经济型EtherCAT运动控制器(一)：功能简介与应用场景

摘要：XPLC006E是正运动运动控制器推出的一款多轴经济型EtherCAT总线运动控制器，XPLC系列运动控制器可应用于各种需要脱机或联机运行的场合。

XPLC006E功能简介

XPLC006E是正运动运动控制器推出的一款多轴经济型EtherCAT总线运动控制器，XPLC系列运动控制器可应用于各种需要脱机或联机运行的场合。

XPLC006E自带6个电机轴，最多12轴运动控制（含虚拟轴数），支持12轴直线插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随、虚拟轴设置等功能。

XPLC006E支持多任务同时运行，同时可以在PC上直接仿真运行，编程方式多种可选，支持ZDevelop软件的Basic/PLC梯形图/HMI组态和常用上位机软件编程。

XPLC006E只支持EtherCAT总线轴，不支持脉冲轴和编码器轴。采用EtherCAT总线与驱动器通讯，1ms的刷新周期。

XPLC006E支持PLC、Basic、HMI组态三种编程方式。PC上位机API编程支持C#、C++、LabVIEW、VB、matlab、Qt、Linux、.Net、iMac、Python、 ROS等接口。

→此款产品有XPLC004E、XPLC006E、XPLC008E三个不同轴数的型号可选。

XPLC864E2功能简介

XPLC864E2在XPLC006E的功能基础上做了升级（即上节介绍的XPLC006E的功能都支持），部分资源空间优于XPLC006E，使用方法基本一致，不同之处在于XPLC864E2，硬件支持32点输入、32点输出、2个ADC、2个DAC，支持脉冲轴和总线轴混合使用，总实轴轴数为8，除了带EtherCAT接口之外，输出口硬件上可配置为8个轴的脉冲方向信号输出，另带两路编码器输入，可由输入口配置。

XPLC864E2支持PLC、Basic、HMI组态三种编程方式。PC上位机API编程支持C#、C++、LabVIEW、VB、matlab、Qt、Linux、.Net、iMAC、Python、 ROS等接口。

一

硬件参数说明

1. 基本参数

型号XPLC006EXPLC864E2基本轴数68最多扩展轴数1212基本轴类型EtherCAT总线轴EtherCAT总线轴+脉冲轴共8个，2个编码器轴内部IO数16进16出(带过流保护)32进32出(与轴信号通用)最多扩展IO数输入512，输出512输入512，输出512PWM数//锁存数/
AD/DA模拟量2路输出DA，12bits，0-10V2输出DA和2路输入AD，12bits，0-10V最多扩展AD/DAAD输入256，DA输出128AD输入256，DA输出128脉冲位数/32编码器位数/32速度加速度位数3232脉冲最高速率/500Khz（单端接法）每轴运动缓冲数32128数组空间160000160000程序空间6144KByte2MByteFlash空间8192KByte128MByte（1000个块主电源输入24v直流输入(功耗15W内)24V直流输入(功耗15W内)IO电源输入24V直流输入24V直流输入掉电存储VR10241024任务数1010通讯接口RS232，RS485，以太网，CAN，EtherCATRS232，RS485，以太网，U盘，CAN，EtherCAT

→注意XPLC系列控制器需要双电源供电，即除了主电源之外，还需要一个IO电源给IO端子供电，否则IO无法操作，板载IO指示灯查看IO是否通电成功。

2. 控制器状态查看

连接好控制器或仿真器后，通过“控制器”→“控制器状态”查看当前连接的控制器状态。

“控制器状态”能显示出控制器状态信息，包括控制器基本信息、ZCan节点状态、槽位节点状态、通讯配置。节点状态能显示连接的设备的轴数、起始IO编号等信息。

XPLC006E控制器状态示例图

XPLC864E2控制器状态示例图

基本信息包含最大虚轴数、最大电机轴数、任务数、文件数量、各类寄存器空间大小、程序容量大小、存储器大小、控制器的型号、软件版本号与时间、IP地址、硬件版本号，控制器硬件ID以及各轴上可配置的的类型及映射等。

A.控制器状态基本信息

VirtualAxises：支持最大虚拟轴数

RealAxises：支持最大电机轴数

Taskes：最大任务数

Files/3Files：最大文件/三次文件数

Modbus0x Bits：Modbus位寄存器用户可用空间大小

Modbus4x Regs：Modbus字寄存器用户可用空间大小

VR Regs：VR寄存器用户可用空间大小

TABLE Regs：TABLE数组用户可用空间大小

RomSize：Rom容量

FlashSize：Flash容量

SoftType：软件型号

SoftVersion：系统软件版本+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：轴类型列表

B.ZCan节点信息

连接扩展模块之后，可在此窗口查看CAN总线上的所有节点信息。（CAN总线使用可查看小组手往期文章，有详细说明）

C.槽位0节点信息

使用EtherCAT总线连接其他设备之后，例如驱动器或扩展模块，可在此窗口查看EtherCAT总线上的所有节点信息。（EtherCAT总线使用可查看小组手往期文章，有详细说明）

D.控制器通讯配置

查看CAN信息与RS232/RS485/RS422信息。

E.通讯设置显示内容如下

此时CAN通讯的设置：CANIO_ADDRESS = 32,CANIO_ENABLE=1

结合CANIO_ADDRESS与CANIO_ENABLE的信息可以知晓，此时控制器是ZCAN Master主站模式，CAN总线通讯速率500kbps，CAN使能状态。

如需修改CAN通讯的设置，修改CANIO_ADDRESS与CANIO_ENABLE相关参数即可。

Port0为RS232，ModbusSlave状态，地址1，VR与MODBUS寄存器是两片独立区间。

Port1为RS485，ModbusSlave状态，地址1，VR与MODBUS寄存器是两片独立区间。

更详细的解释请查看SETCOM指令相关的参数说明。

3. 硬件参数查询

控制器状态窗口能直接看到常用参数，在线命令输入?*max能查看全部硬件参数，以下以XPLC006E为例，其他型号查询方法与其一致。

max_axis:12 所有轴的最大轴数

max_motor:6 可控的最大电机轴数

max_movebuff: 1024 每个轴或者轴组的最大运动缓冲

max_in:16,528 控制器自带IN输入个数，最多支持IN输入个数

max_out:16,528控制器自带OUT输出个数，最多支持OUT输出个数

max_ain:0,128 控制器自带模拟量输入个数，最多支持模拟量输入个数

max_aout:2,64 控制器自带模拟量输出个数，最多支持模拟量输出个数

max_pwm:0 PWM输出个数

max_slot:1 总线个数

max_comport:2 串口个数

max_ethport:3 与PC、API函数的网口通讯连接

max_ethcustom:2 自定义网口通讯的连接

max_ethiport:1 正运动控制器互联互通的网口通讯连接

max_flashnum:128 FLASH块数

max_flashsize:16384 每个FLASH空间大小

max_pswitch:32 软件位置比较输出的最多个数

max_file:31 系统最多支持的文件数

max_3file:0 系统最多支持的三次文件数

max_task:10 任务数

max_timer:256 定时器个数

max_loopnest:8 内部循环或者选择的次数

max_callstack:8 子程序调用的堆栈层数

max_local of one sub:16 SUB的局部变量数

max_vr:1024 VR寄存器空间个数

max_table:160000 TABLE数组空间个数

max_modbusbit:8000 MODBUS_BIT位寄存器空间大小

max_modbusreg:8000 MODBUS_REG字寄存器空间大小

max_var:4096 最多支持变量个数(含全局变量与文件变量)

max_array:1024 最多支持数组个数(含全局数组与文件数组)

max_arrayspace:320000 所有数组总共的空间大小

max_sub:1500 最多支持SUB子程序的个数

max_edgescan:1024 最多可支持的上升沿/下降沿扫描个数

max_lablelength:17 数组与变量等自定义字符的最大长度

max_hmi:2,x:1024 y:800 支持2个远端HMI,最大尺寸为1024*800

SERVO_PERIOD:1000 min:1000 max:4000 控制器周期

function support:Cam MultiMove 支持的运动控制功能

二

编程方式

XPLC系列运动控制器需要用户二次开发，开发环境可分为两类，一是使用正运动自主研发的ZDevelop编程软件开发，二是使用常用的上位机软件开发。

1. ZDevelop编程软件

XPLC系列运动控制器支持使用ZDevelop编程软件的三种编程语言，Basic/PLC梯形图/HMI组态，三种语言之间可以混合编程，互相调用，三种语言的编程手册在ZDevelop菜单栏的“帮助”快速打开文档。

使用ZDevelop编程软件的优势是程序可以下载到控制器脱机运行，节省上位机成本，同时ZDevelop提供仿真、调试、参数监控等功能，辅助客户开发，加快项目进度。

2. 上位机软件

控制器支持Windows，Linux，Mac，Android，WinCE各种操作系统下的开发，提供VC，C#，VB.net，LabVIEW等各种环境的dll库。上位机软件编程参考《ZMotion PC函数库编程手册》。

使用PC上位机软件开发的程序无法下载到控制器，通过dll动态库连接到控制器。

使用PC上位机编程方式时，同时可以将控制器连上ZDevelop进行监控调试等操作。

三

硬件接线

XPLC006E的系统架构如下：

标识接口个数说明RS232232串口1个采用MODBUS_RTU协议RS485485串口1个采用MODBUS_RTU协议CANCAN总线1个连接CAN扩展模块或控制器EtherNET网口1个采用MODBUS_TCP协议，通过交换机扩展网口个数出厂IP：192.168.1.11EtherCATEtherCAT总线1个连接EtherCAT驱动器或EtherCAT扩展模块+24V主电源1个24V直流电源供电IN数字量输入16个NPN类型，外部24V供电OUT数字量输出16个NPN类型，外部24V供电DA模拟量输出2个分辨率12位，0-10VE24VIO电源1个24V直流电源给IO口供电

→只支持EtherCAT总线轴控制，脉冲轴控制建议选择其他型号。

四

控制器使用流程

第一步：硬件接线

参考控制器系统架构图，接入主电源（控制器采用24V直流电源供电）、驱动设备、IO设备、触摸屏、扩展模块等。

第二步：系统配置

设置伺服驱动器的参数，配置PC与控制器连接所需的串口或网口参数等。

第三步：连接控制器

采用串口或网口连接PC与控制器，建立通讯连接。

第四步：编程开发

选择一种开发方式，ZDevelop编程软件或上位机开发，参考对应的编程手册和例程，编辑程序。

第五步：程序调试