雷賽運動控制卡與步進電機驅(qū)動器連接方法與案例解析

 為了幫助使用者更好地了解雷賽公司運動控制卡、步進電機驅(qū)動器的特點，掌握運動控制卡與步進驅(qū)動器的連接方法，本文主要概述了脈沖輸出模式、脈沖輸出驅(qū)動方式的概念，講述了運動控制卡與步進驅(qū)動器的連接方法，并對幾個典型的故障案例進行了分析，指導使用者自行排查問題，完成自動控制系統(tǒng)構(gòu)建。

一、脈沖輸出模式與脈沖輸出驅(qū)動方式

1、 脈沖輸出模式

  雷賽運動控制卡支持兩種脈沖輸出模式：一是單脈沖（脈沖＋方向），一種是雙脈沖（CW＋CCW），可以通過調(diào)用運動控制卡的底層函數(shù)進行設定。
(1) 單脈沖模式中，PUL和DIR信號如圖1-1所示：

圖1-1 單脈沖模式脈沖輸出

（2）雙脈沖模式中，PUL和DIR信號如圖1-2所示：

圖1-2 雙脈沖模式脈沖輸出

2、脈沖輸出驅(qū)動方式
  雷賽運動控制卡支持兩種脈沖輸出方式：一是單端輸出，一是差分輸出，可以通過運動控制卡上的跳線開關(guān)進行選擇。

二、雷賽運動控制卡與步進電機驅(qū)動器的連接方法

  雷賽運動控制卡與步進電機驅(qū)動器的連接方式只有兩種：一是單端接法；一是差分接法。由于雷賽公司所有的運動控制卡對單端、差分接法都是支持的，因此，在實際應用中，具體采用哪種接線方法，只取決于電機驅(qū)動器的接口特點。
  如雷賽公司步進電機驅(qū)動器M415B只支持單端接法，則運動控制卡（本文以雷賽運動控制卡DMC2410為例進行說明）與M415B的配線只能如下圖所示：

圖2-1 DM2410卡與步進電機驅(qū)動器M145B的單端信號接法

  1、運動控制卡內(nèi)部跳線設置為單端輸出。
  2、步進電機驅(qū)動器的公共端OPTO、PUL、DIR分別接控制卡的PC+5V（PUL+或DIR+），PUL-、DIR-。
  雷賽公司步進電機驅(qū)動器MD556對單端接法、差分接法均支持，則運動控制卡與MD556的配線可以采用單端接法或差分接法（為了提高抗干擾能力，建議采用差分接法）。驅(qū)動器MD556差分接法的配線如圖2-2所示：

圖2-2 DM2410卡與步進電機驅(qū)動器MD556的差分信號接法

   1、運動控制卡內(nèi)部跳線設置為差分輸出。
  2、步進電機驅(qū)動器的公共端PUL+、PUL-、DIR+、DIR-分別接控制卡的PUL+、PUL-、DIR+、DIR-。
  驅(qū)動器MD556單端接法的配線如圖2-3所示：

圖2-3 DM2410卡與步進電機驅(qū)動器MD556的單端信號接法

  1、運動控制卡內(nèi)部跳線設置為單端輸出。
  2、步進電機驅(qū)動器的公共端PUL+、PUL-、DIR+、DIR-分別接控制卡的PUL+、PUL-、DIR+、DIR-。

三、雷賽控制卡與驅(qū)動器連接的故障案例分析及其解決辦法

 1、  案例一
現(xiàn)象：
    無論運動控制卡給步進驅(qū)動器發(fā)送正向脈沖還是負向脈沖，電機都能跑，但只往一個方向運動，其接法方法如圖3-1所示。

圖3-1 控制卡發(fā)正向脈沖

圖3-2 控制卡發(fā)負向脈沖

原因：
  根據(jù)故障現(xiàn)象可以判斷：運動控制卡的脈沖輸出模式為單脈沖，驅(qū)動器為雙脈沖模式。運動控制卡的脈沖輸出模式與驅(qū)動器的脈沖接收模式不一致。因此，當控制卡發(fā)正向脈沖，如圖3-1所示,脈沖從控制卡的PUL端輸出，由于控制卡的PUL與驅(qū)動器的PUL相連，這時驅(qū)動器的PUL端有脈沖輸入，則電機正轉(zhuǎn)。當控制卡發(fā)負向脈沖，如圖3-2所示,脈沖還是從控制卡的PUL端輸出，然后從驅(qū)動器的PUL端輸入，則電機還是按原來的方向運動。
解決辦法：
  把運動控制卡的脈沖輸出模式改為雙脈沖或把驅(qū)動器的脈沖模式設置為單脈沖模式。讓控制卡的脈沖模式與驅(qū)動器的脈沖模式保持一致。
2、案例二
現(xiàn)象：
  運動控制卡給驅(qū)動器發(fā)送正向脈沖，電機正轉(zhuǎn)正常。運動控制卡給驅(qū)動器發(fā)送負向脈沖，電機不能運動。接法方法如圖3-3所示。

圖3-3 控制卡發(fā)正向脈沖

圖3-4 控制卡發(fā)負向脈沖

原因：
    根據(jù)故障現(xiàn)象可以判斷：運動控制卡的脈沖輸出模式為雙脈沖，驅(qū)動器為單脈沖模式。運動控制卡的脈沖輸出模式與驅(qū)動器的脈沖接收模式不一致。因此，當控制卡發(fā)正向脈沖，如圖3-3所示,脈沖從控制卡的PUL端輸出，由于控制卡的PUL與驅(qū)動器的PUL相連，這時驅(qū)動器的PUL端有脈沖輸入，則電機正轉(zhuǎn)。當控制卡發(fā)負向脈沖，如圖3-4所示,脈沖從控制卡的DIR端輸出，然后從驅(qū)動器的DIR端輸入，驅(qū)動器的PUL端沒有接收到脈沖輸入，則電機停止不動。
解決辦法：
    讓控制卡的脈沖模式與驅(qū)動器的脈沖模式保持一致。

3、案例三
現(xiàn)象：
    運動控制卡給驅(qū)動器發(fā)送正向脈沖，電機抖動。運動控制卡給驅(qū)動器發(fā)送負向脈沖，電機反轉(zhuǎn)正常。接法方法如圖3-5所示。

圖3-5 控制卡發(fā)正向脈沖

圖3-6 控制卡發(fā)負向脈沖

原因：
    經(jīng)查實：運動控制卡與驅(qū)動器的脈沖模式均為單脈沖模式，控制卡的脈沖輸出與驅(qū)動器的脈沖輸入模式是匹配的；但驅(qū)動器的需要單端驅(qū)動方式輸入，而運動控制卡的跳線設置為差分輸出，控制卡與驅(qū)動器的脈沖輸出/輸入驅(qū)動方式不一致。因此,當控制卡發(fā)正向脈沖時，如圖3-5所示，驅(qū)動器的PUL和DIR都有脈沖輸入，電機抖動。當控制卡發(fā)負向脈沖時，如圖3-6所示，驅(qū)動器的PUL輸入脈沖信號，DIR輸入電平信號，電機運轉(zhuǎn)正常。
解決辦法：
    通過板卡上的跳線開關(guān)，把運動控制卡設置為單端輸出。

四、小結(jié)

    本文以雷賽運動控制卡與雷賽步進驅(qū)動器為例分析了控制卡與驅(qū)動器連接的方法，主要有兩點：一控制卡與驅(qū)動器之間的脈沖輸出模式要一致；二控制卡與驅(qū)動器之間的脈沖輸出驅(qū)動方式要匹配。在運動控制卡和驅(qū)動器性能均完好的情況下，出現(xiàn)了文中案例的故障現(xiàn)象時，應檢查控制卡與驅(qū)動器之間的脈沖輸出模式、脈沖輸出驅(qū)動方式是否正確。如果控制卡與驅(qū)動器的接線與脈沖模式配置均正確，但還是出現(xiàn)上述故障，則可能是控制卡或驅(qū)動器內(nèi)部發(fā)生了故障，請與雷賽公司技術(shù)人員聯(lián)系，及時返還公司檢修。