问：第一次使用运动控制器，想让它带着脉冲伺服驱动器转起来却不知道如何使用？

本文将以ZMC432CL-V2控制器为例手把手带你从零开始，完成运动控制器与脉冲型驱动器的使用全流程。流程速览图如下：

一、材料准备

01 硬件设备

• 一台ZMC432CL-V2控制器

• 一套脉冲型伺服驱动器+电机

• 一台电脑

• 一个24V直流电源

02 软件

• RTSys V1.3.02编程软件

（可在正运动技术的官网下载：https://www.zmotion.com.cn/）

03 配件

• 超六类带屏蔽层网线×1

• 脉冲轴连接线一根×1

• 接线端子与连接线若干

二、硬件接线

01 ZMC432CL-V2硬件介绍

ZMC432CL-V2高性能多轴运动控制器是一款兼容EtherCAT总线和脉冲型的独立式运动控制器，具备高速实时反馈功能，支持脉冲全闭环控制，能够实现高精度、高响应速度的运动控制。高精度定位，有效消除机械传动误差，满足高精密加工场景应用要求。

ZMC432CL-V2硬件功能：

• 丰富的运动控制功能：支持直线、圆弧、空间圆弧、螺旋插补等。

• 硬件接口丰富：支持脉冲轴（带编码器反馈）和EtherCAT总线轴，具备24路输入和12路输出的通用IO，部分为高速IO，2路模拟量输出(DA)。

• EtherCAT刷新周期最快达250us，满足高速通信需求。

• 支持4通道硬件比较输出、硬件定时器、运动中精准输出，适用于多通道视觉飞拍等场合。

• 支持掉电检测、掉电存储，多种程序加密方式，能够有效防止系统故障，保护项目工程文件数据，并提高系统的可靠性。

• 通过纯国产IDE开发环境RTSys进行项目开发，可实时仿真、在线跟踪以及诊断与调试，简便易用，支持多种高级上位机语言联合编程进行二次开发。

02

控制器接线

（一）控制器主电源通电

将控制器主电源接线端子上的E+24V端子接入24V直流电源正极，将EGND端子接入24V直流电源负极。

（二）控制器与上位机通讯

1.网口通讯：使用一根超六类带屏蔽层双绞网线将控制器的EtherNET端口与电脑的以太网口相连，如下图中蓝色接线。（支持通过交换机连接到上位机）

2.串口通讯：使用串口线将控制器的RS232接口或RS485连接至上位机。

下图为控制器接口用途的系统框架，本文仅以网口通讯、脉冲轴连接为例进行介绍，其他接口自行根据需求确定是否需要连接。

03

控制器与脉冲驱动器接线

（一）确定要使用轴接口号

首先需要确定驱动器连接到控制器的轴接口及轴号，本例主要以AXIS差分脉冲轴举例，连接控制器中的AXIS0（即轴0）。

（二）查询脉冲轴接口引脚定义

查询控制器端脉冲轴接口的引脚定义，可至官网下载《ZMC432CL-V2用户手册》，在手册中的“2.10 AXIS轴接口”章节查看。

驱动器脉冲接口引脚定义需到对应的驱动器手册进行查看。（本文不做展示）

ZMC432CL-V2脉冲轴接口引脚定义如下：

注意：若为其他类型轴接口请参考具体型号的用户手册查看引脚定义。

（三）选择接线方式

该脉冲接口与驱动器、编码器连接，均支持差分接法或单端接法，具体接线及其优劣势如下：
1.差分接线

优点：用两根信号线，可实现输出幅度相等、相位相反的电平，抗干扰能力较强。

缺点：布线多一倍、成本更高、走线要求严格。

适用：长线缆、变频器/电机等强干扰环境、高速高精运动控制。

控制器与驱动器脉冲轴接线：

将控制器端的脉冲轴接口里的“DIR+”和“DIR-”两个方向信号分别连接到驱动器端脉冲轴接口的“方向信号+”和“方向信号-”接口；再将控制器端的“PUL+”和“PUL-”两个脉冲信号分别连接到驱动器端的“脉冲信号+”和“脉冲信号-”接口。

Tip：需要注意驱动器端的脉冲接口是否有高低速之分，若有则需进行选择使用高速脉冲或低速脉冲，其对应驱动器端使用的引脚接口不同。另外，还需到驱动器软件查看对应高速/低速脉冲参数是否与实际接线匹配。

控制器与驱动器编码器接线：

将控制器端的脉冲轴接口里的“EA+” 、 “EA-” 、 “EB+” 、“EB-” 、 “EZ+” 、 “EZ-”引脚连接到驱动器端的编码器接口，A、B、Z相及其正负均需要对应连接，即控制器的“EA+”接到驱动器的编码器A相+，“EA-”接到驱动器的编码器A相-；控制器的“EB+”接到驱动器的编码器B相+，以此类推即可。另外需要将控制器端的“GND”引脚接到驱动器端的编码器信号地。

控制器与驱动器的使能、报警接线：

将控制器端的“ENA”接到驱动器端的“使能输入”引脚上即可。

将控制器端的“ALM”引脚接到驱动器端的“报警输出+”，将控制器端的“EGND”接到驱动器端的“报警输出 -”引脚。

控制器与驱动器的电源、共地接线：

将控制器端的OVCC、EGND分别连接到驱动器端的“公共端+”、“公共端-”。

控制器与驱动器端的脉冲轴、编码器轴接线如下图（本文以A6伺服驱动器为例）：

2.单端接线
优点：接线少、成本低、操作简单。

缺点：抗干扰差，地线上的噪声会直接叠加到信号上。

适用：电缆很短、现场干扰小、对成本敏感的场景。

控制器与驱动器单端脉冲接线：

（注意：本例接线均基于AXIS轴接口的引脚进行单端接线介绍）

将控制器端的“DIR-”和“PUL-”分别对应连接到驱动器端的“方向信号-”和“脉冲信号-”，将驱动器端的“方向信号+”和“脉冲信号+”一起连接到控制器端的差分脉冲轴接口里的“+5V电源”引脚。其他引脚悬空即可，其接线示意图如下：

控制器与驱动器单端编码器接线：

（注意：本例接线均基于AXIS轴接口的引脚进行单端接线介绍）

将控制器端的“EA+”、“EB+”、“EZ+”连接到驱动器端的编码器A相、B相、Z相引脚接口；将控制器端的“+5V电源”、“GND”分别对应连接到驱动器端的编码器5V信号引脚接口、信号地接口。其他引脚悬空即可，具体示意图如下：

控制器OUT口与驱动器单端脉冲接线：

ZMC432CL-V2的OUT0、OUT1和OUT2、OUT3可支持2组脉冲输出（轴6和轴7），但该接口上仅可使用单端接线方式，本文以轴7为例。将控制器端的OUT2接到驱动器端的“脉冲信号-”，控制器的OUT3接到驱动器端的“方向信号-”；另外将驱动器端的“脉冲信号+”和“方向信号+”一起接到控制器端的24V或5V电源接口，具体取决于驱动器是24V供电还是5V供电。

其接线示意图如下：

24V单端脉冲轴接线：（PUL7、DIR7为例）

5V单端脉冲轴接线：（PUL7、DIR7为例）

三、控制器与RTSys软件连接

控制器与电脑可以通过串口或网口连接，下面以网口连接为例展开说明。（其他连接方式可在官网下载《RTSys使用手册》查看）

第一步：确认控制器网口已通过网线与上位机连接且已各自通电。

第二步：打开RTSys编程软件，点击“常用”或“控制器”→“连接”→“控制器”，打开“连接到控制器”窗口。

第三步：查看电脑的网段与控制器的网段是否一致。

连接成功的条件是：电脑与控制器的网段需要保持一致！（网段一致是指IP地址的前三段需要一致。）

控制器默认IP地址为：192.168.0.11。在“连接到控制器”窗口中可查看“本机IP”，该IP地址即电脑的IP地址。若网段一致，则可在该窗口中的“IP”栏选择控制器的IP地址后，直接点击连接即可。

若控制器与电脑不处于同一网段，则需要修改控制器或电脑其中之一的IP地址，使二者处于同一网段。具体连接及修改方式可查看“自主自研运动控制集成开发平台RTSys（一）：快速入门”或《RTSys使用手册》。

第四步：若网段一致，在下拉列表中找不到控制器IP地址，可使用IP扫描。

点击上述窗口中“IP扫描”，设置要扫描的网段范围（即起始IP地址和结束IP地址），点击“开始扫描”，查看刷新列表中是否有控制器的IP地址，若有点击“确定”即可，此时返回“连接到控制器”窗口，点击IP栏的下拉列表可查找到控制器IP地址。

四、确定控制器使用的轴号

01 确认脉冲轴号

一般来说，默认驱动器接到控制器的AXIS 0，轴号即为轴0；接到AXIS 1，轴号为轴1，以此类推。若已有其他轴号冲突，也支持修改本地脉冲轴号，可使用AXIS_ADDRESS指令对脉冲轴号进行重映射，具体语法使用规则可参考《RTBasic编程手册》。

本文不做轴号修改，直接默认使用AXIS 0，则在Basic程序中可直接使用BASE指令指定轴号，后续的轴参数均作用于该轴，具体程序代码如下：（若使用多个轴进行插补，则需要选定主轴号）

'单轴运动
BASE(0)           '轴列表选择为：0
'多轴运动
BASE(0,1)         '默认第一个为主轴，即轴0为主轴
'详细语法使用可参考《RTBasic编程手册》

02

确认编码器轴号

若电机自带编码器，并将编码器接入到控制器的AXIS轴接口中的编码器引脚上时，即可实现反馈脉冲轴的实际位置。但想要查看轴0的编码器反馈在哪个轴号上，需要通过RTSys连接上控制器之后，打开菜单栏“控制器”→“控制器状态”查看Axis features list（轴特征列表），如下图所示。

图中轴特征列表中的第一列的数字表示轴号，轴号后对应内容具体含义如下表：

以控制器ZMC432CL-V2为例，控制器本体有6个脉冲轴接口，那么脉冲输出的轴号分别为0，1，2，3，4，5；编码器反馈所对应的轴号为6，7，8，9，10，11；第一个脉冲轴接口里就有轴号0（输出设备电机）和6（反馈设备编码器），第二个脉冲轴接口里的轴号包括1和7，第三个脉冲轴接口里的轴号包括2和8，依此类推。

五、脉冲轴使能

根据上文硬件接线部分，将AXIS脉冲轴中的使能信号与驱动器接线后，可直接操作OUT口上使能。本例接的是AXIS 0 ，因此该轴接口对应的使能OUT口为OUT12，在RTSys软件的“输出口”工具（菜单栏“工具”→“输出口”）中打开OUT12使能。

ZMC432CL-V2脉冲轴DB26接口引脚号与IO的对应关系：

下表表示的意思为：AXIS0轴接口中引脚2为报警输入，对应输入口为IN24；引脚3为使能输出，对应输出口为OUT12。AXIS1轴接口中引脚2为报警输入，对应输入口为IN25；引脚3为使能输出，对应输出口为OUT13。以此类推。

如何判断轴是否使能？

方式一：通过驱动器面板显示判断（如使能灯、面板显示对应使能字符，具体以驱动器手册介绍为准）。

方式二：可在保证安全的条件下，用手旋转电机轴，能转动电机轴说明未使能，旋转不动说明已使能。（该方式对于已抱闸电机不适用）

六、控制器基本轴参数配置

01确定轴类型

轴类型需要根据实际使用的驱动器和电机进行选择，正运动提供了市面上常见的多种轴类型，具体如下表，在使用轴之前需要先设置好正确的轴类型，可以使用ATYPE指令进行设置。

例如：脉冲轴选择ATYPE=1/7；若脉冲轴带编码器选择ATYPE=4/5；EtherCAT总线轴选择ATYPE=65/66/67等。

本文例子使用的是伺服脉冲轴带EZ信号输入，则设置ATYPE=7。

02 确定脉冲模式

控制器与驱动器使用的脉冲模式必须一致！！！

控制器脉冲轴接口的脉冲模式默认为“脉冲+方向”模式，但也支持“双脉冲”、“正交脉冲”模式（但并非所有控制器型号支持，具体需找技术工程师确认）。先确认驱动器使用的脉冲模式（可在驱动器相关文档查询），若使用的脉冲驱动器和电机模式为“脉冲+方向”，则控制器无需修改模式，若为其他模式，则控制器可通过INVERT_STEP指令修改脉冲模式。

本文控制器和伺服驱动器默认使用“脉冲+方向”模式，因此无需在BASIC程序中修改。

脉冲+方向模式

双脉冲模式

正交脉冲模式

03 设置轴的脉冲当量

轴的脉冲当量可使用UNITS指令进行设置，一般设置为电机走1mm或者走1°所需要的脉冲数。请根据电机实际参数进行设置。
UNITS的计算方式：

若电机不带机械负载，电机转的圈数取决于电机转一圈需要的脉冲数：

例一：电机转一圈需要10000脉冲数，一圈作为用户单位，设定UNITS=10000。此时，MOVE(1)代表电机转1圈，MOVE(3)则转3圈。

例二：电机转一圈需要2^17脉冲数，1°的用户单位UNITS=(2^17)/360，则MOVE(1)代表走1°，MOVE(720)想让电机走720°。

例三：电机转一圈需要10000脉冲数，该电机连着10mm丝杆，1mm为用户单位，设定UNITS=1000，则1000个脉冲表示丝杆前进1mm， MOVE(1)就表示前进1mm，MOVE(-5)就表示后退5mm。

假设电机U=3600脉冲转一圈，电机转1°对应的UNITS：

UNITS=U/360=3600/360=10，此时MOVE(1)，电机转1°。

假设电机U=3600脉冲转一圈，丝杆走一个螺距，螺距P=2mm，工作台走1mm对应的UNITS：

UNITS=U/P=3600/2=1800，此时MOVE(1)，工作台走1mm。

机台存在减速比时，要把减速比算上，假设减速比i=2:1

UNITS=U*i/P=3600*2/2=3600

本文使用的伺服电机是23位编码器，通过设置的电子齿轮比为10000/83388608（可通过驱动器软件进行设置，具体请参考驱动器软件手册），其脉冲当量设置为10000脉冲转1圈，即：可将UNITS设置为10000转一圈或设置为10000/360转1°。

04 设置轴速度、加速度、减速度等

将轴速度（SPEED）、加速度（ACCEL）及减速度（DECEL）根据实际情况分别设定目标值，其单位分别为：units/s、units/s²和units/s²。

速度与脉冲当量的关系：控制器下发脉冲的速度为“SPEED值×脉冲当量”每秒。

举例：如设置脉冲当量为10000，设置SPEED值为500，那么控制器下发脉冲的速度为：10000*500。

参数建议：建议初始参数设小一点。

另外，ZMC432CL-V2支持设置S曲线（Basic指令为：SRAMP），S曲线可在运动加减速阶段减少冲击，使得运动更平滑。（本文不做设置，具体使用可查看《RTBasic编程手册》）

下图为S曲线中的轴速度、加速度、加加速度曲线的关系：

七、手动调试

方式一：使用RTSys中的“手动运动”工具

在RTSys软件菜单栏“工具”→“手动运动”，打开手动运动工具，在该工具中选择轴号、轴类型、脉冲当量、速度等基础轴参数（参数值根据上述内容进行设置，具体如下图），初始值请将脉冲当量和速度值设置小一点，点击“+”和“-”对电机进行正负向转动调试，观察轴的运行状态后慢慢增大参数值，调至合适数值且确认正负方向无误后，即可进行下一步操作。

若出现电机无法转动的情况则需要进行问题排查，可跳转到后续常见问题章节查看。

方式二：使用“轴配置”功能快速调试

该方式相比于方式一，可支持限位、原点、报警、急停等信号直接设置、以及可支持往复运动和回零运动调试，可根据需求自行选择其中一种方式即可。

开启“轴配置”功能的路径：RTSys软件的“工程视图”→鼠标右键单击空白区域弹出菜单→选择“工程设置”→勾选“开启轴配置及EtherCAT配置”功能。

当控制器需要控制多台驱动器时，可在工程视图中双击“控制器”→切换到“轴映射关系”选项卡→根据实际使用电机数及类型选择“脉冲轴数量”、“EtherCAT总线轴数量”、“ZCAN扩展轴数量”，可点击“自动配置轴映射”一键分配轴号并配置对应的轴类型（注意：轴类型需要根据实际电机轴进行修改）。

本文仅使用脉冲轴，将脉冲轴数配置为所需的数量，配置轴类型ATYPE为7。其他EtherCAT总线轴和ZCAN扩展轴设置轴数为0即可。

确认轴号后，在RTSys的工程视图打开“轴配置”→双击“轴0”打开轴0的设置窗口，即可直接在该窗口中配置轴0的相关参数及初步的运动调试，如下图所示。

注意：若使用本页面设置的轴参数，则必须点击“下载轴参数”或勾选“自动下载轴参数”，才可保证参数生效。

八、回零运动

方式一：在“轴配置”中直接设置回零模式及相关回零参数。

在RTSys的工程视图打开“轴配置”→双击“轴0”打开轴0的设置窗口，切换到“回零”选项卡进入回零运动设置窗口，在该窗口中可直接选择“回零模式”。具体回零模式值可查看《RTBasic编程手册》中的DATUM指令。或查看往期推文“EtherCAT运动控制器归零模式介绍”。

方式二：通过使用“DATUM”指令进行编程回零，具体可查看下一小节。

下图为回零模式3的时序图：

九、编写与运行程序

将上述的相关轴参数使用Basic指令进行设置，本文仅使用单轴，采用最简单的程序实现电机运动，具体如下：

若需多轴，可参考《RTBasic编程手册》。

单轴运动：

' 注意！！以下轴参数具体数据均需要根据实际使用电机的参数进行调整
' 基础设置
BASE(0)          '选择轴0
UNITS=10000      ' 设置脉冲当量（一圈对应10000units）
ATYPE = 7        ' 设置轴类型（例如：脉冲轴）
SPEED = 10      ' 设置运动速度（单位：units/s）
CREEP = 10       '设置爬行速度（单位：units/s）
DATUM_IN = 5     '设置原点输入端口（假设为IN5）
INVERT_IN(5, ON) ' 反转原点信号电平（常开传感器）
TRIGGER          '自动触发示波器
HOME()
WAIT IDLE
MOVE(20)
ENDGLOBAL SUB HOME()
    ' 回零标志位
    DIM home_done    '回零状态：0-未开始回零  1-回零中  2-回零完成
    home_done = 0    '初始化回零完成标志位
    ' 执行回零操作
    WHILE 1
        IF home_done = 0 THEN
            DATUM(3)          '执行模式3回零
            AXIS_STOPREASON = 0
            home_done = 1
        ENDIF
        IF home_done = 1 AND IDLE(0) THEN
            IF AXIS_STOPREASON = 0 THEN
                home_done = 2  '回零成功，设置标志位
                PRINT "回零成功，当前位置：" DPOS(0)
                EXIT WHILE
            ENDIF
        ENDIF
    WEND
END SUB

多轴运动：

' 注意！！以下轴参数具体数据均需要根据实际使用电机的参数进行调整
' 基础设置
BASE(0,1,2)          '主轴为轴0
ATYPE=7,7,7         '设为脉冲轴类型
UNITS=100,100,100    '脉冲当量设置
SPEED=100,100,100    '只有主轴速度100起作用，作为合成运动的速度
ACCEL=1000,1000,1000
DECEL=1000,1000,1000
DATUM_IN = 5,6,7     '设置原点输入端口（假设为IN5）
INVERT_IN(5, ON) ' 反转原点信号电平（常开传感器）
INVERT_IN(6, ON) ' 反转原点信号电平（常开传感器）
INVERT_IN(7, ON) ' 反转原点信号电平（常开传感器）
TRIGGER          '自动触发示波器
Multiaxis_Home()           '调用回零子函数
WAIT IDLE        '等待运动停止
IF home_done = 2 THEN
    MOVE(20,20,20)         '控制轴0运动20圈
ENDIF
END
GLOBAL SUB Multiaxis_Home()
    ' 回零标志位
    DIM home_done    '回零状态：0-未开始回零  1-回零中  2-回零完成
    home_done = 0    '初始化回零完成标志位
    ' 执行回零操作
    WHILE 1
        IF home_done = 0 THEN
            DATUM(3) AXIS(0)         '执行模式3回零
            DATUM(3) AXIS(1)
            DATUM(3) AXIS(2)
            AXIS_STOPREASON = 0
            home_done = 1
        ENDIF
        IF home_done = 1 AND IDLE(0)AND IDLE(1)AND IDLE(2) THEN
            IF AXIS_STOPREASON = 0 THEN
                home_done = 2  '回零成功，设置标志位
                PRINT "回零成功，当前位置：" DPOS(0),DPOS(1),DPOS(2)
                EXIT WHILE
            ENDIF
        ENDIF
    WEND
END SUB

- 常见问题 -

运动控制器控制脉冲伺服驱动器，RTSys手动运动控制驱动器，电机不动作？

1.对应轴的ATYPE设置是否正确。（不带编码器推荐设置1或7，带编码器推荐设置4或5）

2.查看AXISSTATUS轴状态是否报错。

3.驱动器是否有正常使能。（查看驱动器面板）

4.若电机有带编码器，手动运动的时候，查看DPOS和MPOS数值是否有变化。若DPOS无变化，则查看AXISSTATUS轴状态是否报错。若DPOS有变化，但MPOS无变化，则查看是否使能。若MPOS有变化，则考虑是否速度设置太慢或脉冲当量太小导致肉眼看不到变化，可十倍十倍增大脉冲当量，另外加速度一般设置为速度的10倍。

5.确认驱动器脉冲接线是否有高低速之分，确定接线的模式和驱动器高低速的模式是否对应。

6.确认控制器的脉冲模式和驱动器的脉冲模式是否对应上。

7.确认接线是否正确，接触是否良好。

8.或替换到控制器的其他轴接口看看。

9.使用物理示波器检查对应轴是否有发脉冲或者通过驱动器的面板监控驱动器是否有收到脉冲。

10.确认驱动器的限位是否生效导致的。

教学视频请点击→步进控制光栅尺全闭环运动控制器ZMC432CL-V2的脉冲控制快速调试与诊断

本次，正运动技术步进控制光栅尺全闭环运动控制器ZMC432CL-V2的脉冲控制快速调试与诊断，就分享到这里。

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