之前正运动技术与大家分享了，运动控制器的固件升级、ZBasic 程序开发、ZPLC 程序开发、与触摸屏通讯和输入/输出IO 的应用、运动控制器数据与存储的应用、运动控制器ZCAN、EtherCAT 总线的使用、示波器的应用、多任务运行的特点、运动控制器中断的应用、U盘接口的使用、ZDevelop 编程软件的使用、运动控制器的基础轴参数与基础运动控制指令以及运动缓冲等。

今天，我们来讲解一下正运动技术运动控制器EtherCAT 总线快速入门。

视频教程：《视频教程：正运动控制器EtherCAT总线快速入门》

.cn)下载压缩包，解压后直接运行应用程序，无需安装。

2)松下伺服驱动器上位机调试软件。从松下官网下载后安装。

控制器接口的用途参见下图。

1)主电源：将控制器主电源接线端子上的E+24V端子接入24V直流电源正极，将EGND端子接入24V直流电源负极。

2)以太网EtherNET端口接线：使用一根网线将控制器的EtherNET端口与电脑的以太网口相连。

3)伺服驱动器与控制器接线：使用一根网线将控制器的EtherCAT总线端口与伺服驱动器的X2A或X2B口相连。

注意伺服驱动器的EtherCAT接口有两个，有些驱动器这两个口可以随意接，有些分为EtherCAT IN和EtherCAT OUT，IN口接上一级设备，OUT口接下一级设备，二者不能混用，要注意连接顺序。

多轴控制时伺服驱动器的EtherCAT OUT口再连接下一级驱动设备的EtherCAT IN口，依此类推。

伺服驱动器与电机和编码器的接线参见驱动器手册，将驱动器接入220V市电。

　二 控制器与电脑连接

控制器与电脑可以通过串口或网口连接，下面以网口连接例展开说明。

　(一)网口通讯操作方法

先将控制器与电脑用网线连接好，接通控制器的电源，再打开ZDevelop编程软件，点击菜单栏“控制器”→“连接”，打开“连接到控制器”窗口。

通过“连接到控制器”窗口，可以快速查看本机IP，对比控制器与电脑是否处于同一网段。

IP地址列表下拉选择时，会自动查找当前局域网可用的控制器IP地址(控制器上电POWER灯和RUN灯亮的时候就能查找到该控制器的IP地址)。

同一个网络有多个控制器的时候，IP的下拉列表若没有显示目标控制器的IP地址，可以采取IP扫描来查看当前所有可用的控制器IP地址，扫描完成之后确定关闭此窗口，重新在IP下拉列表选择。

选择正确的IP地址，点击连接之后，编程软件与控制器连接成功，在线命令与输出窗口打印信息提示。

控制器出厂的缺省IP地址为192.168.0.11，“连接到控制器”窗口能显示出本机IP地址，请注意设置有线网卡与无线网卡各自的IP。电脑需要设置IP地址与控制器IP处于同一网段才能连接，即四段的前三段要相同，最后一段不同才能通讯。

若控制器与电脑不处于同一网段，则需要修改控制器或电脑其中之一的IP地址，使二者处于同一网段。

修改控制器IP地址需要先使用串口连接控制器，获取控制器IP地址，然后修改本机IP或控制器IP使二者处于同一网段。

(二)修改控制器IP地址

先使用串口连接控制器，获取控制器IP地址，再修改控制器IP地址。

方法一：可以通过菜单栏“控制器”→“修改IP地址”窗口直接修改控制器IP地址。

方法二：通过IP_ADDRESS指令发送在线命令修改。

指令发送修改成功之后自动断开连接，在线命令打印控制器连接错误信息，通过网口连接选择新IP地址192.168.0.23再次连接控制器，IP地址修改成功后永久有效。

(三)修改本机IP地址

以WIN10为例，在开始菜单里打开控制面板，打开“网络和Internet”。

再打开“网络与共享中心”。

在“以太网状态”窗口点击“属性”，打开“以太网属性”窗口，找到Internet协议版本4(TCP/IPv4)打开，就能看到本机IP地址修改窗口，勾选“使用下面的IP地址”，在IP地址输入栏里修改IP，将本机IP改为和控制器IP处于同一网段，修改完成点击“确认”即可成功修改IP。

再次打开“连接到控制器”窗口尝试连接到控制器。

　三 EtherCAT伺服驱动器参数设置

使用EtherCAT伺服驱动器时需要保证控制器与伺服周期一致才可正常通讯使用。

EtherCAT伺服驱动器一般支持不同周期，通讯周期主要有250us，500us，1ms，2ms，4ms，连接时自动匹配控制器周期，不需要设置，当通讯周期无法自动匹配时，通讯失败，通过升级控制器固件修改控制器周期解决。

控制器一般默认为1ms，使用SERVO_PERIOD指令读取控制器周期。

伺服周期越小，位置控制越精细，响应速度也更快。

　(二)驱动器PDO设置

PDO全名为Process Data Object，指在EtherCAT总线网络中周期的进行主站与从站的数据交互的功能，可以看作一个数组空间，每个数组元素存放了不同的功能码，PDO在一个周期中执行这些功能码对应的操作，这些功能码就叫做数据字典，数据字典用4位16进制数来表示。

RxPDO：主站传送数据给从站。

TxPDO：从站传送数据给主站。

EtherCAT总线上控制器为主站，伺服驱动器为从站。

如6040h控制字(用于控制伺服轴的使能、启动、停止、报警、复位等运行状态)，每个数据字典Index包含32个子字典Sub-Index。数据字典的功能和初始值查看驱动器手册的描述。

数据字典的编号及功能是协议本身就确定好的，用户只需按照数据字典的描述设置数据字典的bit位，所有的标准EtherCAT设备都使用一套数据字典。

松下A6B伺服驱动器的EtherCAT相关说明内容可查看松下文档《技术资料-EtherCAT通讯规格篇》。

EtherCAT初始化过程中必须进行驱动器PDO配置，DRIVE_PROFILE指令配置驱动器的PDO列表，目前提供20几种配置选择，每种配置包含哪些数据字典查看该指令说明确认，如下图，具体内容可以在《ZBasic编程手册V3.2.4》中查看。

DRIVE_PROFILE=-1表示驱动器的内置缺省PDO列表，驱动器内置PDO列表包含哪些数据字典需要查看驱动器手册。

DRIVE_PROFILE已有的配置不能满足需求就自定义PDO，采用SDO相关指令操作数据字典配置驱动器需要的PDO。

驱动器的相关参数修改，同样使用SDO指令读写对应的数据字典进行配置或通过驱动器软件修改。SDO指令包含数据字典读取SDO_READ、SDO_READ_AXIS和数据字典写入SDO_WRITE、SDO_WRITE_AXIS。

SDO_READ (槽位号, 设备编号, 数据字典编号, 数据字典子编号, 数据类型, 读取数据存储TABLE位置)

SDO_WRITE (槽位号, 设备编号, 数据字典编号, 数据字典子编号, 数据类型, 写入数据值)

自定义PDO的配置方法请咨询正运动的销售工程师或者技术工程师。

修改驱动器参数先连接驱动器，可选USB线或WLAN连接驱动器，使用USB线连接电脑与驱动器端的X1端口，给驱动器上电，打开松下驱动器软件PANATERM，弹出“选择与驱动器通信”窗口，选择与驱动器通过USB连接后，自动获取到驱动器信息显示在窗口内，点击OK连接成功，就能对驱动器进行设置。

点击菜单栏“显示”→“对象编辑器”，打开如下窗口，找到需要设置的数据字典，在“Setting Value”一栏直接修改数据字典的内容。

修改完成将参数传送给驱动器，并写入驱动器的EEPROM，驱动器再次上电后参数生效。

例：设置UNITS脉冲当量，即设置电机转一圈需要发送多少个脉冲。

SPEED速度、ACCEL加速度、DECEL减速度和运动指令等都是以UNITS为基本单位。

如图，通过数字字典6091h设置电子齿轮比，6091h-01h设置电子齿轮比分子，6091h-02h设置电子齿轮比分母，此时，电子齿轮比=1/1，6092h-01h设为10000表示给电机发10000个脉冲能使电机旋转一圈，对应的脉冲当量UNITS=10000，MOVE(2)表示给电机发送20000个脉冲，此时电机转两圈。

或者使用SDO指令读写数据字典修改参数。修改完成使用驱动器软件读取6092h-01h的值为10000。

驱动器自身有输入信号，作用为保护信号，默认使能状态，若不接入外部信号，驱动器就会保护报错，调试阶段可以关闭这些信号方便调试，将输入值设置为0即可，需要使用驱动器IO时要对驱动器的IO编号映射后才能使用，后续根据实际需求接入实际信号。

点击驱动器软件PANATERM主界面的“参数”按钮打开下方窗口，选中要修改的IO信号后，在“设定值”一栏修改。

驱动器IO映射需要PDO包含数据字典60FDh，然后使用DRIVE_IO指令设置驱动器IO地址，映射的编号范围不要与总线上的其他设备的IO编号重复。

驱动器的数据字典参数或其他的参数设置完成后，先点击“传送”将修改的全部参数传入驱动器，再点击EEP，将参数写入驱动器的EEPROM，给驱动器重新上电后修改的参数生效，图片上值修改了输入参数，在下图查看不同类别参数变更后的值并修改。

EtherCAT总线上连接的设备的设备号按照连接顺序从0开始自动编号，驱动器编号也是按连接顺序给驱动器设备自动从0开始编号的，只算总线上的驱动器设备，其他设备是没有驱动器编号的。

EtherCAT总线上连接的驱动器需要使用指令映射驱动器的轴号，使用AXIS_ADDRESS 指令映射，映射完成之后才能使用BASE指令选择驱动器轴号，发送脉冲，控制驱动器所连的电机运行。

轴映射写在总线初始化程序中，总线扫描之后，开启总线之前。

EtherCAT总线的槽位号是0。轴号为驱动器映射的目标轴号，映射时每个驱动器的轴号不重复，指向空闲轴号即可。

　(七)驱动器控制模式

EtherCAT驱动器一般有三种控制模式，分别为CSP周期位置模式，CSV周期速度模式，CST周期力矩模式。提供ATYPE指令设置控制模式。

CSP，CSV，CST模式的设置需要预先设置PDO，PDO同时包含下方数据字典时，即可直接修改ATYPE数值进行模式切换。驱动器默认PDO列表内置有哪些数据字典需要查看驱动器手册确定。

1.当PDO包含607Ah时，ATYPE可设置为65，周期位置模式，此时使用运动指令控制电机运动。

2.当PDO包含60FFh时，ATYPE可设置为66，周期速度模式，此时使用DAC指令控制电机以设置值的速度运行，速度单位有两个，脉冲数/S和R/MIN，由驱动器确定，使用时先给较小的数值，观察电机速度情况，再加大。

3.当PDO包含6071h时，ATYPE可设置为67，周期力矩模式，此时使用DAC指令控制电机以设置值的力矩运行，DAC值范围0-1000，对应0-100%的6071设置值，比如DAC=10，此时电机力矩=1%的6071h值。

注意速度模式和力矩模式切换时，先将DAC=0后，再修改ATYPE，防止出现事故。

将DRIVE_PROFILE配置为带速度的模式1，ATYPE=65，执行总线初始化程序后，设置轴的UNITS、SPEED等运行参数，使用运动指令给电机发脉冲控制轴的运行，注意试运行时SPEED的值不要设置过大。

位置模式也是实际过程中用的较多的一种模式，运行效果参见在文章后半部分。

将DRIVE_PROFILE配置为带速度的模式22，ATYPE=66，执行总线初始化程序后，在线命令栏发送DAC指令即可控制电机运行，如下图，DAC=5000表示电机以每秒5000个脉冲的速度持续运行，DAC命令发送后电机一直运行，要提高运行速度将DAC的值加大，DAC的值太小电机会克服不了摩擦力无法转动。

出于安全因素考虑，注意DAC不要设置过大，先设置一个较小值，观察电机运行情况后慢慢往上增加。

此模式下停止电机在线命令发送DAC=0即可，或按下软件的紧急停止按钮。

将DRIVE_PROFILE配置为带力矩的模式30，ATYPE=67，执行总线初始化程序后，在线命令栏发送DAC指令即可控制电机运行，如下图，DAC=30，当前驱动器为3%的力矩，DAC等于1000时表示100%力矩。要提高运行速度将DAC的值加大，DAC的值太小电机会克服不了摩擦力无法转动。

出于安全因素考虑，注意DAC不要设置过大，先设置一个较小值，观察电机运行情况后慢慢往上增加。

此模式下停止电机在线命令发送DAC=0即可，或按下软件的紧急停止按钮。

观察驱动器上LED面板上是否有报错信息，报错会显示错误码，根据驱动器手册排查错误，修正后将报警清零。

打开驱动器软件的报警窗口，也能看当前驱动器是否有警报，或查询历史警报。

初始化过程中按轴号清除驱动器的错误，重复调用DRIVE_CLEAR指令清除多个驱动器错误。

模式值0——清除当前告警;模式值1——清除历史告警;模式值2——清除外部输入告警。

EtherCAT总线可使用控制器提供的回零方式DATUM(mode)，mode模式值选择查看ZBasic编程手册的DATUM指令。EtherCAT总线也可以使用驱动器本身的回零模式。

驱动器本身回零使用DATUM(21,mode2)指令，mode2模式值要查驱动器手册数据字典6098h回零模式，如下图所示，mode2填入对应Value值，mode2缺省值为0，也是驱动器回零模式，注意此时的原点限位等信号要接在驱动器上，所以要使用驱动器回零时需要对驱动器的IO进行映射。

示例：初始化完成后再运行驱动器回零程序。

按照前面的步骤接好线，给EtherCAT伺服驱动器和控制器上电，使用ZDevelop软件连接控制器，EtherCAT总线使用一段程序来初始化，将初始化程序下载到控制器运行之后，才能设置轴参数和执行运动指令控制伺服电机的运动。

初始化程序中包含WDOG=1开总使能，和AXIS_ENABLE(轴号) = 1开单轴使能，使能前用手可以转动点击，使能完成后便旋转不动，需要给电机发送脉冲才能使其转动。

用户使用的时候只需要设置程序头的四个常量的值即可。程序其他地方不用改动。分别设置起始的脉冲轴号，和使用的脉冲轴个数，总线轴的起始映射轴号，和总线轴的个数。

delay(3000) '延时3S等待驱动器上电，不同驱动器自身上电时间不同，具体根据驱动器调整延时

DELAY(10) '防止所有驱动器全部同时切换使能导致瞬间电流过大

'?"开始清除驱动器错误"

'?"驱动器错误清除完成"

2.驱动器IO映射(需要使用驱动器IO时才映射，否则不用映射)。

'通过DRIVE_IO指令映射驱动器对象字典中60FD,60FE输入输出状态，要设置正确的DRIVE_PROFILEE或者POD后才可以正常映射

3.扩展模块IO映射(连接了扩展模块才设置)。

'通过SDO方式修改对应对象字典的值修改从站参数(具体对象字典查看驱动器手册)

EtherCAT初始化成功后会打印信息提示，如下。若初始化失败也会打印信息提示。

　(三)总线节点状态查看

EtherCAT总线上连接的设备信息有如下三种查看方法。查看总线状态的前提是初始化操作成功，否则无法查看。

1.在菜单栏“控制器”→“控制器状态”窗口查看“槽位0节点”。

2.在菜单栏“调试”→“总线状态诊断”打开如下窗口查看控制器总线槽位接口的设备信息。

3.还可以通过在线命令发送?*EtherCAT打印EtherCAT总线上的全部设备信息。

初始化成功后，将各个总线轴依此回零，配置好轴参数之后，就可以使用指令让总线轴按需求动作。

在程序中写入运动指令、在线命令发送运动指令或使用“手动运动”窗口控制电机运行。

示波器采集总线轴参数波形：

使用“手动运动”功能快速手动操作电机运动：

正运动技术运动控制器EtherCAT总线快速入门就讲到这里。更多学习视频及图文请关注我们的公众号“正运动小助手”。

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