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XDH-60T4 伺服与运动控制

本参考仅针对 XDH-60T4 的 PLC 侧运动控制。先确认轴是接在本体晶体管脉冲口,还是接在 EtherCAT 总线上;两条路径的参数、接线、使能和诊断方式不同,不能混用。项目使用 DS5C-20P4-PTA 时,同时读取 ds5c-20p4-pta-drive.md;其他伺服驱动器仍必须以其型号手册为准。

已确认的机型能力

项目 官方资料确认 工程含义
本体类型 XDH-60T4 是 XDH-60 系列的 T4 型 使用晶体管输出,不是继电器脉冲输出。
本地高速脉冲轴 Y0~Y3,4 路 每一轴可作为脉冲输出端;方向端从其余晶体管输出中分配并在配置中明确指定。
本地脉冲规格 DC5~30V、最大 50mA、最大 100kHz 驱动器脉冲输入必须与 OC 脉冲加方向方式兼容;不能只按“有脉冲口”判断兼容。
EtherCAT XDH 有两个以太网口,EtherCAT 使用 LAN2 PLC 到第一个伺服 LAN1,再从该伺服的另一口串到下一台,采用线型拓扑。
高级运动 高级运动篇适用于 XDH 可用 EtherCAT 轴配置、轴调试、单轴/轴组/CAM/POU 功能;具体指令和版本条件逐项查原手册。

来源:XDH-60 随机手册 PDF 1-2;定位控制篇 PDF 13-14;高级运动控制篇 PDF 8-10、42-45。

路径选择

本体脉冲加方向

适用于驱动器提供脉冲输入,且项目需要 1-4 条独立本地轴的情形。

  1. 将轴脉冲输出分配到 Y0~Y3,每轴另外分配未被占用的晶体管输出作为方向端,避免多个轴复用同一方向端。
  2. 在 XDPPro 的脉冲参数/定位指令配置中设定脉冲端、方向端、方向极性、脉冲单位、每转脉冲数和机械单位换算。
  3. 在驱动器中把指令输入配置为与 PLC 相符的集电极开路、脉冲加方向、负逻辑输入形式;若驱动器仅接受差分输入,使用合适的 OC-Diff 转换方案并以驱动器接线图为准。
  4. 先做低速点动或小距离 DRVI,确认方向和实际位移;再做 ZRN,最后才允许绝对定位 DRVA

XDH-60T4 的脉冲输出属于 OC 脉冲加方向。定位控制篇指出定位用脉冲输出负载电流应为 DC5~24V、10~100mA;控制线应与动力线分开,并使用外部急停、正反转/上下限硬件互锁。不要从本体 I/O 名称推测具体伺服的 PUL/DIR 端子或 NPN/PNP 接法。

来源:定位控制篇 PDF 13-14、162-168;XDH-60 随机手册 PDF 2。

EtherCAT 总线轴

适用于需要总线伺服、多轴同步、插补、电子凸轮、追剪或飞剪的项目。本地 4 路脉冲轴数不等于 EtherCAT 从站轴数,后者应以 PLC 型号配置、固件、驱动器和通讯周期实际核定。

  1. 在停机、断能状态完成 LAN2 -> 第一台伺服 LAN1 -> 下一台伺服 的线型接线,使用屏蔽工业以太网线并核对每个从站顺序。
  2. 在工程树的 PLC 配置中打开 EtherCAT;先扫描从站或手工添加匹配的 XML。StationID 0 是第一台从站,列表顺序必须与物理拓扑一致。
  3. 设定主站同步周期。高级运动篇给出的推荐值为:16 轴及以下 1000us,17-32 轴 2000us,33-64 轴 4000us;满足固件条件时,4 轴及以下可设 250us、8 轴及以下可设 500us。先以保守周期调通,再评估缩短周期。
  4. 将从站设置为 Servo Module,并把功能映射号与轴配置的从站号对应。不要把“站号”和程序使用的逻辑轴号混为一谈。
  5. 先配置并写入,随后激活。激活会让从站经历 Init -> PreOP -> SafeOP -> OP,其效果近似停机后重新运行,必须在设备可安全动作时执行。
  6. 在轴配置中选择 EtherCAT 指令通道,设置单位换算、电子齿轮/每圈脉冲数、正负限位、回原参数;轴调试前关闭程序里已有的轴使能。

来源:高级运动控制篇 PDF 8-25、42-52。

脉冲定位指令路由

目标 指令 必要认识 主要来源
相对移动 DRVI S0 S1 S2 D0 D1 上升/下降沿触发;S0 为脉冲数,负数反向;S1 为频率;S2 为 0 加速到设定频率的时间;D0 脉冲端、D1 方向端。 定位控制篇 PDF 111-116
绝对移动 DRVA S0 S1 S2 D0 D1 目标以机械原点为基准,依赖累计脉冲位置;没有完成可靠回零前,不要把它作为真实机械绝对位置。 定位控制篇 PDF 117-122
机械回零 ZRN S D 上升/下降沿触发;原点、极限、方向、爬行速度和可选 Z 相由参数配置。该指令不支持软限位和原点辅助信号功能。 定位控制篇 PDF 123-130
发送过程判断 SM1000 / SM1020 / SM1040 / SM1060 分别对应 Y0/Y1/Y2/Y3 正在发脉冲。其下降沿表示 PLC 已发完脉冲,不等于机械已真正停止到位。 定位控制篇 PDF 169-170

同一脉冲端口在脉冲发送期间,新的定位指令不会被响应。为每轴建立独立的“请求、忙、完成、故障、到位”状态机,完成条件至少组合 PLC 脉冲发送结束、驱动器报警正常、驱动器到位或机械反馈条件,不能只靠 SM1000 的下降沿。

EtherCAT 单轴和 POU 路由

高级运动篇的原梯形图单轴指令包括 A_PWR(使能)、A_RST(清错)、A_STOP(停止)、A_HALT(暂停)、A_MOVEA(绝对位置)、A_MOVER(相对位置)、A_VELMOVE(速度)和 A_HOME(HM 回原)。它们与脉冲 DRVI/DRVA/ZRN 是两套不同控制层,不要对同一个轴同时交叉下令。

需要 POU 时,XDPPro 可在运动 POU 库中使用带 BMC_ 前缀的指令,例如 BMC_A_POWER。轴配置添加轴后会生成轴结构体变量;使用前在系统变量表中勾选“引用”。POU 引脚必须关联类型匹配的变量,不能直接把寄存器或线圈接到 POU 引脚。

来源:高级运动控制篇 PDF 64-75。

调试与诊断顺序

  1. 备份工程、核对急停/防护门/STO、外部正负限位、机械区域清空;先停止主运动并解除负载风险。
  2. 先监控,不先强制输出。脉冲轴核查 Y0~Y3 LED、方向输出、累计脉冲寄存器和对应发送标志;总线轴核查从站状态、故障和轴反馈。
  3. 脉冲轴不动作时依次核查接线、PLC 端 LED/方向、累计脉冲是否变化、驱动器输入形式是否匹配。停止位置不准时优先核查电子齿轮、原点/爬行速度、编码器 Z 相和机械背隙。
  4. EtherCAT 轴先确认实际从站顺序、StationID、功能映射号、PDO 映射和是否到 OP;状态可从 SD[8021+20*i] 观察,状态切换错误可从 SD[8028+20*i] 查阅。
  5. 仅在确知对象、停机状态和恢复方案时修改 CoE-Online、SDO 或 ESC 寄存器。部分对象或寄存器的在线写入会造成通讯中断。

来源:定位控制篇 PDF 171-173;高级运动控制篇 PDF 13-25、46-52;EtherCAT 运动控制用户手册 PDF 162-175(补充)。

版本与未决信息

  • 定位控制篇列出 XDH 需要 XDPPro V3.7.4 及以上;高级运动中的具体功能还会各自要求固件和软件版本,实施前逐条核对。
  • XDH-60T4 已能确认本地 4 路脉冲输出;EtherCAT 的实际可用从站数、周期和控制模式应以当前 PLC 固件、驱动器 XML、驱动器型号和工程配置为准。
  • 当前 DS5C-20P4-PTA 的驱动器侧资料见 ds5c-20p4-pta-drive.md。获得电机完整型号、机械传动数据、限位/原点传感器和当前 XDPPro 版本后,可继续生成这套设备的接线表、参数表、软元件分配和梯形图/POU 顺序。