华中数控系统HIO-1200E-M2型板卡参数配置及使用方法研究

1 HIO-1200E-M2板卡接口说明

HIO-1200E-M2组合板由HIO-1200E基板和HIO-1200-31的I/O扩展板组成，组成如表1所示。

表1 HIO-1200E-M2组合板组成一览表

其中HIO-1200E底板，主要接口功能，包含如下：

CN3：一组模拟量主轴DA输出CN3，可以输出-10V-+10V电压或0-10V电（由设备参数主轴DA输出类型确定）；

CN4：一个主轴编码器接口CN4；

CN5：一个数字量输入输出接口CN5，数字量输入输出接口，包含3组8Bit位 的输入量X0-X2，包含24个输入点；2组8Bit位的Y输出量Y0-Y1，包 含16个输出点。

扩展板HIO-1200-31是数字量输入输出扩展板，主要接口功能，包含如下：

50芯牌线：包含3组X输入量X3-X5，一共24个输入点；2组Y输出量Y2-Y3，一共16个输出点。

HIO-1200E-M2组合板卡的硬件外观，如图1。

图1 组合板卡硬件外观图

下面对各个接口定义，分别说明如下：

①电源接口CN1。

CN1：电源接口，引脚定义如下：

使用方法：1脚接24V+；2脚接0V；3脚接PE地线。

②总线接口CN7、CN8。

CN7：EtherCAT总线进线口

CN8：EtherCAT总线出线口

③模拟量主轴接口CN3。

使用方法：其中主轴模拟量DA的输出为第一组IO_NET设备的Y10-Y11两组输出信号，共16位。

比如：在本配置中，DA模拟量主轴占用位为Y10、Y11两组，其中电压的正负符号位为Y11的最高位Y11.7。

相应参数配置，和普通车床模拟轴配置一致。主要需要注意的有两个参数：

【50X013】【主轴DA输出类型】【1】，0为0-+10V输出，1为-10V-+10V输出。【50X017】【主轴DA输出设备号】【7】，HIO-1200E的设备号一致。

④编码器反馈接口CN4引脚如表2。

表2 CN4引脚一览表

注意事项：其中编码器反馈接口，占IO_NET设备的X10-X13共4组输入信号，比如：在本测试台的配置中，编码器反馈接口，占用位为X10、X11、X12、X13四组信号。

其中，为了让界面显示出主轴转速，需要注意参数是：

【50X016】【主轴编码器反馈设备号】【7】，HIO-1200的设备号一致，在本例中为7。（X代表的是系统识别出的主轴设备号，测试台上X为4）

⑤数字量输入输出点定义如表3。

表3 CN5数字量输入/输出接口一览表

引脚说明：

Pin 1、2：24V电源输出，供输入端回路使用。一般情况下，可以不接线。Pin3-26：开关量输入信号X，分为3组，一共24个信号，可以自己配置成PNP或NPN。Pin27-30：开关量输入信号X的模式配置，端口COM 0悬空或者接地，可配置X0.0-X0.7为PNP型输入；如果端口COM 0接+24V，则可配置X0.0-X0.7为NPN型输入。同理COM1-COM5，可配置X1-X5的输入模式。

Pin31-46：开关量输出信号Y（PNP型），分为2组共16个信号为PNP型输出，需要配合Pin47-50脚使用。注意：使用前Pin47-50必须接24V电源作为公共端。

Pin47-50：外接独立24V电源，供输出端回路使用，使用输出量Y时，必须给其提供一个+24V电压，否则Y输出时继电器线圈不会动作。

2 硬件配置以及参数PLC的修改

下面以测试台为例，对HIO-1200E-M2板卡的参数配置和使用过程，做出说明：

①硬件连线配置：使用HIO-1200E-M2时，将系统IPC的EtherCAT总线接口，使用网线连接到HIO-1200EM2的CN7输入IN接口，再通过板卡上的CN8输出OUT接口，连接到下一个EtherCAT设备的IN接口。注意：EtherCAT总线协议，设备连接是不需要像NCUC总线那样形成环状回路的。

②设备接口参数配置：通过HIO-1200E-M2板卡的CN7接口，完成连接总线以后，如果总线连接正常，板卡上的CN7接口，会出现信号灯的闪烁。然后，我们将NC系统的菜单切换到设备配置菜单，查看系统的设备配置图，系统会识别出一个新的IO_NET设备如图2。

图2 在测试平台上识别出的一个IO_NET设备为【#7】组

注意事项：1200E板卡的硬件识别，对比于HIO-1200板卡的区别在于，HIO-1200会识别出两个硬件设备，而1200E只会识别出一个硬件设备。但是HIO-1200E板HIO-1200板卡一样，总占用的IO组地址的总数量，仍然8Bit位的20组输入输出。

然后将NC系统界面切换到【设备接口参数】，配置#7号IO设备的参数。

关键参数配置如下：

参数【50X012】【输入点起始组号】配置为0；

参数【50X013】【输入点组数】配置成20；[注意，偏移量是20，不是10]；

参数【50X014】【输出点起始组号】配置为0；

参数【50X015】【输出点组数】配置成20；[注意，偏移量是20，不是10]；

参数【50X016】【编码器A类型】按照实际编码器类型，配置成1；

参数【50X017】【编码器A每转脉冲数】按照实际脉冲数1024，乘以4倍频以后填入值配置成1024×4=4096。

③模拟主轴参数配置。

由于在华中HNC系统的主轴是4号设备，

其中，主要的关键参数配置如下：参数【50X010】【工作模式】配置为3；

参数【50X011】【逻辑轴号】按实际对应轴号配置，这里配置成5；

参数【50X012】【编码器反馈取反标志】按实际配置，这里配置为0；

参数【50X013】【主轴DA输出类型】按实际配置，0为0-+10V，1为-10+10V；

参数【50X014】【主轴DA零漂调整】用于抵消浮电压零漂，按实际测量值填写；

参数【50X015】【反馈位置循环脉冲数】按编码器线数，4倍频后填写；

参数【50X016】【主轴编码器反馈设备号】按IO板识别出的硬件号填写为7；

参数【50X017】【主轴DA输出设备号】按IO板识别出的硬件号填写为7；

参数【50X018】【主轴编码器反馈输出接口】无影响，默认值0或其它值都可；

参数【50X019】【主轴DA输出端口号】DA输出为Y10-Y11，2个8Bit位一组，所以这里填5。

④机床PLC梯形图修改。

HIO-1200E-M2由于采用了EtherCAT总线通讯协议，所以在PLC程序中，不需要加入看门狗指令。也就是不需要MOV【X9】【Y9】，或者MOV【X19】【Y19】指令模块。所以，只需要在梯形图中加入SPDA指令和正确设置用户参数P50-P54，就可以实现模拟主轴的功能。

⑤硬件连接完成，参数配置完成以后，第一：需要观察系统有无总线连接不正常报警；第二：观察HIO-1200E上，EtherCAT口的总线数据交换指示灯，是否交换闪烁；第三：查看数控系统的【设备配置】菜单界面，是否识别出新的IO硬件设备；以上三点全部满足，才证明HIO-1200E板卡成功接入系统。

3 关于HIO-1200E-M2在使用中常见问题，以及注意的事项

①输入点X为可以选择配置成PNP和NPN规格。其中，Pin-27、28、29引脚悬空或者接地的时候，输入点为PNP型，外部输入的有效触发电压为高电平有效，触发输入信号为+24V。当将27、28、29外接+24V电源的时候，则输入点配置为NPN型，其外部的有效出发电压为低电平有效，触发信号为0V。这一点在配置和实际使用中根据现场电气输入元件的实际情况，注意选择使用。并且注意每一组输入的规格，是分开控制的，针脚Pin-27控制X0组输入，针脚Pin-28控制X1组输入，针脚Pin-29控制X2组输入。

②Y输出为PNP型输出，在使用中，需要先将Pin-47、48、49、50的DC COM接入一个+24V电源，给输出模块回路供电。注意，此时，继电器的控制接线方式应该为，继电器需要一个0V电源作为公共端，接到继电器的负极13脚上，而每个继电器的正极14脚，则接到HIO-1200E模块上，需要控制的是输出点Y的Pin引脚。

③其中主轴模拟量DA的输出地址为IO_NET设备的Y10-Y11两组8Bit位的Y输出，一共16位，在本配置中为Y10Y11两组，其中正负符号位为Y11的最高位Y11.7。其中NC系统中的相应参数配置，和普通车床模拟轴配置一致。

④编码器接口CN4，占用的为输入量的IO_NET设备的X10-X13一共4组X输入信号。

注意：当没有连接编码器的时候，这四组输入信号中有的个别点位会有输入信号存在，这是模块本身存在的点位输入，属于正常现象。