ZMC432控制器硬件手册

ZMC432 总线运动控制器硬件手册 Version 1.3

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目 录 ZMC432 总线运动控制器硬件手册... 1 第一章控制器简介... 1 1.1 连接配置... 1 1.2 安装和编程... 2 1.3 产品特点... 2 第二章硬件描述... 3 2.1 ZMC432 系列型号规格... 3 2.1.1 订货信息 :... 3 2.2 ZMC432 接线... 4 2.2.1 电源接口 :... 5 2.2.2 通讯接口 :... 5 2.2.3 RS232 接口 :... 6 2.2.4 通用输入信号 :... 7 2.2.4.1 输入 0-7:... 7 2.2.4.2 输入 8-15:... 7 2.2.4.3 输入 16-23:... 8 2.2.5 通用输出 :... 8 2.2.5.1 输出 0-7:... 9 2.2.5.2 输出 8-11:... 9 2.2.6 DA 信号... 9 2.2.7 U 盘接口信号 :... 10 2.2.8 轴接口信号 :... 10 2.2.8.1 低速差分脉冲口和编码器接线参考 :... 11 2.2.8.2 高速差分脉冲口和编码器接线参考 :... 13 第三章扩展模块... 14 3.1 扩展模块 CAN 总线 输入输出 电源接线参考 :... 14 第四章常见问题... 14 第五章硬件安装... 16 5.1 ZMC432 安装尺寸... 16 5.2 接线参考... 16 2

第一章控制器简介 ZMC 是正运动技术推出的网络运动控制器型号简称 ZMC432 总线控制器支持 EtherCAT 总线连接, 支持最快 250us 的刷新周期 (16 轴以内 ), 支持最多达 32 轴运动控制, 支持直线插补 任意圆弧插补 空间圆弧 螺旋插补 电子凸轮 电子齿轮 同步跟随 虚拟轴设置等 ; 采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制 单台电脑最多支持达 256 个 ZMC 控制器同时链接 1.1 连接配置 典型连接配置图 ZMC 运动控制器支持以太网,USB,CAN,485 等通讯接口, 通过 CAN 总线可以连接各个扩展模块, 从而扩展输入输出点数或运动轴 (CAN 总线两端需要并接 120 欧姆的电阻 ) 1

1.2 安装和编程 ZDevelop 开发环境 ZMC 控制器通过 ZDevelop 开发环境来调试,ZDevelop 是一个很方便的编程 编译和调试环境 ZDevelop 可以通过串口 485 USB 或以太网与控制器建立连接 应该程序可以使用 VC,VB,VS,C++Builder,C#, 等软件来开发 调试时可以把 ZDevelop 软件同时连接到控制器, 程序运行时需要动态库 zmotion.dll 1.3 产品特点 最多达 32 轴运动控制 (6 脉冲轴 +ECAT 轴 / 编码器轴 / 虚拟轴 ) 脉冲轴输出模式 : 方向 / 脉冲或双脉冲 ECAT 最快 250us 的刷新周期 支持编码器位置测量, 可以配置为手轮输入模式 每轴最大输出脉冲频率 10MHz 通过 EtherCAT 总线, 最多可扩展到 4096 个隔离输入或输出口 轴正负限位信号口 / 原点信号口可以随意配置为任何输入口 输出口最大输出电流可达 300mA, 可直接驱动部分电磁阀 U 盘接口 RS485 接口 以太网接口 支持最多达 16 轴直线插补 任意空间圆弧插补 螺旋插补 样条插补 支持电子凸轮 电子齿轮 位置锁存 同步跟随 虚拟轴等功能 支持硬件比较输出 (HW_PSWITCH2), 硬件定时器, 运动中精准输出 支持脉冲闭环, 螺距补偿等功能 支持 ZBasic 多文件多任务编程 多种程序加密手段, 保护客户的知识产权 掉电检测, 掉电存储 2

第二章硬件描述 2.1 ZMC432 系列型号规格 ZMC432 ZMC432-16 基本轴数 32 16 最多扩展轴数 32 32 基本轴类型 ECAT/6 脉冲脉冲轴 内部 IO 数 24 进 12 出 ( 带过流保护 ), 另外每脉冲轴有 1 进 1 出. 最多扩展 IO 数 512 进 512 出 PWM 数 2( 输出频率 1M) 内部 ADDA 数 2 路 DA (0-10V) 最多扩展 AD/DA 256 路 AD,128 路 DA 脉冲位数 64 编码器位数 64 速度加速度位数 64 脉冲最高速率 10Mhz 每轴运动缓冲数 512 数组空间 320000 程序空间 2000KByte Flash 空间 256MByte 电源输入 24V 直流输入 ( 功耗 10W 内, 不用风扇散热 ), IO 口负载没有计算在内 通讯接口 RS232,RS485, 以太网,U 盘,CAN, EtherCAT 外形尺寸 205*135.25mm 控制器带 6 路脉冲和 6 路编码器, 前 6 轴可以选择使用脉冲或 ECAT 轴 6/7/8/9/10/11 可以配置为编码器, 从而映射到轴 0-5 的编码器 通用输入输出 2 个 pwm 功能, 通过 ATYPE 来设置 ZMC4 系列支持正运动 XPLC 的功能, 可以通过网络来做组态显示 2.1.1 订货信息 : 型号 ZMC432 ZMC432-1 规格描述 32 轴, 点位, 直线, 圆弧, 电子凸轮, 连续轨迹运动, 机械手指令 32 轴, 点位, 电子凸轮 3

ZMC432-16 ZMC432-16R 16 轴, 点位, 直线, 圆弧, 电子凸轮, 连续轨迹运动, 机械手指令 16 轴加上蜘蛛手和 6 关节机械手指令支持 2.2 ZMC432 接线 ZMC432 具有 32 个轴, 最多达 32 个虚拟轴 ZMC432 可以通过扩展模块来扩展轴 ZMC432 板上自带 24 个通用输入口,12 个通用输出口 ( 每轴另带 1 个输入口,1 个输出 口 ),2 个 0-10V DA 4

ZMC432 带 1 个 RS232 串口,1 个 RS485,1 个以太网接口 ZMC432 带一个 CAN 总线接口, 支持通过 ZCAN 协议来连接扩展模块 ZMC432 带一个 U 盘接口 2.2.1 电源接口 : 针脚号 名称 说明 1 E+24V 外部电源 24V 输入 2 EGND 外部电源地 3 FG/EARTH 安规地 / 屏蔽层 ZMC432 系列控制器采用单电源供电,ZMC0-2 系列和 ZIO 扩展卡采用双电源供电 5V 轴和编码器接口采用内部电源,IO 采用外部电源 ;ZIO 扩展模块扩展出来的轴和编码 器采用外部电源 2.2.2 通讯接口 : 针脚号 名称 说明 1 485B 485-2 485A 485+ 3 EGND 外部电源地 4 CANL CAN 差分数据 - 5

5 CANH CAN 差分数据 + 电阻 CAN 总线上链接多个控制器时, 需要在最两边控制器的 CANL 与 CANH 端并接 120 欧姆的 ZMC4 系列的通讯接口采用外部 24V 电源, 与其他控制器或触摸屏连接时要留意 CAN 总线通讯双方必须保证对应 GND 连上或是控制器和扩展模块用同一个电 源 ZMC432 控制器和扩展模块用不同电源供电时 : 控制器电源 EGND 要连接扩展模块电源 的 GND, 否则可能烧坏 CAN ( 接线参考见第三章扩展模块 ) 2.2.3 RS232 接口 : RS232 接口 其 9pin 引脚定义如下 : 针脚号 名称 说明 2 RXD 接收数据引脚 3 TXD 发送数据引脚 5 EGND 外部电源地 9 E5V 外部电源 5V 输出, 可用于对文本屏供电 与电脑连接需要使用双母头的 2.3 交叉线 6

2.2.4 通用输入信号 : 每轴信号里面另有 1 个通用输入口, 见轴接口描述. 2.2.4.1 输入 0-7: 针脚号 名称 说明 缺省功能 1 EGND 外部电源地 2 EGND 外部电源地 3 IN0 输入 0 锁存 A 4 IN1 输入 1 锁存 B 5 IN2 输入 2 6 IN3 输入 3 7 IN4 输入 4 8 IN5 输入 5 9 IN6 输入 6 10 IN7 输入 7 输入 0 与输入 1 同时具有锁存输入 A 与锁存输入 B 的功能 2.2.4.2 输入 8-15: 针脚号 名称 说明 缺省或建议功能 1 EGND 外部电源地 2 EGND 外部电源地 3 IN8 输入 8 7

4 IN9 输入 9 5 IN10 输入 10 6 IN11 输入 11 7 IN12 输入 12 8 IN13 输入 13 9 IN14 输入 14 10 IN15 输入 15 2.2.4.3 输入 16-23: 针脚号 名称 说明 缺省或建议功能 1 EGND 外部电源地 2 EGND 外部电源地 3 IN16 输入 16 4 IN17 输入 17 5 IN18 输入 18 6 IN19 输入 19 7 IN20 输入 20 8 IN21 输入 21 9 IN22 输入 22 10 IN23 输入 23 2.2.5 通用输出 : 输出电路 每轴信号里面另有 1 个不带电流放大的通用输出口, 见轴接口描述. 8

2.2.5.1 输出 0-7: 针脚号 名称 说明 1 EGND 外部电源地 2 E5V 外部 5V 电源输出. 3 OUT0 输出 0,PWM0 4 OUT1 输出 1,PWM1 5 OUT2 输出 2 6 OUT3 输出 3 7 OUT4 输出 4 8 OUT5 输出 5 9 OUT6 输出 6 10 OUT7 输出 7 OUT0/1 具有 PWM 的功能, 当 PWM 关闭时为通用输出 2.2.5.2 输出 8-11: 1 EGND 外部电源地 2 OUT8 输出 8 3 OUT9 输出 9 4 OUT10 输出 10 5 OUT11 输出 11 2.2.6 DA 信号 针脚号 名称 说明 1 NC 备用 2 NC 备用 3 DA0 0-10V 模拟输出口 0 4 DA1 0-10V 模拟输出口 1 5 DAGND 内部电源模拟地 ZMC432 内部 DA 采用了内部电源 9

2.2.7 U 盘接口信号 : 针脚号 名称 说明 1 V U 盘 +5V 电源输出 2 D- 差分数据 D- 3 D+ 差分数据 D+ 4 GND 内部电源地 2.2.8 轴接口信号 : 提供了 0V 和 +5V 输出, 可以为编码器提供 5V 电源 轴使用前, 要通过 ATYPE 参数来配置轴的使用方式 针脚号 信号 说明 1 EGND 外部电源地 2 IN24-29/ALM 通用输入, 建议做驱动报警 3 OUT12-17/ENABLE 通用输出, 建议驱动使能 4 EA- 编码器输入 5 EB- 编码器输入 6 EZ- 编码器输入 7 +5V 内部电源 +5v 输出 8 备用 备用 9 DIR+ 伺服或步进方向输出 10 GND 内部电源地 11 PUL- 伺服或步进脉冲输出 12 备用 备用 13 GND 内部电源地 10

14 OVCC 外部 E+24V 输出 ( 建议仅供伺服 IO ) 15 备用 备用 16 备用 备用 17 EA+ 编码器输入 18 EB+ 编码器输入 19 EZ+ 编码器输入 20 GND 内部电源地 21 GND 内部电源地 22 DIR- 伺服或步进方向输出 23 PUL+ 伺服或步进脉冲输出 24 GND 内部电源地 25 备用 备用 26 备用 备用 2.2.8.1 低速差分脉冲口和编码器接线参考 : 差分连接方式 单端连接方式 11

编码器连接方式 ZMC432 控制器和松下 A5 伺服驱动器低速差分脉冲口接线参考如果接了高速差分脉冲口或者编码器必须把 24 脚 GND 和驱动器 13.25 脚 GND 连接起来 12

2.2.8.2 高速差分脉冲口和编码器接线参考 : 速度满足要求时优先使用低速差分脉冲口, 使用高速差分脉冲接口时务必将控制器内 部数字地连到驱动器高速脉冲口参考地 差分高速脉冲口连接方式 ZMC432 控制器和松下 A5 伺服驱动器高速差分脉冲口接线参考 13

第三章扩展模块 请参见 ZIO 扩展卡硬件手册 也可以通过 EtherCAT 模块来扩展 3.1 扩展模块 CAN 总线 输入输出 电源接线参考 : ZMC4 系列控制器采用单电源供电,ZIO 扩展卡采用双电源供电, 使用时将 IO 板的两路电源接到一路电源即可 ZMC432 控制器和 ZIO 扩展模块用不同电源供电时 : 控制器电源 EGND 要连接扩展模块电源的 GND, 否则可能烧坏 CAN CAN 总线上链接多个 ZIO 扩展模块时, 需要在最末端的 ZIO 扩展模块 CANL 与 CANH 端并接一个 120 欧姆的电阻 第四章常见问题 问题 解决问题的建议 电机不转动 确认控制器的 ATYPE 有配置正确 ; 14

确认脉冲发送方式和驱动器的输入脉冲方式是否匹配 ; 确认是否有硬件限位, 软件限位,ALM 信号起作用 ; 可以用测试软件进行测试, 观察脉冲计数等是否正常 ; 控制器已经正常工作, 正常发检查驱动器和电机之间的连接是否正确, 驱动器与控制器出脉冲, 但电机不转动 之间的接线是否接触良好 确保驱动器工作正常, 没有出现报警 电机可以转动, 但工作不正检查设置减速度和速度是否超过了设备极限 ; 常 检查输出脉冲频率是否超过了驱动器的接收极限 ; 检查控制器和驱动器是否正确接地, 抗干扰措施是否做好 ; 脉冲和方向信号输出端光电隔离电路中使用的限流电阻过大, 工作电流偏小 能够控制电机, 但电机出现可能是驱动器参数设置不当, 检查驱动器参数设置 ; 振荡或是过冲 应用软件中加减速时间和运动速度设置不合理 能够控制电机, 但工作时, 回原点信号开关是否工作正常 ; 原点定位不准 原点信号是否受到干扰 限位信号不起作用 限位传感器工作不正常 ; 限位传感器信号受干扰 ; 扩展模块连接不上, 扩展模块检查 120 欧姆电阻是否有安装在两端 ; 告警灯亮 检查是否有多个扩展模块采用同样的 ID 输入口检测不到信号检查 IO 电源有无供给 ; 检查信号电平是否与输入口匹配 检查输入口编号是否与 IO 板的 ID 相匹配 输出口操作时没有反应检查 IO 电源有无供给 ;IO 板上也要供 IO 电源 检查输出口编号是否与 IO 板的 ID 相匹配 控制器网口连接不上网口的灯是否点亮? 是否采用直连网线且电脑不支持自动交叉? 控制器 IP 地址是否被修改? PC 的网卡 IP 地址是否与控制器一个网段? 控制器串口连接不上串口参数是否被运行程序修改, 可以通过?*SETCOM 查看当前的所有串口配置 15

第五章硬件安装 5.1 ZMC432 安装尺寸 单位 :mm 安装孔直径 4.5mm 5.2 接线参考 扩展板请参见 ZIO 扩展卡硬件手册 和 EIO 扩展卡硬件手册 16