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

　　   視頻教程：《視頻教程：如何進行運動控制器輸入/輸出IO的應(yīng)用？》

　　1、材料準(zhǔn)備

　　    1)電腦1臺，安裝ZDevelop3.01以上版本軟件;

　    　2)ZMC306X控制器1個，ZMC432控制器1個;

　    　3)24V直流電源1個;

　    　4)總線驅(qū)動器+電機(或步進驅(qū)動器+電機)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，可實際控制6個脈沖電機軸。

　　    最多擴展軸數(shù)：12，實軸+編碼器軸+虛軸合計軸數(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12出(12點的輸出都帶過流保護，支持300mA電流)，另外每軸端子內(nèi)有1進1出(軸內(nèi)1輸入可以用于報警輸入，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 可控的最大電機軸數(shù)

　　    max_movebuff:128 每個軸或者軸組的最大運動緩沖

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

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

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

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

　　    max_pwm:2 PWM輸出個數(shù)

　    　max_slot:0 總線個數(shù)

　　    max_comport:3 串口個數(shù)

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

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

　    　max_ethiport:1 正運動控制器互聯(lián)互通的網(wǎng)口通訊連接

　    　max_flashnum:1000 FLASH塊數(shù)

　　    max_flashsize:20480 每個FLASH空間大小

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

　    　max_nandremain:267911168 NandFlash存儲剩余可用的數(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 定時器個數(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FLASH空間大小

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

　　    max_nandremain:267911168 NandFlash存儲剩余可用的數(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 定時器個數(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寄存器空間個數(shù)

　    　max_table:300000 TABLE數(shù)組空間個數(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 最多支持變量個數(shù)(含全局變量與文件變量)

　    　max_array:1024 最多支持數(shù)組個數(shù)(含全局數(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子程序的個數(shù)

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

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

　　    max_hmi:1,x:1024y:600支持1個遠端HMI,最大尺寸為1024*600

　　    function support:Coder Cam MultiMove Circ Merge Frame 支持的運動控制功能

　　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

　    　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：查看控制器本地信息與CAN總線上連接的的擴展模塊信息。

　    　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通過信號線和電源線進入控制器。

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

　    　特殊信號定義：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，限位，報警快速點動，正向JOG,反向JOG,進給保持等特殊信號都是通過軟件指令進行設(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，濾波時間越長， 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

　　輸入信號的診斷：ZDevelop->視圖->輸入口。

　　運行如下程序，得出輸入口狀態(tài)如圖所示。

　　    灰色表示無輸入，綠色表示有輸入，特殊信號輸入在窗口里有提示，IO編號的顯示可在“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通過信號線和電源線進入控制器。

　　    通用的輸出口的單個輸出最大電流為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)閉時為普通輸出。PWM高速輸出口允許的輸出信號頻率為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。

　　輸出信號的診斷：ZDevelop->視圖->輸出口。

　　運行如下程序，得出輸出口狀態(tài)如圖所示。

　　8、數(shù)字量輸入輸出擴展

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

　    　ZMC306X由于只包含CAN接口，只能采用CAN總線擴展，最多可擴展512個IN輸入口，512個OUT輸出口，當(dāng)脈沖軸數(shù)不夠用時，支持采用ZCAN擴展模塊擴展脈沖軸，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。

　　    模擬量輸入輸出點數(shù)不夠用時，可選用擴展模塊擴展，模擬量可擴展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信號的診斷：ZDevelop->視圖->AD/DA，實時監(jiān)控模擬量各通道的電壓。

　　10、在運動的過程中同步輸出

　　    在運動的過程中同步輸出OP、DA、PWM。

　    　相關(guān)指令：

　    　MOVE_OP 運動的過程中輸出OP

　    　MOVE_OP2 運動的過程中輸出OP一段時間

　    　MOVE_PWM 運動的過程中輸出pwm

　    　MOVE_AOUT 運動的過程中輸出模擬量

　　11、觸摸屏的IN,OP,ADC,DAC等數(shù)據(jù)讀寫

　　    ●  IN(0)~IN(4095)對應(yīng)MODBUS_BIT(10000)~MODBUS_BIT(14095) 只讀

　　    ●  OP(0)~OP(4095)對應(yīng)MODBUS_BIT(20000)~MODBUS_BIT(24095) 讀寫

　　    ●  AIN(0)~AIN(255)對應(yīng)MODBUS_REG(14000)~MODBUS_REG(14255)只 讀

　　    ●  AOUT(0)~AOUT(127)對應(yīng)MODBUS_REG(13000)~MODBUS_REG(13127)讀寫

　　    ●  DPOS,MPOS,VPSEED 對應(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)，在電機位置到達設(shè)置位置時，操作某個輸出口電平變化。

　　    ● 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個硬件比較輸出通道，且各通道獨立(部分型號非獨立)，不同控制器型號支持的硬件比較輸出通道個數(shù)有所區(qū)別，特殊功能對應(yīng)的輸出口IO編號一般從0開始。

　　    ● 每個系統(tǒng)周期內(nèi)只能比較一次，通道獨立，一個系統(tǒng)周期支持多個輸出口同時使用硬件比較輸出，若通道非獨立，則一個系統(tǒng)周期只能使用一個輸出口，系統(tǒng)周期通過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通道同時使用，若通道獨立，則可以在不同的通道同時使用。

　　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，不同控制器型號支持的通道個數(shù)有所區(qū)別，一般特殊功能從IO編號0開始。

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

　    　一般精準(zhǔn)輸出功能在一個控制器周期內(nèi)只能執(zhí)行1個，再次啟用需要等到下個周期。不過最新控制器如ZMC420SCAN每個精準(zhǔn)輸出都是獨立的，可以在一個周期內(nèi)同時使用多個口，是否支持同時使用多個精準(zhǔn)輸出功能查看硬件手冊中的輸出口說明。

　　14、控制器示例程序(basic示例程序)

　    　控制器程序分為五個模塊：

　    　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：按下啟動輸入點，停止輸入點的相應(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)按下啟動的運動任務(wù)：啟動按鍵按下調(diào)用執(zhí)行運動任務(wù)1。

　　今天，正運動技術(shù)的如何進行運動控制器輸入/輸出IO的應(yīng)用就分享到這里。更多精彩內(nèi)容，請關(guān)注我們的公眾號。

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　　正運動技術(shù)是一家專注于運動控制技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的國家級高新技術(shù)企業(yè)，主要從事運動控制器、運動控制卡、IO擴展模塊、運動顯控一體機等系列產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)。

　　公司匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅持自主創(chuàng)新的同時，積極聯(lián)合各大高校致力于運動控制技術(shù)研究與應(yīng)用，是國內(nèi)工控領(lǐng)域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國內(nèi)完整掌握運動控制核心技術(shù)和實時工控軟件平臺技術(shù)的企業(yè)。