華中數控系統HIO-1200E-M2型板卡參數配置及使用方法研究

1 HIO-1200E-M2板卡接口說明

HIO-1200E-M2組合板由HIO-1200E基板和HIO-1200-31的I/O擴展板組成，組成如表1所示。

表1 HIO-1200E-M2組合板組成一覽表

其中HIO-1200E底板，主要接口功能，包含如下：

CN3：一組模擬量主軸DA輸出CN3，可以輸出-10V-+10V電壓或0-10V電（由設備參數主軸DA輸出類型確定）；

CN4：一個主軸編碼器接口CN4；

CN5：一個數字量輸入輸出接口CN5，數字量輸入輸出接口，包含3組8Bit位 的輸入量X0-X2，包含24個輸入點；2組8Bit位的Y輸出量Y0-Y1，包 含16個輸出點。

擴展板HIO-1200-31是數字量輸入輸出擴展板，主要接口功能，包含如下：

50芯牌線：包含3組X輸入量X3-X5，一共24個輸入點；2組Y輸出量Y2-Y3，一共16個輸出點。

HIO-1200E-M2組合板卡的硬件外觀，如圖1。

圖1 組合板卡硬件外觀圖

下面對各個接口定義，分別說明如下：

①電源接口CN1。

CN1：電源接口，引腳定義如下：

使用方法：1腳接24V+；2腳接0V；3腳接PE地線。

②總線接口CN7、CN8。

CN7：EtherCAT總線進線口

CN8：EtherCAT總線出線口

③模擬量主軸接口CN3。

使用方法：其中主軸模擬量DA的輸出為第一組IO_NET設備的Y10-Y11兩組輸出信號，共16位。

比如：在本配置中，DA模擬量主軸占用位為Y10、Y11兩組，其中電壓的正負符號位為Y11的最高位Y11.7。

相應參數配置，和普通車床模擬軸配置一致。主要需要注意的有兩個參數：

【50X013】【主軸DA輸出類型】【1】，0為0-+10V輸出，1為-10V-+10V輸出?！?0X017】【主軸DA輸出設備號】【7】，HIO-1200E的設備號一致。

④編碼器反饋接口CN4引腳如表2。

表2 CN4引腳一覽表

注意事項：其中編碼器反饋接口，占IO_NET設備的X10-X13共4組輸入信號，比如：在本測試臺的配置中，編碼器反饋接口，占用位為X10、X11、X12、X13四組信號。

其中，為了讓界面顯示出主軸轉速，需要注意參數是：

【50X016】【主軸編碼器反饋設備號】【7】，HIO-1200的設備號一致，在本例中為7。（X代表的是系統識別出的主軸設備號，測試臺上X為4）

⑤數字量輸入輸出點定義如表3。

表3 CN5數字量輸入/輸出接口一覽表

引腳說明：

Pin 1、2：24V電源輸出，供輸入端回路使用。一般情況下，可以不接線。Pin3-26：開關量輸入信號X，分為3組，一共24個信號，可以自己配置成PNP或NPN。Pin27-30：開關量輸入信號X的模式配置，端口COM 0懸空或者接地，可配置X0.0-X0.7為PNP型輸入；如果端口COM 0接+24V，則可配置X0.0-X0.7為NPN型輸入。同理COM1-COM5，可配置X1-X5的輸入模式。

Pin31-46：開關量輸出信號Y（PNP型），分為2組共16個信號為PNP型輸出，需要配合Pin47-50腳使用。注意：使用前Pin47-50必須接24V電源作為公共端。

Pin47-50：外接獨立24V電源，供輸出端回路使用，使用輸出量Y時，必須給其提供一個+24V電壓，否則Y輸出時繼電器線圈不會動作。

2 硬件配置以及參數PLC的修改

下面以測試臺為例，對HIO-1200E-M2板卡的參數配置和使用過程，做出說明：

①硬件連線配置：使用HIO-1200E-M2時，將系統IPC的EtherCAT總線接口，使用網線連接到HIO-1200EM2的CN7輸入IN接口，再通過板卡上的CN8輸出OUT接口，連接到下一個EtherCAT設備的IN接口。注意：EtherCAT總線協議，設備連接是不需要像NCUC總線那樣形成環狀回路的。

②設備接口參數配置：通過HIO-1200E-M2板卡的CN7接口，完成連接總線以后，如果總線連接正常，板卡上的CN7接口，會出現信號燈的閃爍。然后，我們將NC系統的菜單切換到設備配置菜單，查看系統的設備配置圖，系統會識別出一個新的IO_NET設備如圖2。

圖2 在測試平臺上識別出的一個IO_NET設備為【#7】組

注意事項：1200E板卡的硬件識別，對比于HIO-1200板卡的區別在于，HIO-1200會識別出兩個硬件設備，而1200E只會識別出一個硬件設備。但是HIO-1200E板HIO-1200板卡一樣，總占用的IO組地址的總數量，仍然8Bit位的20組輸入輸出。

然后將NC系統界面切換到【設備接口參數】，配置#7號IO設備的參數。

關鍵參數配置如下：

參數【50X012】【輸入點起始組號】配置為0；

參數【50X013】【輸入點組數】配置成20；[注意，偏移量是20，不是10]；

參數【50X014】【輸出點起始組號】配置為0；

參數【50X015】【輸出點組數】配置成20；[注意，偏移量是20，不是10]；

參數【50X016】【編碼器A類型】按照實際編碼器類型，配置成1；

參數【50X017】【編碼器A每轉脈沖數】按照實際脈沖數1024，乘以4倍頻以后填入值配置成1024×4=4096。

③模擬主軸參數配置。

由于在華中HNC系統的主軸是4號設備，

其中，主要的關鍵參數配置如下：參數【50X010】【工作模式】配置為3；

參數【50X011】【邏輯軸號】按實際對應軸號配置，這里配置成5；

參數【50X012】【編碼器反饋取反標志】按實際配置，這里配置為0；

參數【50X013】【主軸DA輸出類型】按實際配置，0為0-+10V，1為-10+10V；

參數【50X014】【主軸DA零漂調整】用于抵消浮電壓零漂，按實際測量值填寫；

參數【50X015】【反饋位置循環脈沖數】按編碼器線數，4倍頻后填寫；

參數【50X016】【主軸編碼器反饋設備號】按IO板識別出的硬件號填寫為7；

參數【50X017】【主軸DA輸出設備號】按IO板識別出的硬件號填寫為7；

參數【50X018】【主軸編碼器反饋輸出接口】無影響，默認值0或其它值都可；

參數【50X019】【主軸DA輸出端口號】DA輸出為Y10-Y11，2個8Bit位一組，所以這里填5。

④機床PLC梯形圖修改。

HIO-1200E-M2由于采用了EtherCAT總線通訊協議，所以在PLC程序中，不需要加入看門狗指令。也就是不需要MOV【X9】【Y9】，或者MOV【X19】【Y19】指令模塊。所以，只需要在梯形圖中加入SPDA指令和正確設置用戶參數P50-P54，就可以實現模擬主軸的功能。

⑤硬件連接完成，參數配置完成以后，第一：需要觀察系統有無總線連接不正常報警；第二：觀察HIO-1200E上，EtherCAT口的總線數據交換指示燈，是否交換閃爍；第三：查看數控系統的【設備配置】菜單界面，是否識別出新的IO硬件設備；以上三點全部滿足，才證明HIO-1200E板卡成功接入系統。

3 關于HIO-1200E-M2在使用中常見問題，以及注意的事項

①輸入點X為可以選擇配置成PNP和NPN規格。其中，Pin-27、28、29引腳懸空或者接地的時候，輸入點為PNP型，外部輸入的有效觸發電壓為高電平有效，觸發輸入信號為+24V。當將27、28、29外接+24V電源的時候，則輸入點配置為NPN型，其外部的有效出發電壓為低電平有效，觸發信號為0V。這一點在配置和實際使用中根據現場電氣輸入元件的實際情況，注意選擇使用。并且注意每一組輸入的規格，是分開控制的，針腳Pin-27控制X0組輸入，針腳Pin-28控制X1組輸入，針腳Pin-29控制X2組輸入。

②Y輸出為PNP型輸出，在使用中，需要先將Pin-47、48、49、50的DC COM接入一個+24V電源，給輸出模塊回路供電。注意，此時，繼電器的控制接線方式應該為，繼電器需要一個0V電源作為公共端，接到繼電器的負極13腳上，而每個繼電器的正極14腳，則接到HIO-1200E模塊上，需要控制的是輸出點Y的Pin引腳。

③其中主軸模擬量DA的輸出地址為IO_NET設備的Y10-Y11兩組8Bit位的Y輸出，一共16位，在本配置中為Y10Y11兩組，其中正負符號位為Y11的最高位Y11.7。其中NC系統中的相應參數配置，和普通車床模擬軸配置一致。

④編碼器接口CN4，占用的為輸入量的IO_NET設備的X10-X13一共4組X輸入信號。

注意：當沒有連接編碼器的時候，這四組輸入信號中有的個別點位會有輸入信號存在，這是模塊本身存在的點位輸入，屬于正?，F象。