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ZMC212控制器硬件手册


ZMC212 控制器硬件手册
Version 1.1

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ZMC212 控制器手册

1.1 版









本手册版权归深圳市正运动技术有限公司所有,未经正运动 公司书

面许可,任何人不得翻印、翻译和抄袭本手册中的任何内 容。 涉及 ZMC 控制器软件的详细资料以及每个指令的介绍和例 程,请参阅 ZBASIC 软件手册。 本手册中的信息资料仅供参考。 由于改进设计和功能等原因, 正运动公司保留对本资料的最终解释权!内容如有更改,恕不另 行通知!

调试机器要注意安全!请务必在机器中设计有效的安 全保护装置,并在软件中加入出错处理程序,否则所造成 的损失,正运动公司没有义务或责任对此负责。

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ZMC212 控制器硬件手册....................................................................................................................1 第一章 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 ZMC212 型号规格.....................................................................................................3 2.2 ZMC212...................................................................................................................... 4 2.2.1 电源/CAN 接口信号:......................................................................................4 2.2.2 RS485 接口信号:.............................................................................................5 2.2.3 RS232 接口信号:.............................................................................................5 2.2.4 U 盘接口信号:.................................................................................................5 2.2.5 通用输入信号:................................................................................................ 5 2.2.6 输出/IO 电源信号:............................................................................................. 7 2.2.7 ADDA 信号........................................................................................................ 8 2.2.8 轴接口信号:.................................................................................................... 8 第三章 扩展模块...................................................................................................................13 3.1 ZIO1608.................................................................................................................... 13 3.1.1 电源/CAN 接口信号:....................................................................................14 3.1.2 通用输入信号:.............................................................................................. 14 3.1.3 输出/IO 电源信号............................................................................................ 15 3.1.4 拨码开关定义.................................................................................................. 16 3.2 ZIO1616.................................................................................................................... 17 3.2.1 输出 0-7............................................................................................................ 17 3.2.2 输出 8-15.......................................................................................................... 18 3.2.3 其他参见 ZIO1608...........................................................................................18 3.3 ZIO160802................................................................................................................ 18 3.3.1 轴接口信号:.................................................................................................. 19 3.4 ZAIO0802................................................................................................................. 20 3.4.1 电源/CAN 接口信号:....................................................................................20 3.4.2 AD 模拟量输入信号:....................................................................................20 3.4.3 DA 模拟量输出信号:....................................................................................21 3.4.4 拨码开关定义.................................................................................................. 21 第四章 常见问题...................................................................................................................22 第五章 硬件安装...................................................................................................................23 5.1 ZMC212 安装...........................................................................................................23 5.2 ZIO1616 安装...........................................................................................................24 5.3 ZIO1608 安装...........................................................................................................25 5.4 ZIO160802 安装.......................................................................................................26 5.5 参考接线图...............................................................................................................26

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第一章 简介
ZMC 是 ZMotion 运动控制器的简称。ZMotion 运动控制器可用于可应用于各 种需要脱机或联机运行的场合。 ZMC 支持最多达 16 轴直线插补、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。 ZMC 支持多任务同时运行,同时可以在 PC 上直接仿真运行。

1.1 连接配置

工业现场PC

数字输出

internet
电源 +总线 电源

网络交换机 伺服驱动器

扩展模块1

扩展模块2 ZMC运动控制器 步进驱动器

文本屏

触摸屏

数字输入

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 总结可 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)。 ZMC 运动控制器支持 U 盘保存或读取数据(00x 系列除外)。

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1.2 安装和编程

ZDevelop 开发环境 ZMC 控制器通过 ZDevelop 开发环境来编程,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。 ZMC 编程采用 ZBasic 语言,多个程序可以同时运行。

1.3 产品特点
● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 最多达 16 轴运动控制。 脉冲输出模式:方向/脉冲或双脉冲。 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 8MHz 通过 CAN 总线,最多可扩展到 512 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。 USB 接口、U 盘接口、RS485 接口、以太网接口。 支持最多达 16 轴直线插补、任意圆弧插补、螺旋插补。 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 ZBasic 多文件多任务编程。
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多种程序加密手段,保护客户的知识产权。

第二章 硬件描述
2.1 ZMC212 型号规格
ZMC212 基本轴数 最多扩展轴数 基本轴类型 内部 IO 数 最多扩展 IO 数 最多扩展 AD/DA 脉冲位数 编码器位数 速度加速度位数 脉冲最高速率 每轴运动缓冲数 数组空间 程序空间 Flash 空间 电源输入 通讯接口 外形尺寸 12 16 脉冲输出,0/1 轴可以配置为编码器 24 进 8 出(带过流保护) 512 进 512 出 256 路 AD,128 路 DA 32 32 32 10Mhz 128 40000 460KByte 128MByte 24V 直流输入,IO24V 输入。 RS232, RS485,以太网,U 盘 274*127mm

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2.2 ZMC212

ZMC212 具有 12 个轴,最多达 16 个虚拟轴。ZMC212 可以通过扩展模块来扩展轴。 ZMC212 板上自带 24 个通用输入口,8 个通用输出口,2 个 0-10V AD,2 个 0-10V DA。 ZMC212 带 1 个 RS232 串口,1 个 RS485,1 个以太网接口。 ZMC212 带一个 U 盘接口。 ZMC212 带一个 CAN 总线接口,支持通过 ZCAN 协议来连接扩展模块。

2.2.1 电源/CAN 接口信号:
针脚号 1 2 3 4 5 名称 GND CANL EARTH/SHIELD CANH +24V 说明 内部电源地 CAN 差分数据安规地/屏蔽层 CAN 差分数据+ 内部电源 24V 输入

请把内部电源 24V 和外部 IO 电源 24V 分开供电,特别是现场电磁干扰严重的情况下。 为通讯质量,请使用双绞屏蔽线,屏蔽层接地,控制器和扩展模块内部电源请使用同 一个电源。 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 欧姆的电阻。

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2.2.2 RS485 接口信号:
针脚号 1 2 3 名称 A B EGND 说明 差分数据 差分数据 外部电源地

2.2.3 RS232 接口信号:
针脚号 2 3 5 9 名称 RXD TXD EGND DC5V 说明 接收数据引脚 发送数据引脚 外部电源地 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交叉线。

2.2.4 U 盘接口信号:
针脚号
1 2 3 4

名称
V DD+ GND

说明
内部+5V 电源 差分数据 D差分数据 D+ 内部电源地

2.2.5 通用输入信号:

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E24V 光藕 滤波器 IN(IN0~23) EGND 通用输入 信号开关

控制器端

EGND

2.2.5.1 输入 0-7:
针脚号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

名称
EGND EGND IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7

说明
IO 电源地 IO 电源地 输入 0(锁存 A) 输入 1(锁存 B) 输入 2 输入 3 输入 4 输入 5 输入 6 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。

2.2.5.2 输入 8-15:
针脚号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

名称
EGND EGND IN8 IN9 IN10 IN11 IN12 IN13 IN14 IN15
6

说明
IO 电源地 IO 电源地 输入 8 输入 9 输入 10 输入 11 输入 12 输入 13 输入 14 输入 15

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2.2.5.3 输入 16-23:
针脚号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

名称
EGND EGND IN16 IN17 IN18 IN19 IN20 IN21 IN22 IN23

说明
IO 电源地 IO 电源地 输入 16 输入 17 输入 18 输入 19 输入 20 输入 21 输入 22 输入 23

2.2.6 输出/IO 电源信号:
控制器 光藕 E 24V O U T 0-7

EGND
输出电路

针脚号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

名称
OUT7 OUT6 OUT5 OUT4 OUT3 OUT2 OUT1 OUT0 E24V EGND

说明
输出 7 输出 6 输出 5 输出 4 输出 3 输出 2 输出 1 输出 0 IO 电源正,输入电源 IO 电源地

请把内部电源 24V 和外部 IO 电源 24V 分开供电,特别是现场电磁干扰严重的情况下。
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2.2.7 ADDA 信号
针脚号
1 2 3 4 5 6

名称
DA1 DA0 DAGND AD1 AD0 ADGND

说明
0-10V 模拟输出口 1 0-10V 模拟输出口 0 模拟输出口 GND 0-10V 模拟输入口 1 0-10V 模拟输入口 0 模拟输入口 GND

ZMC212 内部 ADDA 采用了内部电源 24V 电源。

2.2.8 轴接口信号:
每个端子含两个轴信号接口,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。

2.2.8.1 编码器 0/1
针脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 编码器方式名称 EA1+(编码器差分+) EA1-(编码器差分-) EB1+(编码器差分+) EB1-(编码器差分-) 内部 0V EZ1+(编码器差分+) EZ1-(编码器差分-) 内部+5V 电源 EA0+(编码器差分+) EA0-(编码器差分-) EB0+(编码器差分+) EB0-(编码器差分-) 内部 0V EZ0+(编码器差分+) EZ0-(编码器差分-) 内部+5V 电源

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2.2.8.2 轴 0/1
针脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 内部+5V 电源 内部+5V 电源 PUL0+(脉冲差分+) PUL0-(脉冲差分-) DIR0+(方向差分+) DIR0-(方向差分-) 内部 0V 脉冲输出方式名称 PUL1+(脉冲差分+) PUL1-(脉冲差分-) DIR1+(方向差分+) DIR1-(方向差分-) 内部 0V

2.2.8.3 轴 2/3
针脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 内部+5V 电源 内部+5V 电源 PUL2+(脉冲差分+) PUL2-(脉冲差分-) DIR2+(方向差分+) DIR2-(方向差分-) 内部 0V 脉冲输出方式名称 PUL3+(脉冲差分+) PUL3-(脉冲差分-) DIR3+(方向差分+) DIR3-(方向差分-) 内部 0V

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2.2.8.4 轴 4/5
针脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 内部+5V 电源 内部+5V 电源 PUL4+(脉冲差分+) PUL4-(脉冲差分-) DIR4+(方向差分+) DIR4-(方向差分-) 内部 0V 脉冲输出方式名称 PUL5+(脉冲差分+) PUL5-(脉冲差分-) DIR5+(方向差分+) DIR5-(方向差分-) 内部 0V

2.2.8.5 轴 6/7
针脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 内部+5V 电源 内部+5V 电源 PUL6+(脉冲差分+) PUL6-(脉冲差分-) DIR6+(方向差分+) DIR6-(方向差分-) 内部 0V 脉冲输出方式名称 PUL7+(脉冲差分+) PUL7-(脉冲差分-) DIR7+(方向差分+) DIR7-(方向差分-) 内部 0V

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2.2.8.6 轴 8/9
针脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 内部+5V 电源 内部+5V 电源 PUL8+(脉冲差分+) PUL8-(脉冲差分-) DIR8+(方向差分+) DIR8-(方向差分-) 内部 0V 脉冲输出方式名称 PUL9+(脉冲差分+) PUL9-(脉冲差分-) DIR9+(方向差分+) DIR9-(方向差分-) 内部 0V

2.2.8.7 轴 10/11
针脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 内部+5V 电源 内部+5V 电源 PUL10+(脉冲差分+) PUL10-(脉冲差分-) DIR10+(方向差分+) DIR10-(方向差分-) 内部 0V 脉冲输出方式名称 PUL11+(脉冲差分+) PUL11-(脉冲差分-) DIR11+(方向差分+) DIR11-(方向差分-) 内部 0V

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2.2.8.8 接线方式
对步进方式连接交流伺服时,建议采用差分连接,抗干扰强。
控制器 驱动器

PUL

PUL+ PULDIR+

PUL+ PULDIR+ DIR-

R

R

DIR DIR-

差分连接方式
控制器 +5V PUL PUL+ PULDIR DIR+ DIRDIR OPTO PUL R R 驱动器

单端连接方式

控制器

+5V 0V EA+ EA-

供电

+5V 0V

编码器

EA

EB

EB+ EB-

EZ

EZ+ EZ-

编码器连接方式
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第三章 扩展模块
3.1 ZIO1608

ZIO1608 带 16 个通用输入口,8 个通用输出口。 ZIO1608 带一个 CAN 总线接口以连接主控制器。

3.1.1 电源/CAN 接口信号:
针脚号 1 2 3 4 名称 GND CANL EARTH/SHIELD CANH 说明 内部电源地 CAN 差分数据安规地/屏蔽层 CAN 差分数据+

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+24V

内部电源 24V 输入

请把内部电源 24V 和外部 IO 电源 24V 分开供电,特别是现场电磁干扰严重的情况下。 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 欧姆的电阻。

3.1.2 通用输入信号:
E24V 光藕 滤波器 IN(IN0~15) EGND 通用输入 信号开关

控制器端

EGND

3.1.2.1 输入 0-7:
针脚号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

名称
EGND EGND IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7

说明
IO 电源地 IO 电源地 输入 0 输入 1 输入 2 输入 3 输入 4 输入 5 输入 6 输入 7

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3.1.2.2 输入 8-15:
针脚号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

名称
EGND EGND IN8 IN9 IN10 IN11 IN12 IN13 IN14 IN15

说明
IO 电源地 IO 电源地 输入 8 输入 9 输入 10 输入 11 输入 12 输入 13 输入 14 输入 15

3.1.3 输出/IO 电源信号
控制器 光藕 E 24V O U T 0-7

EGND
输出电路

针脚号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

名称
OUT7 OUT6 OUT5 OUT4 OUT3 OUT2 OUT1 OUT0 E24V EGND

说明
输出 7 输出 6 输出 5 输出 4 输出 3 输出 2 输出 1 输出 0 IO 电源正,输入电源 IO 电源地

请把内部电源 24V 和外部 IO 电源 24V 分开供电,特别是现场电磁干扰严重的情况下。

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3.1.4 拨码开关定义
IO 板上一共有 6 个拨码,前 4 个设定 CAN 地址,后面 2 个设定 CAN 速度。 OFF 时对应值 0,ON 时对应 1.

3.1.4.1 拨码 1-4 选择 CAN 地址:
组合值
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

起始 IO 编号
16 32 48 64 80 96 112 128 144 160 176 192 208 224 240 256

结束 IO 编号
31 47 63 79 95 111 127 143 159 175 191 207 223 239 255 271

当控制器或扩展模块的 IO 编号范围重复时,只有一个有效。建议重新拨码使得编 号不重复。

3.1.4.2 拨码 5-6 选择 CAN 速度:
组合值
0 1 2 3

说明
速度 500KBPS 速度 250KBPS 速度 125KBPS 速度 1MBPS

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3.2 ZIO1616

ZIO1616 带 16 个通用输入口,16 个通用输出口。 ZIO1616 带一个 CAN 总线接口以连接主控制器。 OUT0-7 接口的外部 24V 电源与 OUT8-15 接口的外部 24V 可只用输入一个即可。

3.2.1 输出 0-7
针脚号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

名称
OUT7 OUT6 OUT5 OUT4 OUT3 OUT2 OUT1 OUT0 E24V EGND

说明
输出 7 输出 6 输出 5 输出 4 输出 3 输出 2 输出 1 输出 0 IO 电源正,输入电源 IO 电源地

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3.2.2 输出 8-15
针脚号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

名称
OUT15 OUT14 OUT13 OUT12 OUT11 OUT10 OUT9 OUT8 E24V EGND

说明
输出 15 输出 14 输出 13 输出 12 输出 11 输出 10 输出 9 输出 8 IO 电源正,输入电源 IO 电源地

3.2.3 其他参见 ZIO1608

3.3 ZIO160802

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ZIO160802 带 16 个通用输入口,8 个通用输出口。 ZIO160802 带一个 CAN 总线接口以连接主控制器。 ZIO160802 相对 ZIO1608 增加了两个扩展轴,其它与 ZIO1608 完全相同。

3.3.1 轴接口信号:
每个端子含两个轴信号接口,可以配置为步进轴或编码器轴。 针脚号 脉冲输出方式名称 编码器方式名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 内部+5V 电源 PUL0+(脉冲差分+) PUL0-(脉冲差分-) DIR0+(方向差分+) DIR0-(方向差分-) PUL1+(脉冲差分+) PUL1-(脉冲差分-) DIR1+(方向差分+) DIR1-(方向差分-) 内部 0V EA1+(编码器差分+) EA1-(编码器差分-) EB1+(编码器差分+) EB1-(编码器差分-) 内部 0V EZ1+(编码器差分+) EZ1-(编码器差分-) 内部+5V 电源 EA0+(编码器差分+) EA0-(编码器差分-) EB0+(编码器差分+) EB0-(编码器差分-)

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13 14 15 16

内部 0V

内部 0V EZ0+(编码器差分+) EZ0-(编码器差分-)

内部+5V 电源

内部+5V 电源

3.3.1.1 接线方式
轴接线方式参见 ZMC212。

3.4 ZAIO0802
ZAIO0802 带 8 路 AD 输入,2 路 DA 输出。

3.4.1 电源/CAN 接口信号:
针脚号 1 2 3 4 5 名称 GND CANL EARTH/SHIELD CANH +24V 说明 内部电源地 CAN 差分数据安规地/屏蔽层 CAN 差分数据+ 内部电源 24V 输入

请把内部电源 24V 和外部 IO 电源 24V 分开供电,特别是现场电磁干扰严重的情况下。 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 欧姆的电阻。

3.4.2 AD 模拟量输入信号:
针脚号
1 2 3 4 5 6

名称
ADGND ADGND AIN7 AIN6 AIN5 AIN4

说明
AD 电源地 AD 电源地 模拟输入通道 7 模拟输入通道 6 模拟输入通道 5 模拟输入通道 4

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7 8 9 10

AIN3 AIN2 AIN1 AIN0

模拟输入通道 3 模拟输入通道 2 模拟输入通道 1 模拟输入通道 0

3.4.3 DA 模拟量输出信号:
针脚号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 DAGND DA1 DA0 模拟电源地 模拟输出通道 1 模拟输出通道 0

名称

说明

3.4.4 拨码开关定义
IO 板上一共有 6 个拨码,前 4 个设定 CAN 地址,后面 2 个设定 CAN 速度。 OFF 时对应值 0,ON 时对应 1,组合值=拨码 4×8+拨码 3×4+拨码 2×2+拨码 1,控制 器根据 CAN 拨码地址来设定对应 IO 板的 IO 口范围。(可以通过查看 ZDevelop 软件的控制 器状态窗口来查看对应的 IO 起始编号)

3.4.4.1 拨码 1-4 选择 CAN 地址:
组合值 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 起始 AD 编号 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 88 结束 AD 编号 15 23 31 39 47 55 63 71 79 87 95
21

起始 DA 编号 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44

结束 DA 编号 7 11 15 19 23 27 31 35 39 43 47

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11 12 13 14 15

96 104 112 120 128

103 111 119 127 135

48 52 56 60 64

51 55 59 63 67

当控制器或扩展模块的 AD/DA 编号范围重复时,只有一个有效。建议调整拨码使 得编号不重复。

3.4.4.2 拨码 5-6 选择 CAN 速度:
组合值
0 1 2 3

说明
速度 500KBPS 速度 250KBPS 速度 125KBPS 速度 1MBPS

第四章 常见问题
问题 解决问题的建议 确认控制器的 ATYPE 有配置正确; 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; 检查驱动器和电机之间的连接是否正确,驱动器与控制器 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。 检查设置减速度和速度是否超过了设备极限; 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。 可能是驱动器参数设置不当,检查驱动器参数设置; 应用软件中加减速时间和运动速度设置不合理。 原点信号开关是否工作正常; 原点信号是否受到干扰。
22

电机不转动。

控制器已经正常工作,正常发 出脉冲,但电机不转动。 电机可以转动,但工作不正 常。

能够控制电机,但电机出现 振荡或是过冲。 能够控制电机,但工作时,回 原点定位不准。

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限位信号不起作用。 扩展模块连接不上,扩展模块 告警灯亮。 输入口检测不到信号

限位传感器工作不正常; 限位传感器信号受干扰; 检查 120 欧姆电阻是否有安装在两端; 检查是否有多个扩展模块采用同样的 ID。 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。 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。

输出口操作时没有反应

第五章 硬件安装

5.1 ZMC212 安装

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5.2 ZIO1616 安装

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1.1 版

5.3 ZIO1608 安装

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5.4 ZIO160802 安装

5.5 参考接线图
输出 48-55 输出 32-39 输出 0-7 轴4 轴2 轴0 ZMC106 ZIO1608:2 输入 48-55 ZIO1608:1 输入 0-7 输入 8-16 输入 17-23 轴1 轴3 轴5

IO电源 电源 +总线

电源

输入 32-39 输入 40-47

输入 56-63

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