之前正運(yùn)動(dòng)技術(shù)與大家分享了，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)、與觸摸屏通訊和輸入/輸出IO的應(yīng)用以及運(yùn)動(dòng)控制器數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)的應(yīng)用等。

　　今天，我們來(lái)講解一下正運(yùn)動(dòng)技術(shù)運(yùn)動(dòng)控制器ZCAN總線擴(kuò)展模塊的使用。

　　教學(xué)視頻：《視頻教程：如何進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制器ZCAN總線擴(kuò)展模塊的使用？》

　　1、材料準(zhǔn)備與控制器接線參考 材料準(zhǔn)備：

　　1)電腦1臺(tái)，安裝ZDevelop3.01以上版本軟件。

　　2)控制器1個(gè)。

　　3)24V直流電源2個(gè)(主電源，IO電源)。

　　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。

　　8)不同類型擴(kuò)展模塊多個(gè)(擴(kuò)展模塊接線參考參見下文)。

　　控制器擴(kuò)展模塊接線參考

　　2、擴(kuò)展模塊的作用

　　當(dāng)控制器自身的軸資源、IO資源不夠用時(shí)，可采用擴(kuò)展模塊來(lái)擴(kuò)展，可以擴(kuò)展脈沖軸、數(shù)字量輸入輸出、模擬量輸入輸出這三種類型。只有帶脈沖軸接口的擴(kuò)展模塊才支持?jǐn)U展脈沖軸數(shù)，總線軸不可擴(kuò)展。

　　擴(kuò)展模塊按連接方式可分為ZCAN總線擴(kuò)展模塊和EtherCAT擴(kuò)展模塊兩類。

　　按產(chǎn)品系列劃分，可分為ZCAN擴(kuò)展模塊，EtherCAT擴(kuò)展模塊、ZMIO300擴(kuò)展模塊三大類。

　　IO數(shù)字量擴(kuò)展：ZMC控制器4系列及以上的型號(hào)IO點(diǎn)數(shù)可擴(kuò)展至4096點(diǎn)。

　　AIO模擬量擴(kuò)展：ZMC控制器4系列及以上的型號(hào)AIO點(diǎn)數(shù)可擴(kuò)展至520點(diǎn)。

　　ZCAN總線軸擴(kuò)展：擴(kuò)展4個(gè)脈沖軸，不建議使用過多軸擴(kuò)展板，可選用支持脈沖軸數(shù)較多的控制器型號(hào)。

　　控制器可擴(kuò)展的IO點(diǎn)數(shù)可在硬件手冊(cè)或“命令與輸出”窗口輸入?*max打印查看。

　　3、ZCAN總線擴(kuò)展模塊分類

　　ZCAN總線擴(kuò)展模塊包含兩個(gè)系列：可分為ZCAN擴(kuò)展模塊、ZMIO300-CAN擴(kuò)展模塊。

　　ZCAN擴(kuò)展模塊有多種型號(hào)，例如ZIO1616MT可擴(kuò)展16點(diǎn)輸入/16點(diǎn)輸出(NPN)，

　　ZIO1616M-PNP為16點(diǎn)輸入/16點(diǎn)輸出(PNP)。

　　ZIO1616MT

　　ZMIO300-CAN擴(kuò)展模塊為立式組合模塊，可擴(kuò)展數(shù)字量IO和模擬量，配置如下圖：

　　ZMIO300-CAN+16DO+16DI+4DA+4AD

　　4、ZCAN擴(kuò)展模塊

　　ZCAN擴(kuò)展模塊使用CAN總線擴(kuò)展，帶軸號(hào)的擴(kuò)展板建議使用2個(gè)，不帶軸號(hào)的擴(kuò)展板可以接多個(gè)，ZCAN擴(kuò)展模塊可選型號(hào)如下，一個(gè)ZIO擴(kuò)展模塊上可帶16個(gè)輸入和32個(gè)輸出點(diǎn)數(shù)，單個(gè)擴(kuò)展模塊支持?jǐn)U展2個(gè)脈沖軸。

　　擴(kuò)展模塊數(shù)字量IO接口默認(rèn)支持NPN型，ZIO1616-PNP為PNP型。

　　擴(kuò)展的模擬量輸入輸出默認(rèn)0-10V電壓型，分辨率為12bit。

　　ZCAN擴(kuò)展模塊使用接線：

　　CAN總線上連接了多個(gè)CAN通訊模塊時(shí)，全部CAN通訊模塊的CANL和CANH端口分別接到一起，將最后一個(gè)CAN通模塊的撥碼開關(guān)第八位撥為ON(表示CANL與CANH端口之間接入一個(gè)120歐姆的電阻)，其他模塊的第八位撥碼開關(guān)無(wú)需操作。

　　 CAN通訊必須保證對(duì)應(yīng)GND相連，或是控制器主電源和擴(kuò)展模塊主電源用同一個(gè)電源，防止擴(kuò)展模塊燒壞。

　　ZIO系列擴(kuò)展模塊均采用雙電源供電，主電源和IO單電源使用兩個(gè)電源分別供電。

　　ZAIO模擬量擴(kuò)展模塊采用單電源供電，只需要主電源，IO不需要單獨(dú)供電。

　　ZCAN擴(kuò)展接線參考如下：

　　采用的模塊：ZMC432+ZIO1608+ZAIO0802。

　　CAN擴(kuò)展時(shí)建議使用雙絞屏蔽線，屏蔽層接地。

　　5、ZMIO300-CAN擴(kuò)展模塊

　　ZMIO300-CAN擴(kuò)展模塊可搭配子模塊如下表：

　　模擬量精度為16位，有NPN和PNP兩種輸入方式可選，數(shù)字量輸入輸出口帶信號(hào)狀態(tài)指示燈。

　　ZMIO300-16DO/ZMIO300-16DOP數(shù)字量輸出需要單獨(dú)供電。

　　擴(kuò)展的模擬量輸入輸出默認(rèn)0-10V電壓型，分辨率為16bit。

　　ZMIO300-CAN擴(kuò)展模塊使用接線：

　　ZMIO300-CAN擴(kuò)展模塊接線參考如下，與ZCAN擴(kuò)展模塊接線方法相同。

　　八位撥碼開關(guān)與CAN總線端子定義與功能相同。

　　 CAN通訊必須保證對(duì)應(yīng)GND相連，或是控制器主電源和擴(kuò)展模塊主電源用同一個(gè)電源，防止擴(kuò)展模塊燒壞。

　　6、ZCAN擴(kuò)展IO映射

　　擴(kuò)展的資源必須映射到控制器本地資源才可使用。

　　不同的CAN擴(kuò)展模塊，IO映射、軸映射方法相同。

　　IO映射采用擴(kuò)展模塊上自帶的撥碼開關(guān)設(shè)置，軸映射采用AXIS_ADDRESS指令映射軸號(hào)。

　　撥碼開關(guān)意義：

　　ZCAN擴(kuò)展模塊一般帶8位撥碼開關(guān)，撥ON生效，如圖所示:

　　撥碼含義如下：

　　1-4：4位CAN ID用于ZCAN擴(kuò)展模塊IO地址映射，對(duì)應(yīng)值0-15。

　　5-6：CAN通訊速度，對(duì)應(yīng)值0-3，可選四種不同的速度。

　　7：預(yù)留。

　　8：120歐姆電阻，撥ON表示CANL和CANH之間接入了120歐電阻。

　　撥碼1-4選擇CAN地址，控制器根據(jù)CAN撥碼地址來(lái)設(shè)定對(duì)應(yīng)擴(kuò)展模塊的IO的編號(hào)范圍，不同地址對(duì)應(yīng)數(shù)字量IO編號(hào)分配情況如下表：

　　撥碼每位OFF時(shí)對(duì)應(yīng)值0，ON時(shí)對(duì)應(yīng)值1，

　　地址組合值=撥碼4×8+撥碼3×4+撥碼2×2+撥碼1。

　　數(shù)字量起始IO映射編號(hào)從16開始，按16的倍數(shù)遞增。

　　撥碼開關(guān)必須在上電之前撥好，上電后重新?lián)艽a無(wú)效，需再次上電才生效。

　　撥碼1-4選擇CAN地址，不同地址對(duì)應(yīng)模擬量IO編號(hào)分配情況如下表：

　　模擬量AD起始IO映射編號(hào)從8開始，按8的倍數(shù)遞增。

　　模擬量DA起始IO映射編號(hào)從4開始，按4的倍數(shù)遞增。

　　ZCAN通訊速度設(shè)置

　　撥碼5-6選擇CAN通訊速度，組合值范圍0-3，對(duì)應(yīng)是速度如下表：

　　速度組合值=撥碼5×2+撥碼6×1。

　　控制器端通過CANIO_ADDRESS指令設(shè)置CAN通訊速度，同樣也是有四種速度參數(shù)可供選擇，需要與組合值對(duì)應(yīng)的擴(kuò)展模塊的通訊速度一致才可以互相通訊。

　　CANIO_ADDRESS指令還可以設(shè)置CAN通訊的主從端，缺省值32，做主端。

　　CAN通訊配置情況可在“控制器狀態(tài)”窗口查看。

　　IO映射和撥碼開關(guān)設(shè)置注意事項(xiàng)：

　　擴(kuò)展模塊撥碼開關(guān)根據(jù)當(dāng)前已包含IO點(diǎn)數(shù)的IN和OP最大者(外部IO接口數(shù)+脈沖軸內(nèi)的IO接口數(shù))。

　　如控制器本身包含28個(gè)IN，16個(gè)OP，那么第一個(gè)擴(kuò)展模塊設(shè)置的起始地址應(yīng)超過最大值28，按IO映射規(guī)則應(yīng)將撥碼設(shè)置為組合值1(二進(jìn)制組合值0001，從右往左對(duì)應(yīng)撥碼1-4，此時(shí)撥碼1置ON，其他置OFF)，此時(shí)擴(kuò)展模塊上的IO編號(hào)為32-47，其中，29-31空缺出來(lái)的IO編號(hào)舍去不用。

　　后續(xù)的擴(kuò)展模塊則依次按IO點(diǎn)數(shù)繼續(xù)確認(rèn)撥碼設(shè)置。

　　 當(dāng)控制器或擴(kuò)展模塊的IO編號(hào)范圍重復(fù)時(shí)，只有一個(gè)有效。建議重新設(shè)置撥碼使整個(gè)控制系統(tǒng)的IO編號(hào)均不重復(fù)。

　　7、ZCAN總線擴(kuò)展軸映射

　　CAN總線擴(kuò)展方式擴(kuò)展脈沖軸時(shí)，可選ZIO16082，擴(kuò)展兩個(gè)脈沖軸。

　　擴(kuò)展軸需要進(jìn)行軸映射操作，采用AXIS_ADDRESS指令映射，操作方法如下：

　　AXIS_ADDRESS(軸號(hào))=(32*0)+ID             '擴(kuò)展板的本地軸接口0

　　AXIS_ADDRESS(軸號(hào))=(32*1)+ID             '擴(kuò)展板的本地軸接口1

　　ID為擴(kuò)展板1-4位地址撥碼的組合值。

　　映射完成設(shè)置ATYPE等軸參數(shù)后就可以使用擴(kuò)展軸，示例：

　　ATYPE(6)=0                             '設(shè)為虛擬軸

　　AXIS_ADDRESS (6)=2+(32*1)'軸6映射到ZCAN擴(kuò)展模塊ID為2的軸號(hào)1

　　ATYPE(6)=8                 'ZCAN擴(kuò)展軸類型，脈沖方向方式步進(jìn)或伺服

　　UNITS(6)=100                     '脈沖當(dāng)量100

　　SPEED(6)=100                     '速度100uits/s

　　ACCEL(6)=1000                   '加速度1000units/s^2

　　MOVE(100) AXIS(6)             '擴(kuò)展軸運(yùn)動(dòng)100units

　　8、ZCAN擴(kuò)展模塊參考配置

　　配置一：ZIO系列

　　控制模塊配置：1個(gè)ZMC432+1個(gè) ZIO1632+1個(gè) ZIO16082+1個(gè) ZAIO0802

　　接線完成，正確設(shè)置撥碼開關(guān)，使用ZDevelop軟件連接上控制器，打開“控制器”-“控制器狀態(tài)”窗口，查看ZCAN節(jié)點(diǎn)信息，可以看到CAN總線連接的全部設(shè)備的信息。

　　ZIO1632的CAN ID設(shè)置為1，擴(kuò)展的數(shù)字量輸入IO編號(hào)為32-47共16個(gè)，擴(kuò)展的數(shù)字量輸出IO編號(hào)為32-63共32個(gè)。

　　ZIO16082的CAN ID設(shè)置為3，擴(kuò)展的數(shù)字量輸入IO編號(hào)為64-79共16個(gè)，擴(kuò)展的數(shù)字量輸出IO編號(hào)為64-71共8個(gè)，除此之外還帶兩個(gè)脈沖軸。

　　ZAIO0802的CAN ID設(shè)置為4，擴(kuò)展的模擬量輸入AD編號(hào)為40-47共8個(gè)，擴(kuò)展的模擬量輸出DA編號(hào)為20-21共2個(gè)。

　　配置二：ZMIO300系列

　　控制模塊配置：1個(gè)ZMC432+1個(gè) ZMIO300-CAN通訊模塊+4個(gè)ZMIO300-16DI輸入+2個(gè) ZMIO300-16DO輸出+2個(gè) ZMIO300-4AD+2個(gè) ZMIO300-4DA

　　使用ZDevelop軟件連接上控制器，打開“控制器”-“控制器狀態(tài)”窗口，查看ZCAN節(jié)點(diǎn)信息，可以看到CAN總線連接的全部設(shè)備的信息。

　　擴(kuò)展模塊CAN ID設(shè)置為1，擴(kuò)展的數(shù)字量輸入IO編號(hào)為32-95共64個(gè)，擴(kuò)展的數(shù)字量輸出IO編號(hào)為32-63共32個(gè)，擴(kuò)展的模擬量輸入AD編號(hào)為16-23共8個(gè)，擴(kuò)展的模擬量輸出DA編號(hào)為8-15共8個(gè)。

　　9、ZCAN擴(kuò)展連接狀態(tài)查看

　　判斷CAN擴(kuò)展板是否連接成功的方法有2種：

　　1)連接上控制器后，打開“控制器狀態(tài)”窗口，查看ZCAN節(jié)點(diǎn)信息里是否有擴(kuò)展板信息。

　　示例：

　　IF CANIO_STATUS(1) =0 THEN '判斷CAN擴(kuò)展模塊的連接狀態(tài)

　　PRINT"擴(kuò)展模塊1沒有連接好"

　　ENDIF

　　2)使用CANIO_STATUS指令判斷CAN擴(kuò)展模塊是否接好。
       示例：

　　?*CANIO_STATUS '輸出所有CAN擴(kuò)展模塊的狀態(tài)

　　10、ZCAN擴(kuò)展模塊演示例程

　　例程控制模塊配置：1個(gè)ZMC432+1個(gè) ZIO1632+1個(gè) ZIO16082+1個(gè) ZAIO0802，接線參考圖：

 RAPIDSTOP(
 2)
 WAIT IDLE 

 CANIO_ENABLE = ON
 '打開CAN主端功能，缺省為ON
 CANIO_ADDRESS = 32        '設(shè)置主端，缺省為主端，CAN波特率
 500KBPS，對(duì)應(yīng)速度撥碼組合值
 0
 'CANIO_ADDRESS = 32+ 256 '設(shè)置主端，CAN波特率為
 250KBPS，對(duì)應(yīng)速度撥碼組合值
 1
 'CANIO_ADDRESS = 32+ 512 '設(shè)置主端，CAN波特率為
 125KBPS，對(duì)應(yīng)速度撥碼組合值
 2
 'CANIO_ADDRESS = 32+ 768 '設(shè)置主端，CAN波特率為
 1MBPS，對(duì)應(yīng)速度撥碼組合值
 3 

 delay(
 300)                
 '延時(shí)300ms
         
 '判斷擴(kuò)展板的連接狀態(tài)
 'CanID 1   ZIO1632   in(32)~in(47),op(32)~op(63)
 'CanID
 3   ZIO16082  in(
 64)~in(
 79),op(
 64)~op(
 71),axis*
 2
 'CanID 4   ZAIO0802  ain(40)~ain(47),aout(20)~aout(21)
        
 IF CANIO_STATUS(1)=1 AND CANIO_STATUS(3)=1 AND CANIO_STATUS(4)=1 THEN '判斷IO板的連接狀態(tài)
     
 PRINT      
 "擴(kuò)展模塊連接成功"
 ELSE
 while
 1
 PRINT
 "擴(kuò)展模塊連接失敗"
         delay(
 1000)
     wend     
 ENDIF 

 '擴(kuò)展板 ZIO16082 軸號(hào)映射
 atype(6)=0 '設(shè)為虛擬軸
 atype(
 7)=
 0
 AXIS_ADDRESS(
 6)=(
 32*
 0)+
 3   
 'CANID為3，ZIO16082擴(kuò)展板的本地軸接口0映射到軸6
 AXIS_ADDRESS(7)=(32*1)+3    'CANID為
 3，ZIO16082擴(kuò)展板的本地軸接
 1映射到軸
 7
 '控制ZIO16082的2個(gè)軸
 BASE(6,7)               '選擇擴(kuò)展軸軸號(hào)
 ATYPE=
 8,
 8
 UNITS=
 100,
 100
 '脈沖當(dāng)量設(shè)置
 SPEED=100,100
 ACCEL=1000,1000
 DECEL=1000,1000
 DPOS=0,0
 MPOS=0,0
 TRIGGER '自動(dòng)觸發(fā)示波器
 MOVE(
 100,
 100)            
 '兩軸直線插補(bǔ)
 MOVE_OP(40,ON) '控制ZIO1632的輸出
 MOVE_OP(
 64,ON)
 '控制ZIO16082的輸出
 AOUT(20) = 4095         '控制ZAIO0802的AOUT0輸出
 10V電壓

程序執(zhí)行后，擴(kuò)展模塊輸出口狀態(tài)：

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