控制器使用手册.docx

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控制器使用手册

EPEC2023控制模块

用户手册

一、一般描述

本文档对2023控制器硬件做了一个详细的说明，系统设计人员必须详细的阅读本使用手册。

如果您在使用中发现和文档不一致或本文档有错误的地方，希望您能不吝赐教和我们联系，使我们能够更好的为您服务。

我们的联系方式如下：

上海派恩科技有限公司

地址：

上海市东方路8号良丰大厦28楼D座

电话：

021－

传真：

021－

mail：

二、控制器简单描述

本控制器有丰富的输入输出口：

开关量输入、0～5V电压输入、0～电流输入、脉冲输入、相位差90度脉冲计数输入、开关量输出、PWM输出，有两个CAN口，用户可以根据自己的控制要求自由配置输入输出口以满足系统的控制要求。

特点：

ISO高速CAN1口，CANOPEN

ISO高速CAN2口，

工作电压10～30V

推荐工作电压24V

程序循环时间10ms

248个16位参数，可以掉电保存

过压保护

高温保护

输出短路保护

使用镀金、自锁、密封的AMPSEAL接插件

一个8针AMPSEAL接插件，电源和CAN总线

三个23针AMPSEAL接插件，I/O口

重量0.7Kg

128K/256K程序代码空间

128K数据代码空间

防护等级IP67

抗冲击

抗振动

应用

伐木机械

路面设备

建筑机械

破碎设备

工业设备

农业设备

自动化应用

凿岩机械

监控功能

供电电压

硬件或程序代码

模块温度

参考电压

软件狗由硬件狗监控，当硬件狗发现软件出现出现死循环后300ms后重新启动模块。

三、输入输出点详细说明

1．可配置I/O点数

DI:

开关量输入

AI:

模拟量输入

PI:

脉冲量输入

DO:

开关量输出

PWM:

脉宽调制输出

DI

AI

PI

DO

DO

PWM

数量

开关量输入

模拟量输入

脉冲量输入

开关量输出

开关量输出

脉宽调制输出

16

√

√

16

√

√

8

√

√

√

12

√

√

52

I/O总点数

每个点的具体的功能由使用决定。

2．开关量输入或模拟量输入

2．1、、、

这4个点即可以作为开关量输入也可以作为模拟量输入，作为模拟量输入可以配置为电压输入或者电流输入，默认是电压输入。

这4个针脚作为模拟量输入时是成组配对的，是第一组，是第二组，和是第三组，每一组可独立配置为电压输入或电流输入，例如如果配置为电流输入，则也必须作为电流输入。

这种类型的点可以用作检测模拟量信号，当输入端高阻抗时可以检测0～5V的电压信号，当输入端低阻抗时可以检测0～的电流信号。

例如如果这些点是高阻抗输入时可以连接手柄输入。

通过输入阻抗配置将输入分成不同的组，每一组的输入阻抗由输入阻抗配置寄存器InputImpedanceConfigurationRegister中的某一位控制，输入阻抗寄存器可以通过HW库函数中的SET_AI_TYPE函数进行可编程的。

可以通过HW_N库函数里的SET_AI_TYPE函数分别设置每一组作为电压输入或电流输入，具体请参考SET_AI_TYPE函数使用说明。

注意：

当输入配置为低阻抗输入时，输入不能够满足正常的电压范围，输入的最高电压不能超过15V。

在PLC编程时每一点对应一个IW地址，地址里的值就是相应的A/D转换值。

这些针脚也可以作为开关量输入，一般情况下不推荐使用这些针脚作为开关量输入，在高阻抗电压输入配置下，对于电压的变化非常敏感，即作为开关量输入的逻辑高低电平差值比较小，作为第阻抗输入时，如果将这些针脚连接到24V可能会彻底损坏这些针脚。

当作为DI输入使用为反向DI输入，即开关量的另外一端需要接地。

在IX地址区有一个位地址与之相对应。

输入阻抗配置表：

位

组

默认是高阻抗输入，当IIRC的某位为1，则该组都为低阻抗输入，当IIRC的某位为0，则该组都为高阻抗输入。

电气特性：

符号

参数

条件

最小

最大

单位

VI

输入电压

模拟量检测范围

V

II

输入电流

模拟量检测范围

mA

VIH

输入高电平

注释1

30

V

注释2

15

V

VIL

输入低电平

V

IIH

输入高电流

注释2

27

mA

IIL

输入低电流

注释2

mA

RI

输入阻抗

连接

40

42

k?

注释2

215

225

?

TIRE

TotalInputReferredError

V

注释2

mA

πI

TimeConstantofInputLowPassFilter

注释1

ms

注释一：

输入阻抗配置为高阻抗输入（2200Ω电阻没有接上）

注释二：

输入阻抗配置为低阻抗输入（220Ω电阻接上）

内部原理图：

高阻抗输入，可用于检测电压0～5V。

内部原理图：

高阻抗输入，最小逻辑高电平2V，最大逻辑低电平1V。

注意如果是低阻抗输入，最大电压不能超过15V。

内部原理图：

低阻抗输入，可以检测0～的电流。

2．2

可以作为DI输入也可以作为AI输入，当作为AI输入时只能用作模拟量电压输入，能够检测0～5V的电压输入。

在控制器编程时有一个相应的IW区的地址与其对应，地址里的值就是A/D转换结果。

这些针脚也可以作为开关量输入，一般情况下不推荐使用这些针脚作为开关量输入，在高阻抗电压输入下，对于电压的变化非常敏感，即作为开关量输入的逻辑高低电平差值比较小。

当用作DI输入时，在IX地址区有一个位地址与之相对应。

电气特性：

符号

参数

条件

最小

最大

单位

VI

输入电压

模拟量检测范围

V

VIH

输入高电平

30

V

VIL

输入低电平

V

RI

输入阻抗

81

83

k?

TIRE

TotalInputRefferredError

±

V

πI

TimeConstantofInputLowPassFilter

ms

电路原理图：

高阻抗输入，可以用于检测0～5V的电压。

电路原理图：

DI输入，最小逻辑高电平2V，最大逻辑低电平1V

2．3

可以作为DI输入也可以作为AI输入，当作为AI输入时只能用作模拟电压输入，能够检测0～46V的电压输入，如可以用该点检测电瓶的电压。

在控制器编程时有一个相应的IW区的地址与其对应，地址里的值就是A/D转换结果。

当用作DI输入时，在IX地址区有一个位地址与之相对应。

电气特性：

符号

参数

条件

最小

最大

单位

VI

输入电压

模拟量检测范围

46

V

VIH

输入高电平

46

V

VIL

输入低电平

V

RI

输入阻抗

91

93

k?

TIRE

TotalInputRefferredError

±

V

πI

TimeConstantofInputLowPassFilter

ms

电路原理图：

模拟电压输入，其实控制器内部同样检测的是0～5V的电压，由于控制器内部通过一个82K的电阻和一个10K的电阻分压后检测，所以在控制器的针脚上反映的可以检测0～46V的电压。

电路原理图：

DI输入，最小逻辑高电平19V，最大逻辑低电平9V

2．4

该输入点即可以作为DI输入，也可以作为AI输入。

当作为AI输入时，该针脚可以用于连接温度传感器或者类似的传感器。

该点内部通过一个欧电阻接5V，为外部传感器提供了检测电流。

在控制器编程时有一个相应的IW区的地址与其对应，地址里的值就是A/D转换结果。

当用作DI输入时，在IX地址区有一个位地址与之相对应。

电气特性：

符号

参数

条件

最小

最大

单位

VI

输入电压

模拟量检测范围

V

RO

传感器输出阻抗

模拟量检测范围1..4V

..

k?

VIH

输入高电平

注释1

20

V

VIL

输入低电平

V

RI

输入阻抗

接+5V

k?

TIRE

TotalInputRefferredError

±

V

πI

TimeConstantofInputLowPassFilter

82

115

μs

注释一：

超过最大值会导致输入电损坏。

电路原理图：

模拟电压输入

电路原理图：

DI输入，最小逻辑高电平2V，最大逻辑低电平1V

2．5、、、

这些点即可以作为AI输入也可以作为DI输入。

作为AI输入只能作为电压输入，可以检测0～5V电压输入。

在控制器编程时有一个相应的IW区的地址与其对应，地址里的值就是A/D转换结果。

当用作DI输入时，在IX地址区有一个位地址与之相对应。

电气特性：

符号

参数

条件

最小

最大

单位

VI

输入电压

模拟量检测范围

V

VIH

输入高电平

30

V

VIL

输入低电平

V

RI

输入阻抗

k?

TIRE

TotalInputRefferredError

±

V

πI

TimeConstantofInputLowPassFilter

ms

电路原理图：

模拟量电压输入，电压检测范围0～5V。

电路原理图：

开关量输入，最小逻辑高电平2V，最大逻辑低电平1V

2．6、、

这些点即可以作为模拟量输入也可以作为开关量输入。

当作为模拟量输入时能够检测0～5V电压或检测范围0～。

作为低阻抗输入，可以检测0～电流信号。

注意：

这些针脚是低阻抗输入，不能够承受正常的输入电压范围，最大能够承受的电压是15V。

在控制器编程时有一个相应的IW区的地址与其对应，地址里的值就是A/D转换结果。

作为DI输入使用时必须非常小心，如果这些针脚连接到24V可能会导致这些针脚损坏。

当用作DI输入时，在IX地址区有一个位地址与之相对应。

电气特性：

符号

参数

条件

最小

最大

单位

VI

输入电压

模拟量检测范围

V

II

输入电流

模拟量检测范围

mA

VIH

输入高电平

15

V

VIL

输入低电平

V

IIH

输入高电流

27

mA

IIL

输入低电流

mA

RI

输入阻抗

215

225

k?

TIRE

TotalInputRefferredError

±

V

πI

TimeConstantofInputLowPassFilter

μs

电路原理图：

电流输入，检测电流范围0～。

电路原理图：

开关量输入，开关量输入，最小逻辑高电平2V，最大逻辑低电平1V。

最大输入电压不能超过15V。

电路原理图：

电压输入，检测电流范围0～5V。

2．7、

这些点既可以作为模拟量输入也可以作为开关量输入。

当作为模拟量输入时只能作为模拟量电压输入，能够检测0～5V电压输入。

在控制器编程时有一个相应的IW区的地址与其对应，地址里的值就是A/D转换结果。

当用作DI输入时，在IX地址区有一个位地址与之相对应。

注意作为DI输入时，是反相输入，开关的另外一端接地。

电气特性：

符号

参数

条件

最小

最大

单位

VI

输入电压

模拟量检测范围

V

VIH

输入高电平

30

V

VIL

输入低电平

V

RI

输入阻抗

接+

k?

TIRE

TotalInputRefferredError

±

V

πI

TimeConstantofInputLowPassFilter

ms

电路原理图：

高阻抗输入，电压检测范围0～5V。

电路原理图：

DI输入，最小逻辑高电平2V，最大逻辑低电平1V。

3、开关量输入或脉冲输入

…、…、…既可以作为开关量输入也可以作为脉冲量输入，这些脚有10KΩ的电阻接地。

用户程序可以提供脉冲输入针脚的频率和计数。

在控制器编程时，每一个针脚对应三个地址，第一个是位地址在IX区域。

另外两个地址在IW区域用于保存频率和计数。

控制器上电后，模块仅仅检测脉冲频率，如果需要对脉冲进行计数，必须在用户程序中对脉冲输入进行配置。

脉冲计数和应用程序以及其他的CPU处理相竞争，这就决定了很难估计控制器能够检测的最大的脉冲输入频率。

下面表格中所给出的最大频率是所有的脉冲输入点全部都是最大频率的情况下，此时CPU不能够处理其他的程序。

实际能够处理的最大频率比给出的最大频率要小，这里给出的最大频率只是一个参考，通常我们能够准确地检测到5K的频率输入。

这些口除了可以检测单个脉冲的频率和计数之外还可以将任意两个脉冲输入配置为两个相位差90度的脉冲输入，这样可以检测脉冲输入的频率和相位差的计数。

具体的使用请参考HW_N库里面和脉冲输入配置相关的函数。

电气特性：

符号

参数

条件

最小

最大

单位

RI

输入阻抗

VI大于

11

k?

接,VI小于

（注释1）

k?

VIH

输入高电平

30

V

VIL

输入低电平

V

fI

输入频率（频率检测和脉冲计数）

注释2、3、6

5

kHz

输入频率（DI输入）

tC=10ms（注释3、4、5、7）

12

Hz

变量tC（注释3、5、7）

1/8tC

tI

InputPulseWidth

注释3、6

2

ms

tC=10ms（注释3、4、5、7）

40

ms

变量tC（注释3、5、7）

4tC

CI

输入电容

42

52

nF

注释1：

当输入电压小于4。

3V时，看上去相当于内部输入点连接到一个1。

3V的电压源上。

注释2：

所有的情况都要考虑到，即使这些当中的有些点并没有用作频率输入或脉冲计数，但还是需要考虑到这些点的条件限制，否则对于这些点的使用可能会受到影响。

注释3：

违反了这些规定可能会导致系统不能够辨认所有的输入。

注释4：

这些参数和系统软件的循环时间有关。

注释5：

tc表示系统软件循环时间。

注释6：

当作为频率检测和脉冲计数时，如果违反的这些规定可能会导致错误的频率检测和计数。

注释7：

当这些点作为开关量输入使用时，违反这些规则可能导致程序不能够辨认所有的输入状态。

电路原理图：

脉冲输入或开关量输入，最小逻辑高电平4。

8V，最大逻辑低电平4。

2V

4开关量输入或脉宽调制输出或开关量输出

4．1…和…

这些点即可以作为开关量输入也可以作为开关量输出或PWM输出。

当作为DO输出时，这些点是开关量正向输出，即可以为负载提供电压。

应用程序可以监控这些点的实际输出状态，可以监控这些点对地短路的状态（当DO输出为TRUE时，相应的针脚的DI输入应该为TRUE，如果当DO输出为TRUE,对应的DI为FALSE，则说明输出短路），但是不能够监控这些点对地的开路状态，因为内部负载电阻是和地相连接的。

当做PWM控制时是没有端口的监控功能的。

当作为PWM输出使用时可以控制比例控制的负载，比如液压比例阀。

当用作PWM输出时是不能够监测这些口的输出状态的。

当作为PWM输出时这些针被分成了若干组，每一组的PWM的输出频率可以单独设定，请参考HW_N库函数SET_PWM_F。

当某一组中的一个PWM的输出频率设定好之后，本组中的其他PWM输出有相同的输出频率。

这些点也可以作为DI输入，当作为DI输入时必须将所有的DO输出为FALSE。

建议这些点不作为DI输入，如果需要作为DI输入，必须要注意当控制器断电后这些做DI输入功能的针脚的开关量的另外一端的电源也必须要断开。

PWM频率控制组

组

通道号

输出点

A

0

1

2

3

4

5

6

7

电气特性：

符号

参数

条件

最小

最大

单位

RO

输出阻抗

输出开

?

IO

输出电流

输出开

3

A

fPWM

PWM频率

注释1

40

2250

Hz

PWM分辨率

组A

fPWM

组A，fPWM=100Hz（注释1）

25000

RI

输入阻抗

输出关闭

k?

VIH

输入高电平

3

VIN

V

VIL

输入低电平

输出关闭

1

V

fI

输入频率（DI输入）

tC=10ms（注释2、3、4）

12

Hz

变量tC（注释2、4）

1/8tC

tI

InputPulseWidth

tC=10ms（注释2、3、4）

40

ms

变量tC（注释2、4）

4tC

注释1：

这些所有的PWM输出为一组A，所有的输出共享一个PWM输出频率，默认频率140Hz。

注释2：

违反这些规则回导致系统不能辨认所有的输入。

注释3：

这些参数取决于系统软件循环时间。

注释4：

tc是系统软件循环时间。

电路原理图：

DO输出或PWM输出

电路原理图：

开关量输入，最小逻辑高电平3V，最大逻辑低电平1V。

注意：

建议不作为DI使用，如果做DI使用，必须要注意当控制器断电后这些做DI输入功能的针脚的开关量的另外一端的电源也必须要断开。

5开关量输入或开关量输出

…和…即可以作为DI输入也可以作为DO输出.

作为DO输出是常电流反向输出，即可以处理＋4～＋15V的常电流输出。

通过应用程序可以监控这些点的输出开路状态。

这些点也可以用作DI输入，可以处理0～15V的开关量输入。

每一个针脚对应2个位地址，在QX区域有一个输出位地址，在IX区域有一个输入的位地址与之对应。

电气特性：

符号

参数

条件

最小

最大

单位

VI

输入电压

输出开（注释1）

V

输出关闭

30

V

II

输入电流

输出开,4V

25

mA

VIH

输入高电平

3

V

VIL

输入低电平

输出关闭

V

RI

输入阻抗

输出关闭

400

k?

输出开,VIN<4V

215

225

?

CI

输入电容

42

52

nF

注释1：

超过这个最大值回导致输入电损坏。

电路原理图：

开关量输入，最小逻辑高电平3V，最大逻辑低电平1V。

注意：

作为DI输入使用，必须将相应的DO输出为TRUE。

电路原理图：

DO输出，最大负载电流不能超过20mA

6端口地址表

7接插件

使用的是AMPSEAL镀金、自锁和密封的接插件以满足各种恶劣的工作环境。

一个8针的接插件：

电源和CAN连接。

三个23针的接插件：

I/O口。

所有接插件机械自锁，每个接插件颜色各不相同。

8AMPSEAL电缆尺寸

粗细

绝缘直径范围

拨去长度

±0。

4

电线弯曲高度

电线弯曲宽度

绝缘弯曲最大高度

绝缘弯曲宽度

mm2

AWG

0．5

20

to

5．1

±

1．8

18

5．1

±

1．4

16

5．1

±

典型工具

AMPProcrimper58440-1（408-9592）

AMPProcrimper58529-1（408-9999）

所有使用的电线都必须适当屏蔽，并且要捆扎和接地。

参考控制器安装和接线说明。

9特殊的内部诊断

类型

IEC地址

分辨率

满量程

注释

AI（+12V）

IW117

10

AI（+24V）

IW118

10

46V

AI（温度）

IW116

10

5V

VTEMP=395Mv＋mV/oC×TempoC）

四、提供电源

正常输入电压24VDC

输入电压范围10～30VDC

注意：

低于就不能够保存到FLASH里（程序或参数保存）。

4．1电源提供口

电源输入

+24VDC

地（电源输入）

GND

Ref+

（总共最大200mA）

+12VDC

提供给外部设备的电源

+5VDC/最大250mA

参考电源正（接47Ω电阻）

+5VDC

参考电源负（接47Ω电阻）

GND

地

GND

必须强调所有的传感器、负载等等输入输出点必须接成闭环。

即所有的输入输出的地必须和控制器相应的地相连接。

4．2过压

最大70VDC（超过这个值回导致控制器永久的损坏）

当过压时控制器有自动关闭电路保护控制器和负载。

当过压时自动关闭电路会自动关闭输入输出的电源。

当电压超过32VDC时自动关闭电路会启动。

当电压低于30VDC时控制器会自动复位工作。

4．3功率

大约（＋24VDC,空载时）

供电电压最大持续电流13A（满载）。

4．4低压复位

≤VDC

5．总线连接

5．1总线连接针

描述

针号

CAN1接口，系统接口

（CANH）

（CANL）

（GND）

CAN2接口，用户可编程通讯

（CANH）

（CANL）

（这个针脚必须悬空）

5．2CAN接口

CANOPEN协议

物理层接口ISO11898

协议

用户可以自由编程高层协议

6．环境参数

工作温度－40°C～70°C

存储温度－50°C～85°C

6．1防护等级

IP67（IEC60529）

控制器具备防油等级7（OilRating7），根据ATTCC118-1997ASTM测试方法。

插头的保护依赖于对电线的处理。

所有的电线、接插件和工具必须是正确的型号和高质量的。

可以增加一个保护电线和接插件的控制器盖子（E）。

6．2EMC测试

ISO/DIS14982（1996）

ESD干扰测试

实验方法EN61000-4-2（1995）

标准B级

车辆环境的瞬态和浪涌干扰测试

实验方法ISO7637-2（1990）

标准B级

Commissiondirective95/54/EC

射线干扰泄漏实验

实验方法95/54/EC（1995）

放射性无线电产生电磁场干扰实验测试

实验方法95/54/EC（1995）

标准A

EN61000-6-3（2001）

射线干扰泄漏实验