etel电机（ethercat控制电机）

EtherCAT 是用于自动化控制的最佳实时环形控制总线之一。本文将带您以最简单的方式实际操作ZMC300E EtherCAT总线，使您的EtherCAT电机旋转。

前言

当鼠标插入电脑时会发生什么？

首先，电脑会检测到USB已插入；

然后电脑会提示您安装驱动程序；

最后还可以使用鼠标来移动光标、单击、双击等操作。

这是一个问题吗？目前没有问题，但是作为程序员，有两个地方值得深挖。 1. 电脑上安装了什么驱动程序？当然是鼠标驱动程序，因为我们要连接鼠标。但计算机怎么知道呢？事实证明，USB 规范要求每个USB 设备都有自己的设备描述符。计算机只有通过分析描述符才知道连接了什么设备。 2、为什么可以通过鼠标移动光标？这是双方共同合作的结果。首先，鼠标提供光标位置的数据，然后计算机接收到来自鼠标的数据后，将数据应用到光标位置以产生移动效果。这需要一个前提，那就是鼠标数据的格式。计算机在解释该数据之前需要知道其格式。该数据格式的定义在USB接口描述符规范中定义。

说了这么多，这和EtherCAT有什么关系吗？当然，对于EtherCAT或者任何总线，都需要知道接入设备的类型和数据格式，否则无法解读数据。通常有两种方式：

事先协议：通过事先协议确定工作将如何进行。就像发一条消息说“晚上八点一起看电影吧”一样简单，这就是我喜欢它的原因。但有时这份协议就像友谊之船，一言不合就会倾覆。对方连招呼都不打，只剩下你一个人傻傻地站在电影院门口；

协议规范：定义一套完整的规范，大家都会遵循。规格通常较多且复杂，学习成本较高。按规范开发就像基金定投，短期收益较低，但稳定可靠。

EtherCAT 与USB 一样，使用协议规范。下面简单介绍一下EtherCAT的相关规范和用途：

ESI（EtherCAT从站信息）:是从站提供的标准描述规范文件。该文件描述了设备类型、数据格式和一些“特殊情况”。这相当于USB设备描述符+接口描述符。

ENI（EtherCAT网络信息）:是主站启动时加载的标准配置规范文件，用于初始化所有从站。该文件描述了从站的数量、每个从站的类型和数据格式、DC等配置信息。

ESI也明白，为什么多了一个ENI呢？为了满足工业控制的复杂性，EtherCAT规范在ESI中提供了非常强大的可配置功能，这使得其使用起来相对困难。因此，EtherCAT采用静态配置，即PC机利用可视化工具进行相应的配置工作。配置完成后，将不可变的ENI配置导出并交给特定的主站设备执行。所谓静态配置是指当EtherCAT网络设备发生变化时，需要重新执行配置。相比USB的全自动配置，功能更强大，但使用起来也比较麻烦。有得必有失，这就是EtherCAT的选择。简单总结一下EtherCAT的开发，可以分为三个步骤：生成ENI、加载ENI、解释输入输出数据。

准备

在开始EtherCAT测试之前，需要准备以下硬件：电脑一台、ZMC300E运动控制器一台、EtherCAT伺服驱动器一台、网线2根。然后使用网线连接设备，如下图所示。

生成ENI文件

1.启动EtherCAT服务

打开putty.exe软件，输入运动控制器NET1的默认IP地址：192.168.1.136，账号和密码均为root。

2. 连接设备

启动ZlgEtherCatStudio上位机配置软件，输入运动控制器NET1的默认IP地址：192.168.1.136，点击回车。

3.扫描网络

扫描EtherCAT 总线以识别连接了多少设备，并将其网络拓扑添加到本地主树节点。

4.导入ESI

如果无法正确识别从站，可以手动导入从站ESI（EtherCAT Slave Information）文件。

5. 配置FMMU

一般应用一般不需要配置从站FMMU/SM，使用从站默认配置即可。当需要改变输入输出变量时，可以配置该配置项。

6.生成ENI文件

导出ENI 并将其命名为text_eni。

加载ENI文件1. 通过WinSCP工具将上一步生成的test_eni.xml文件上传到运动控制器的/opt目录下。

2. 使用控制器在putty.exe 工具中加载ENI 配置/文件。首先输入ctrl+c结束当前主站程序。输入以下命令启动主站并加载网卡配置文件：/opt/ecat_test/master /opt/test_eni。在config.xml中，如果看到输出ethercat start success，则表示成功。

解释输入和输出数据

CiA402规范中定义了伺服设备的数据格式。这里给大家介绍一下最常用的位置控制模式的数据格式。

1、输出数据

Controlword：控制字，16Bit，主要用于控制电机通断电、刹车等；

Target Position：目标位置，32Bit，用于控制电机到指定位置。

2. 输入数据（相对于设备）

Statusword：控制字，16Bit，主要用于控制电机通电、断电、刹车等操作；

Position Actual Value：实际位置，用于反馈电机当前位置。我们要做的就是定期解读以上四个数据，然后进行相应的操作。可以参考下面的代码：

电机测试

在putty.exe工具中，可以使用以下命令对电机进行简单的测试。这些命令是根据CiA402 规范实现的。

1. move_test命令

角度表示电机的旋转角度。输入该指令后，电机会重复执行输出：先正转角度，再反转角度。

输入move_test 90，仔细观察电机的转动情况。如果发现旋转角度小于90度，则说明脉冲当量太小，应适当增大。建议以10 次为增量进行测试。该值默认为1。

2、units指令unit代表脉冲当量，units 1000指令用于设置0轴到1000的脉冲当量。使用单位吗？查看所有轴的脉冲当量。

其他补充剂

1.关于脉冲当量

实际应用中，脉冲当量的预备值是如何计算的？这应该根据实际场景和所需的单位来确定。这是一个常见的以角度为单位的脉冲当量计算公式。

编码器的分辨率可以从伺服驱动器手册中获得。

2. 关于EtherCAT主站

ZMC300E提供的EtherCAT主站采用KPA master主站，该主站是经过商业授权的。其主要特点是高效、稳定，支持通过硬件消除帧抖动（ZMC300E可以实现15us抖动）。我公司已购买其版权。用户可以免费自由使用。