在基恩士PLC通过EtherCAT通讯控制伺服时,原位(原点)和正负限位信号的处理是运动控制的核心环节,需结合硬件接线、PDO映射和软件配置实现,以下为具体方案与分析:
一、硬件接线与信号接入
传统接法:原点、正负限位信号通常直接接入伺服驱动器的DI接口,例如汇川SV660N伺服驱动器默认将I1设为正限位、I2设为负限位、I3设为原点。此方式硬件响应快,但需依赖驱动器IO资源。
EtherCAT通讯替代方案:在驱动器IO不足或需集中监控时,可通过EtherCAT总线将限位信号传输至PLC。此时需在驱动器侧配置对应DIO功能,例如将SV660N的DI1-DI5分配为限位和原点信号,再通过PDO映射至PLC。
二、PDO映射与配置步骤
ESI文件注册与轴添加:
在KV STUDIO中导入伺服驱动器的ESI文件(如SV660N需使用
SV660N-Ecat_v0.09.xml
),完成轴添加。配置PDO映射时,需勾选对象字典索引
16#60FD
(数字输入)的子索引00
,将原点、正负限位信号映射至PLC的DI地址。位分配与参数设置:
原点信号:映射至
16#60FD
的bit2(如SV660N),在PLC中读取该位状态判断是否到达原点。正负限位信号:分别映射至bit1(正限位)和bit0(负限位),PLC通过检测这些位触发急停或报警逻辑。
扩展DI信号:若需更多限位信号,可映射至
16#60FD
的bit16-bit20(对应DI1-DI5)。软件限位与保护:
在PLC中设置软件正负限位值(如
SW_LIMIT_POS
和SW_LIMIT_NEG
),当伺服位置超过这些值时,PLC通过PDO发送控制字强制减速或停止。
三、运动控制与回零配置
回零模式选择:
在伺服驱动器中配置回零模式(如CiA402规范定义的35种模式之一),例如通过原点开关+Z相脉冲回零。
在PLC中启动回零程序(如MC_Home功能块),监控
16#60FD
的bit2状态,确认到达原点后完成回零。限位触发逻辑:
当PLC检测到
16#60FD
的bit0或bit1置位时,立即发送控制字(如6040h
的bit3置0)禁用伺服使能,防止超程。在HMI中显示限位报警信息,提示操作员排除故障。
四、调试与验证
信号测试:
手动触发限位开关或原点开关,监控PLC中对应DI地址的状态变化,确认信号传输正常。
在KV STUDIO的单元监控器中查看伺服驱动器的数字输入状态,确保与PLC一致。
运动测试:
执行JOG或定位运行,观察伺服在接近限位或原点时的响应,验证急停和回零功能是否可靠。
调整软件限位值,测试伺服在边界条件下的行为,确保无过冲或误动作。
五、注意事项
通讯延迟:EtherCAT通讯可能引入1-2ms延迟,对高速运动控制需评估响应时间是否满足要求。
冗余设计:建议硬件限位和软件限位双重保护,避免因通讯故障导致限位失效。
驱动器兼容性:不同品牌伺服(如汇川、台达)的
16#60FD
位分配可能不同,需参考具体手册配置。