件比較輸出，例如ZMC432，包含4個(gè)硬件比較輸出通道，且各通道獨(dú)立(部分型號(hào)非獨(dú)立)，不同控制器型號(hào)支持的硬件比較輸出通道個(gè)數(shù)有所區(qū)別，特殊功能對(duì)應(yīng)的輸出口IO編號(hào)一般從0開始。

　　    ● 每個(gè)系統(tǒng)周期內(nèi)只能比較一次，通道獨(dú)立，一個(gè)系統(tǒng)周期支持多個(gè)輸出口同時(shí)使用硬件比較輸出，若通道非獨(dú)立，則一個(gè)系統(tǒng)周期只能使用一個(gè)輸出口，系統(tǒng)周期通過(guò)SERVO_PERIOD查詢，缺省為1ms。

　    　● HW_PSWITCH2與MOVE_OP精準(zhǔn)使用同樣的硬件資源，所以不建議在同一個(gè)通道同時(shí)使用，若通道獨(dú)立，則可以在不同的通道同時(shí)使用。

　　13、精準(zhǔn)輸出

　    　支持硬件比較輸出功能的控制器才可使用精準(zhǔn)輸出功能，使用AXIS_ZSET指令設(shè)置是否開啟精準(zhǔn)輸出。開啟后使用MOVE_OP指令精準(zhǔn)輸出生效，注意輸出通道要選擇支持精準(zhǔn)輸出的通道，不同控制器型號(hào)支持的通道個(gè)數(shù)有所區(qū)別，一般特殊功能從IO編號(hào)0開始。

　    　普通的輸出操作需要等待一個(gè)控制器周期才可以執(zhí)行。而精準(zhǔn)輸出操作，可在電機(jī)發(fā)出一個(gè)脈沖內(nèi)響應(yīng)，大大提高工藝的精度，同時(shí)可以使用MOVEOP_DELAY指令調(diào)整響應(yīng)時(shí)間(提前或延遲)。

　    　一般精準(zhǔn)輸出功能在一個(gè)控制器周期內(nèi)只能執(zhí)行1個(gè)，再次啟用需要等到下個(gè)周期。不過(guò)最新控制器如ZMC420SCAN每個(gè)精準(zhǔn)輸出都是獨(dú)立的，可以在一個(gè)周期內(nèi)同時(shí)使用多個(gè)口，是否支持同時(shí)使用多個(gè)精準(zhǔn)輸出功能查看硬件手冊(cè)中的輸出口說(shuō)明。

　　14、控制器示例程序(basic示例程序)

　    　控制器程序分為五個(gè)模塊：

　    　1)初始化模塊：軸參數(shù)設(shè)置子程序，IO初始化子程序。

　    　2)輸入掃描模塊：按下啟動(dòng)輸入點(diǎn)，停止輸入點(diǎn)的相應(yīng)程序。

　　    3)軸參數(shù)設(shè)置子程序：初始化軸參數(shù)。

　    　4)IO初始化子程序：初始化IO(OP,AOUT)。

　    　5)按下啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)任務(wù)：?jiǎn)?dòng)按鍵按下調(diào)用執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)1。

　　今天，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)的如何進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制器輸入/輸出IO的應(yīng)用就分享到這里。更多精彩內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注我們的公眾號(hào)。

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