IGH_Master主站配置驅動伺服電機和變頻器總結

時間  2020-12-01
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IGH_Master主站配置驅動伺服電機和變頻器總結

Ethercat是倍福公司提出的一種工業現場總線協議，具備很好的實時性，IGH是一種開源的Ethercat主站實現協議，本文總結了一下使用IGH_Master驅動伺服電機和變頻器的經驗算法

一、Ethercat_Tools的使用

安裝好IGH_Master後，在/ethercat/igh/out/bin文件夾下，使用./ethercat --help命令能夠查看Ethercat的工具，這些工具能夠查看鏈接至主站的從站的各類信息，極大方便主站驅動程序的編寫，下面具體的介紹了一下各參數及命令的使用，其中[ ]中爲必選參數，< >爲可選參數。數組

設置別名地址

命令：ethercat alias [ OPTIONS ] < ALIAS >
參數：數據結構

* --alias -a <alias>：匹配從站的別名；
* --position -p <pos>：匹配從站的絕對位置；
* --force -f：匹配全部從站；

例子：
sudo ethercat alias --position 0 0x2000
解析：將在bus總線上對應的從站0的別名（默認爲0）爲0x2000；
注意：必須有從站鏈接才能使用此命令。app

顯示總線配置

命令：ethercat config [ OPTIONS ]
參數：dom

* --alias -a <alias>：匹配從站的別名；
* --position -p <pos>：匹配從站的絕對位置；
* --verbose -v：顯示詳細信息；

例子：
sudo ethercat config -v
解析：顯示全部從站的詳細配置信息。
注意：必須啓動應用程序才能使用此命令查看。svg

以C語言的形式輸出PDO信息

說明：生成的PDO信息能夠直接被應用層的ecrt_slave_config_pdos()函數調用。
命令：ethercat cstruct [ OPTIONS ]
參數：函數

* --alias -a <alias>：匹配從站的別名；
* --position -p <pos>：匹配從站的絕對位置；

例子：
sudo ethercat cstruct -a 100
解析：輸出別名爲100的從站的PDO信息。
注意：必須有從站鏈接才能使用此命令。工具

顯示過程數據

說明：輸出二進制的過程數據。
命令：ethercat data [ OPTIONS ]
參數：oop

* --domain -d <index> <index>：域的索引值，假如不填寫參數則顯示全部過程數據。

例子：
sudo ethercat data
解析：顯示全部PDO過程數據。
注意：必須啓動應用程序才能使用此命令查看。測試

設置主站調試級別

說明：設置主站的調試級別，調試信息將輸出在/var/log/syslog文件中。
命令：ethercat debug <LEVEL>

其中可有如下狀況：

* 0 ： 無任何調試信息輸出
    * 1 ： 輸出部分調試信息
    * 2 ： 輸出全部的幀的內容（因爲輸出信息較多，請謹慎使用）

例子：
sudo ethercat debug 1
解析：打開部分調試信息輸出

配置域

說明：顯示域的信息。
命令：ethercat domains [ OPTIONS ]
參數：

* --domain -d <index> <index>：根據索引號，匹配域；
* --verbose -v：顯示域的詳細信息（FMMU和過程數據的信息）；

例子：
① sudo ethercat domains執行後顯示

Domain0:LogBaseAddr 0x00000000, Size 12, WorkingCounter 0/3

以上各字段的含義：

* LogBaseAddr：邏輯尋址的邏輯基地址；
* Size：域交換數據的字節數；
* WorkingCounter：第一個數字是WKC的當前值，第二個數字是WKC的指望值；

解析：顯示域的基本信息。

② sudo ethercat domains -v執行後顯示

Domain0:LogBaseAddr 0x00000000, Size 12, WorkingCounter 3/3
    SlaveConfig 0:0, SM2 （Output）, LogAddr 0x00000000, Size 6 06 00 9d aa 00 00
    SlaveConfig 0:0, SM3 （Input）, LogAddr 0x00000000, Size 6 31 0a 9d aa 00 00

以上各字段的含義：
* SlaveConfig：從機配置信息，主要包含別名和地址（絕對地址或相對地址）；
* SM2：同步管理器2；
* LogAddr：FMMU映射的地址；
* Size：映射地址的大小；
* 數據位：十六進制顯示的過程數據；

解析：顯示域的詳細信息（FMMU和過程數據的信息）。
注意：必須啓動應用程序才能使用此命令查看。

寫入SDO

說明：向從站寫一條PDO條目。
命令：ethercat download [ OPTIONS ] <INDEX> <SUBINDEX> <VALUE>

參數：
⑴ 可選參數：

* INDEX：16位無符整型的SDO索引；
* SUBINDEX：8位無符整型的SDO子索引；
* VALUE：需寫入的SDO的值

⑵ [ OPTIONS ]參數：

* --alias -a <alias>：匹配從站的別名；
* --position -p <pos>：匹配從站的絕對位置；
* --type -t <type>：SDO條目的數據類型；

type可以使用的類型有：

bool、int八、int1六、int3二、int6四、uint八、uint1六、uint3二、uint6四、float、double、string、octet_string、unicode_string

對於sign-and-magnitude coding有：
sm八、sm1六、sm3二、sm64

例子：

sudo ethercat download -t int16 -p 0 0x6060 00 08
解析：向從站0的索引號爲0x6060（16位），子索引號爲00（8位）的地址寫入PDO條目值」0x08「；

讀取SDO

說明：向從站讀取一個SDO條目。
命令：ethercat upload [ OPTIONS ] <INDEX> <SUBINDEX>
參數：
⑴ 可選參數：

* INDEX：16位無符整型的SDO索引；
* SUBINDEX：8位無符整型的SDO子索引；

⑵ [ OPTIONS ]參數：

* --alias -a <alias>：匹配從站的別名；
* --position -p <pos>：匹配從站的絕對位置；
* --type -t <type>：SDO條目的數據類型；

type可以使用的類型有：

bool、int八、int1六、int3二、int6四、uint八、uint1六、uint3二、uint6四、float、double、string、octet_string、unicode_string

對於sign-and-magnitude coding有：
sm八、sm1六、sm3二、sm64

例子：

sudo ethercat upload -t int16 -p 0 0x6060 00
解析：讀取從站0中索引號爲0x6060（16位），子索引號爲00（8位）的SDO條目。

注意：必須有從站鏈接才能使用此命令。

建立一個拓撲圖形

說明：輸出總線拓撲圖。
命令：ethercat graph [ OPTIONS ]

例子：
sudo ethercat graph | dot -Tsvg > ~/Desktop/bus.svg
解析：將總線拓撲圖輸出到桌面。

主站和以太網設備

說明：顯示主站和以太網設備信息。
命令：ethercat master [ OPTIONS ]
參數：

* --master -m <indices>：indices爲主站的索引。默認顯示全部的設備信息；

例子：

sudo ethercat master

解析：顯示全部主機的設備信息（發送幀、接收幀、參考時鐘、應用時間）。

注意：欲想顯示應用時間需啓動應用程序。

同步管理，PDOs，PDO條目

說明：顯示出同步管理器的參數和PDO任務和映射信息。
命令：ethercat pdos [OPTIONS]
參數：

* --alias -a <alias>：匹配從站的別名；
* --position -p <pos>：匹配從站的絕對位置；
* --skin -s <skin>：」skin」可選擇」default「和」etherlab「；

例子：

sudo ethercat pdos -p 0 -s default執行後顯示：

SM2：PhysAddr 0x1400, DefaultSize 64, ControlRegister 0x34, Enable 1
    RxPDO 0x1600 "Receive PDO1 Mapping"
        PDO entry 0x6040:00, 16 bit, " "
        PDO entry 0x607a:00, 32 bit, " "

以上各字段的含義：
⑴ 同步管理器信息
* SM2：同步管理器2；
* PhysAddr：物理地址開始地址；
* DefaultSize：默認數據大小；
* ControlRegister：控制寄存器；
* Enable：使能字

⑵ 顯示PDO方向，索引值，PDO名字
* RxPDO：表明從站發送數據的方向（從站接收數據）；
* 0x1600：PDO的索引值；
* 「Receive PDO1 Mapping」：PDO的名字；

⑶ 顯示PDO條目的索引和子索引（都是以16進制的形式現實的），顯示位寬和描述
* 0x6040：00 ： 表示索引和子索引；
* 16bit：表示該條目的位寬；
* 」 「：表示該位的描述；

寄存器訪問

獲取對應從站寄存器的內容

命令：ethercat reg_read [ OPTIONS ] <ADDRESS> [ SIZE ]
參數：
① 可選參數

* ADDRESS：16位無符號的寄存器地址；
* SIZE：要讀取的對應寄存器字節數（16位無符號值）；[ SIZE ] + ADDRESS不能超過64K，假如type參數隱含要讀取的字節數，則能夠忽略掉[ SIZE ]參數；

② [ OPTIONS ]參數

* --alias -a <alias>：匹配從站的別名；
* --position -p <pos>：匹配從站的絕對位置；
* --type -t <type>：匹配數據類型；

type可以使用的類型有：

bool、int八、int1六、int3二、int6四、uint八、uint1六、uint3二、uint6四、float、double、string、octet_string、unicode_string

對於sign-and-magnitude coding有：
sm八、sm1六、sm3二、sm64

例子：

sudo ethercat reg_read -p 6 -t sm32 0x092c

解析：獲取從站6的0x092C寄存器所存儲的值。

將內容寫入指定從站寄存器

命令：ethercat reg_write [ OPTIONS ] <ADDRESS> <DATA>
參數：
① 可選參數

* ADDRESS：16位無符號的寄存器地址；
* DATA：要寫入寄存器的數據；假如制定了」type」數據類型，那麼」DATA」根據指定的數據類型對數據進行解析；假如未指定」type」數據類型，則」DATA」能夠爲指定的文件或將」DATA」設置爲」 - 「，表示從標準輸入中得到數據；

② [ OPTIONS ]參數

* --alias -a <alias>：匹配從站的別名；
* --position -p <pos>：匹配從站的絕對地址；
* --type -t <type>：匹配數據類型；
* --emergency -e：以緊急的方式請求寫入文件；

例子：

sudo ethercat reg_write -p 5 -t sm32 0x092c 200

解析：向從站5的寄存器0x092c寫入數據200。

SDO字典

說明：列出SDO字典（SDO信息和SDO條目信息）。
命令：ethercat sdos [ OPTIONS ]
參數：

* --alias -a <alias>：匹配從站的別名；
* --position -p <pos>：匹配從站的絕對位置；
* --quiet -q：只輸出PDOs，不輸出PDO條目信息；

例子：

sudo ethercat sdos執行後顯示

SDO 0x1000，"Device type"
    0x1000:0, r-r-r-, uint32, 32 bit, "Device type"

SDOs：SDO 0x1000，」Device type」
* 0x1000：SDO索引值；
* 「Device type」：SDO名字；

SDO條目：0x1000:0, r-r-r-, uint32, 32 bit, 「Device type」
* 0x1000:0：索引值及子索引值；
* r-r-r-：表示訪問權限；
* uint32：表示該條目的數據類型；
* 32bit：表示該條目的位寬；
* 「Device type」：對該條目的描述；

顯示從站的信息

說明：顯示總線上的從站的信息。
命令：ethercat slaves [ OPTIONS ]
參數：

* --alias -a <alias>：匹配從站的別名；
* --position -p <pos>：匹配從站的絕對地址；
* --verbose -v：顯示從站的詳細信息；

例子：

sudo ethercat slaves -v

解析：顯示全部從站的詳細信息。

生成從站配置描述

說明：生成從站信息描述文件。
命令：ethercat xml [ OPTIONS ]
參數：

* --alias -a <alias>：匹配從站的別名；
* --position -p <pos>：匹配從站的絕對地址；

例子：

sudo ethercat xml -p 0

解析：生成從站0的從站信息描述文件並顯示出來。

這一節的內容我參考了識荒者的Ethercat解析（十二）之命令行工具的使用這篇文章，這裏只列出了配置伺服和變頻須要用到的工具，更多工具請移步該做者原文，感謝識荒者的分享

二、主站配置要點

應用程序是用戶針對自身控制系統的控制要求編寫的控制程序模塊，運行於內核層。包括對主站和從站的配置以及週期性實時運行的任務。在實時任務程序中實現主從站間通信以及各類數控算法。主要包括兩塊：

  • 主站和從站的配置；
  • 週期任務的實現 cyclic operation；

先上圖：
主站配置流程

主站、從站以及數據域的配置過程以下

  • 請求用於實時操做的 EtherCAT 主站，調用 ecrt_request_master()，獲取主站的指針 ec_master_t *；

    master = ecrt_request_master(0)

  • 建立新的過程數據域，調用 ecrt_master_create_domain()，獲取主站的一個數據域指針 ec_domain_t *；

    domain1 = ecrt_master_create_domain(master)

  • 獲取從站配置，調用 ecrt_master_slave_config()，經過輸入主站指針，從站化名，從站位置，從站廠商 ID 和從站產品號從而產生從站配置信息 sc_ana_in，並得到從站配置指針 ec_slave_config_t *；

    sc_ana_in = ecrt_master_slave_config('主站指針', '配置信息','從站信息')

  • 調用 ecrt_slave_config_pdos()，經過輸入從站配置信息、從站同步管理信息，定義一個完整 PDO 配置；

    ecrt_slave_config_pdos('從站配置指針', EC_END, '從站同步管理信息')

  • *調用 ecrt_slave_config_create_sdo_request(),經過輸入從站配置信息、SDO 索引號、子索引號和數據長度，得到 SDO 請求指針，從而創造一個完整 SDO 請求用於實時操做的交換 SDO 數據;

    sdo = ecrt_slave_config_create_sdo_request(sc_ana_in, 0x3102, 2, 2)

  • *調用 ecrt_sdo_request_timeout()，設置 SDO 請求最大超時時間

    ecrt_sdo_request_timeout(sdo, 500); // ms

  • 調用 ecrt_domain_reg_pdo_entry_list()，經過輸入數據域指針和從站 PDO 入口註冊信息，爲數據域註冊一系列 PDO 入口

    ecrt_domain_reg_pdo_entry_list(domain1, domain1_regs)

  • 調用 ecrt_master_activate()，完成本次配置階段，準備進入實時週期任務循環：

    ecrt_master_activate(master)

  • 調用 ecrt_domain_data()，返回數據域的過程數據指針，爲數據域指針分配地址，準備實時訪問數據域

    domain1_pd = ecrt_domain_data(domain1)

  • 結束配置，建立一個實時的 timer，執行週期性任務函數 cyclic_task

週期性任務函數 cyclic_task

  • 主站從設備獲取數據幀而且處理報文

    // receive process data
  ecrt_master_receive(master);

  • 判斷數據域報文的狀態

    ecrt_domain_process(domain1);

  • 判斷數據域、主站、從站狀態是否發生變化，有變化就提示信息

    // check process data state (optional)
  check_domain1_state();

  // check for master state (optional)
  check_master_state();
  // check for islave configuration state(s) (optional)
  check_slave_config_states();

  • 讀寫過程數據相關函數

    EC_READ_U16("數據域指針 + 地址偏移量")
  EC_WRITE_U16("數據域指針 + 地址偏移量")

  • 將數據域的全部報文插入到主站的報文序列

    // send process data
  ecrt_domain_queue(domain1);

  • 將主站全部報文發送到傳輸序列

    ecrt_master_send(master)

本小節主要參考了《IGH軟件代碼說明》，未找到出處，在此致謝！

三、伺服電機配置要點

本次咱們使用的是臺達的伺服電機，型號爲ASDA-A2-E，使用 CANopen 基於 DS402 協議控制伺服電機，具體過程以下：

1.使用ethercat slaves [ OPTIONS ]命令讀取從站的列表，確保從站已經正常鏈接至主站

0  15:0  PREOP  +  Delta ASDA-A2-E EtherCAT(CoE) Drive Rev4
1   1:0  PREOP  +  EK1100 EtherCAT Coupler (2A E-Bus)
2   2:0  PREOP  +  EL1809 16K. Dig. Eingang 24V, 3ms

解析：
    第一列爲從站相對於主站的絕對位置，能夠用這個絕對位置來讀取從站配置，在一些命令的選項後可加上' -p 1'這樣的選項來讀取1號從站的信息，固然也可使用  
    ethercat alias [ OPTIONS ] < ALIAS >  
    給從站設置別名，而後使用' -a <別名>'這樣的方式來訪問指定的從站；
    
    後面會有從站設備的型號，幫助肯定是否是咱們指望的主站鏈接成功；

2.使用sudo ethercat slaves -v -p 0能夠輸出 0 號從站目前的全部信息

=== Master 0, Slave 0 ===           //主站和從站編號
Alias: 15                           //別名
Device: Main
State: PREOP                        //狀態
Flag: +
Identity:
Vendor Id:       0x000001dd
Product code:    0x10305070         //產品ID和編號
Revision number: 0x02040608
Serial number:   0x00000000
DL information:
FMMU bit operation: no
Distributed clocks: yes, 32 bit
DC system time transmission delay: 0 ns
Port  Type  Link  Loop    Signal  NextSlave  RxTime [ns]  Diff [ns]   NextDc [ns]
0  MII   up    open    yes             -    488154000           0           0
1  MII   up    open    yes             1    488158324        4324         641
2  N/A   down  closed  no              -            -           -           -
3  N/A   down  closed  no              -            -           -           -
Mailboxes:
Bootstrap RX: 0x0000/0, TX: 0x0000/0
Standard  RX: 0x1000/128, TX: 0x10c0/128
Supported protocols: CoE
General:
Group: ServoDrive
Image name: 
Order number: 
Device name: Delta ASDA-A2-E EtherCAT(CoE) Drive Rev4       //設備型號
CoE details:                    //設置信息
    Enable SDO: yes
    Enable SDO Info: yes
    Enable PDO Assign: yes
    Enable PDO Configuration: yes
    Enable Upload at startup: no
    Enable SDO complete access: no
Flags:                          //狀態信息
    Enable SafeOp: no
    Enable notLRW: no
Current consumption: 0 mA


經過這些信息咱們就能夠判斷從站目前的狀態，可操做性等；

Vendor Id:       0x000001dd
Product code:    0x10305070
這是從站的信息，能夠用它肯定目標從站，因此能夠先創建一個設備：

    #define asda_Pos0 0, 0
    #define asda 0x000001dd, 0x10305070

3.如今咱們須要在程序裏創建從站配置指針：

static ec_slave_config_t *sc_asda;
static ec_slave_config_state_t sc_asda_state;

而且，使用ethercat xml -p 0命令，咱們能夠查看設備的描述文件：

<?xml version="1.0" ?>
<EtherCATInfo>
<!-- Slave 0 -->                //從站0
<Vendor>
    <Id>477</Id>
</Vendor>
<Descriptions>
    <Devices>
    <Device>
        <Type ProductCode="#x10305070" RevisionNo="#x02040608"></Type>
        <Name><![CDATA[Delta ASDA-A2-E EtherCAT(CoE) Drive Rev4]]></Name>
        <Sm Enable="1" StartAddress="#x1000" ControlByte="#x36" DefaultSize="128" />
        <Sm Enable="1" StartAddress="#x10c0" ControlByte="#x32" DefaultSize="128" />
        <Sm Enable="1" StartAddress="#x1180" ControlByte="#x24" DefaultSize="6" />
        <Sm Enable="1" StartAddress="#x1480" ControlByte="#x0" DefaultSize="6" />
        /*
            該設備擁有四個同步管理通道:
                ·前兩個爲郵箱 MBox 傳輸方式，用於 COE 協議的通信，負責對 SDO 的傳輸；
                ·後兩個爲過程數據傳輸方式，負責對 PDO 的傳輸；
            其中：
            StartAddress 參數爲物理起始地址，即該同步管理通道在雙口 RAM 上的起始地址；
            ControlByte 參數爲控制字，包含了該通道的傳輸方式、傳輸方向等信息；
            MinSize、MaxSize 和 DefaultSize 三個參數規定了該通道的大小。  
        */
        
        <RxPdo Sm="2" Fixed="1" Mandatory="1">
        <Index>#x1600</Index>           //RXPDO地址
        <Name>RxPDO</Name>              //接收（從主站）PDO
        <Entry>
            <Index>#x6040</Index>
            <SubIndex>0</SubIndex>  //索引號爲0
            <BitLen>16</BitLen>   //字節大小，決定了你要用EC_WRITE_U16寫入
            <Name></Name>
            <DataType>UINT16</DataType>
        </Entry>
        <Entry>
            <Index>#x607a</Index>
            <SubIndex>0</SubIndex>
            <BitLen>32</BitLen>
            <Name></Name>
            <DataType>UINT32</DataType>
        </Entry>
        <Entry>
            <Index>#x6060</Index>
            <SubIndex>0</SubIndex>
            <BitLen>8</BitLen>
            <Name></Name>
            <DataType>UINT8</DataType>
        </Entry>
        </RxPdo>
        <TxPdo Sm="3" Fixed="1" Mandatory="1">
        <Index>#x1a00</Index>           //TXPDO地址
        <Name>TxPDO</Name>              //發送（向主站）PDO
        <Entry>
            <Index>#x6041</Index>
            <SubIndex>0</SubIndex>
            <BitLen>16</BitLen>   //字節大小，決定了你要用EC_READ_U16讀取
            <Name></Name>
            <DataType>UINT16</DataType>
        </Entry>
        <Entry>
            <Index>#x6064</Index>
            <SubIndex>0</SubIndex>
            <BitLen>32</BitLen>
            <Name></Name>
            <DataType>UINT32</DataType>
        </Entry>
        <Entry>
            <Index>#x6061</Index>
            <SubIndex>0</SubIndex>
            <BitLen>8</BitLen>
            <Name></Name>
            <DataType>UINT8</DataType>
        </Entry>
        <Entry>
            <Index>#x603f</Index>
            <SubIndex>0</SubIndex>
            <BitLen>16</BitLen>
            <Name></Name>
            <DataType>UINT16</DataType>
        </Entry>
        </TxPdo>
    </Device>
    </Devices>
</Descriptions>
</EtherCATInfo>

4.使用ethercat cstruct -p 0命令獲得Ethercat主站自動生成的C語言PDO信息，這個信息能夠直接粘貼到程序裏；

/* Master 0, Slave 0
* Vendor ID:       0x000001dd
* Product code:    0x10305070
* Revision number: 0x02040608
*/

ec_pdo_entry_info_t slave_0_pdo_entries[] = {
    {0x6040, 0x00, 16},         //DS402操做字
    {0x607a, 0x00, 32},
    {0x6060, 0x00, 8},
    {0x6041, 0x00, 16},         //DS402狀態字
    {0x6064, 0x00, 32},
    {0x6061, 0x00, 8},
    {0x603f, 0x00, 16},
};

ec_pdo_info_t slave_0_pdos[] = {
    {0x1600, 3, slave_0_pdo_entries + 0}, /* RxPDO */
    {0x1a00, 4, slave_0_pdo_entries + 3}, /* TxPDO */
};

ec_sync_info_t slave_0_syncs[] = {
    {0, EC_DIR_OUTPUT, 0, NULL, EC_WD_DISABLE},
    {1, EC_DIR_INPUT, 0, NULL, EC_WD_DISABLE},
    {2, EC_DIR_OUTPUT, 1, slave_0_pdos + 0, EC_WD_DISABLE},
    {3, EC_DIR_INPUT, 1, slave_0_pdos + 1, EC_WD_DISABLE},
    {0xff}
};

仔細觀察生成的PDO信息我發現：
第一步：slave_0_pdo_entries[]創建了一個操做數組；
第二步：在slave_0_pdos[]中，根據前面獲得的XML信息，將slave_0_pdo_entries[]中從0號位置（slave_0_pdo_entries + 0）開始的3個地址對應到伺服驅動器RxPDO地址->0x1600;
slave_0_pdo_entries[]中從3號位置（slave_0_pdo_entries + 3）開始的4個地址對應到伺服驅動器TxPDO地址->0x1a00;
第三步：將PDO信息 slave_0_pdos[] 對應到同步信息 slave_0_syncs[] 中：
slave_0_pdos + 0 是 {0x1600, 3, slave_0_pdo_entries + 0}, /* RxPDO */，方向爲OUTPUT
slave_0_pdos + 1 是 {0x1a00, 4, slave_0_pdo_entries + 3}, /* TxPDO */，方向爲INPUT

    應用程序將以上同步管理信息寫入數據結構 ec_sync_info_t 中，做爲
ecrt_slave_config_pdos()的參數，經過調用該函數最終完成完整的 PDO 配置。

    這是個人我的理解，有問題歡迎指出；

5.獲取從站配置，調用 ecrt_master_slave_config()，經過輸入主站指針, 從站化名 / 從站位置 / 從站廠商 ID 和從站產品號從而產生從站配置信息 sc_ana_in，並得到從站配置指針ec_slave_config_t *；

ecrt_master_slave_config(master, asda_Pos0, asda);

6.調用 ecrt_slave_config_pdos()，經過輸入從站配置指針、從站同步管理信息，定義一個完整 PDO 配置；

ecrt_slave_config_pdos(sc_asda, EC_END, asda_syncs);

參數：
1->從站指針；
2->EC_END(查看庫文件發現 -> #define EC_END ~0U,註釋裏面說：/**End of list marker（列表結束標記），是一個固定格式，應該還有其餘參數，不過沒有用到，目前就沒有深究)；
3->同步信息

7.調用 ecrt_domain_reg_pdo_entry_list()，經過輸入數據域指針和從站 PDO 入口註冊信息，爲數據域註冊一系列 PDO 入口

domainServoOutput = ecrt_master_create_domain(master);
domainServoInput = ecrt_master_create_domain(master);
//經過ecrt_master_create_domain("主站指針」)建立新的數據域

static unsigned int cntlwd;                     //控制字
static unsigned int ipData;                     //目標位置
static unsigned int status|;                     //狀態字
static unsigned int actpos|;                     //當前回授位置
static unsigned int modes_of_operation|;         //6060
static unsigned int modes_of_operation_display|; //6061
static unsigned int errcode;                    //錯誤代碼
//定義從站信息接收變量

ec_pdo_entry_reg_t domainServoOutput_regs[] = {
{asda_Pos0, asda, 0x6040, 0x00, &cntlwd, NULL},
{asda_Pos0, asda, 0x607a, 0x00, &ipData, NULL},
{asda_Pos0, asda, 0x6060, 0x00, &modes_of_operation[0], NULL},
{}};
//寫操做狀態字註冊，以第一條爲例，每一條都須要提供的參數有：
    asda_Pos0 主從站編號
    asda 從站信息
    0x6040 PDO 地址
    0x00 偏移地址
    &cntlwd 從站信息變量
    NULL 

    
ec_pdo_entry_reg_t domainServoInput_regs[] = {
{asda_Pos0, asda, 0x6064, 0x00, &actpos, NULL},
{asda_Pos0, asda, 0x6041, 0x00, &status, NULL},
{asda_Pos0, asda, 0x6061, 0x00, &modes_of_operation_display[0], NULL},
{asda_Pos0, asda, 0x603f, 0x00, &errcode, NULL},
{}};
                    //讀操做狀態字註冊

ecrt_domain_reg_pdo_entry_list(domainServoOutput, domainServoOutput_regs)
ecrt_domain_reg_pdo_entry_list(domainServoInput, domainServoInput_regs)
//參數爲：數據域指針，PDO入口註冊信息列表

//這裏將 OUTPUT PDO 和 INPUT PDO 分開成了兩個域，分別註冊成domainServoOutput和domainServoInput兩個域，方便讀寫操做；

static uint8_t *domainOutput_pd = NULL;
static uint8_t *domainInput_pd = NULL;      //定義數據域指針

domainOutput_pd = ecrt_domain_data(domainServoOutput)
domainInput_pd = ecrt_domain_data(domainServoInput)
//調用 ecrt_domain_data()，獲得數據域的過程數據指針，爲數據域指針分配地址，準備實時訪問數據域

//數據域是 EtherCAT 過程數據（PDO）向程序中的數據結構的映射，它提供了用戶程序對總線上各個從站進行數據訪問的入口。當從站 PDO 入口註冊成功後，不一樣從站都將得到一個屬於本身的地址偏移量，用戶可經過「數據域過程數據指針 + 地址偏移量」的方法對所需 PDO 進行讀寫操做。

//在讀取寫入的時候使用各自的數據域過程數據指針+偏移地址（例如cntlwd，errcode）對PDO進行操做

例：
    EC_READ_U16(domainInput_pd + status);

8.到這裏，PDO的配置就完成了，接下來是根據伺服電機的說明手冊對PDO映射表中對應的字節進行讀寫

對PDO中的地址進行讀寫操做使用的函數爲：

EC_READ_U16("數據域指針 + 地址偏移量")
EC_WRITE_U16("數據域指針 + 地址偏移量")

U32,U16,U8爲要讀取的字節寬度，EC_READ_U8()則是讀取8 bite寬度的數據
例：
    EC_READ_U16(domainInput_pd + Status)
    domainInput_pd爲數據域過程數據指針，Status爲地址偏移量

查閱手冊得知驅動器必須按照標準 DS402 協議規定的流程引導伺服驅動器，伺服驅動器纔可運行於指定的狀態,具體流程以下:

臺達伺服驅動流程

各個狀態的說明：

初始化 驅動器初始化、內部自檢已經完成。驅動器的參數不能設置，也不能執行驅動功能。
伺服無端障 伺服驅動器無端障或錯誤已排除。驅動器參數能夠設置
伺服準備好 伺服驅動器已準備好。驅動器參數能夠設置。
等待打開伺服使能 伺服驅動器等待打開伺服使能。驅動器參數能夠設置。
伺服運行 驅動器正常運行，已使能某一伺服運行模式，電機已通電，指令不爲0 時，電機旋轉。驅動器參數屬性爲「運行更改」的能夠設置，其餘不可。
快速停機 快速停機功能被激活，驅動器正在執行快速停機功能。驅動器參數屬性爲「運行更改」的能夠設置，其餘不可。
故障停機 驅動器發生故障，正在執行故障停機過程當中。驅動器參數屬性爲「運行更改」的能夠設置，其餘不可。
故障 故障停機完成，全部驅動功能均被禁止，同時容許更改驅動器參數以便排除故障。

6040狀態字

啓動的流程爲：向6040PDO中依次寫入6-7-15（要根據6041狀態字反饋信號依次寫入,通過實踐代表不建議直接按字節校驗狀態，簡易按位校驗狀態，由於可能其餘位出現正常變化會致使字節不一樣，建議直接判斷位的狀態）

(EC_READ_U16(domainInput_pd + status[i]) & 0x031) == 49
序號 描述 6040控制字 6041位狀態
2 伺服無端障 伺服準備好 0x0006 0010 0011 0001(b)
3 伺服準備好 等待打開伺服使能 0x0007 0010 0011 0011(b)
4 等待打開伺服使能 伺服運行 0x000F 0100 0011 0011(b)

示例程序以下：

if ((cur_status[i] & 0x0250) == 592)
{
    printf("*********************Servo Power on*********************\n");
    EC_WRITE_U16(domainOutput_pd + cntlwd[i], 0x06);
}
if ((cur_status[i] & 0x031) == 49)
            {
                if ((cur_status[i] & 0x033) == 51)
                {
                    if ((cur_status[i] & 0x0433) == 1075)
                    {
                        EC_WRITE_U16(domainOutput_pd + cntlwd[i], 0x1f);

                    }
                    else
                    {
                        printf("*********************Servo Waitting*********************\n");
                        EC_WRITE_U16(domainOutput_pd + cntlwd[i], 0x0f);
                    }

                }
                else
                {
                    printf("*********************Servo Enable*********************\n");
                    EC_WRITE_U16(domainOutput_pd + cntlwd[i], 0x07);
                }    
            }
        }

6040控制字寄存器各個位描述

6040操做字

6041狀態字寄存器各個位描述
6041操做字

這一小節的內容引用了燕駿博客的匯川IS620N伺服CIA402狀態機切換步驟-6040控制字及6041狀態字描述這篇文章，在此致謝！

9.到這裏對於伺服電機的配置就基本完成了，可是在實際測試的時候咱們發現：

  • 當程序沒有正常結束（手動Ctrl+c關閉），或者程序結束後沒有使電機進入等待狀態，後面再進行操做的時候電機就會沒有反應（除非斷電對伺服電機從新上電），這種狀況是由於電機產生了fault，也就是6041h狀態字的3號位會爲1，這種狀況下電機是不會工做的，這時咱們就須要清除故障，也就是對6040h的7號位置1，而後從新使能，這樣電機就會進入正常的工做；

    cur_status = EC_READ_U16(domainInput_pd + status);
  if (EC_READ_U16(domainInput_pd + errcode) != 0 || (cur_status & 0x0008))
  {
      printf("Error Capture:servo %d error\n", i);

      for (int i = 0; i < drive_count; i++)
      {
          if (EC_READ_U16(domainInput_pd + errcode[i]) != 0 || (cur_status[i] & 0x0008))
          {
              EC_WRITE_U16(domainOutput_pd + cntlwd[i], (EC_READ_U16(domainOutput_pd + cntlwd[i]) | 0x0080));
          }
          else
          {
              EC_WRITE_U16(domainOutput_pd + cntlwd[i], (EC_READ_U16(domainOutput_pd + cntlwd[i]) & 0xff7f));
          }
      }

      if ((cur_status[i] & 0x031) == 49)
      {
          if ((cur_status[i] & 0x033) == 51)
          {
              if ((cur_status[i] & 0x0433) == 1075)
              {
                  EC_WRITE_U16(domainOutput_pd + cntlwd[i], 0x1f);

              }
              else
              {
                  printf("33\n");
                  EC_WRITE_U16(domainOutput_pd + cntlwd[i], 0x0f);
              }
          }
          else
          {
              printf("31\n");
              EC_WRITE_U16(domainOutput_pd + cntlwd[i], 0x07);
          }
      }
      printf("Error Solved!!!!\n");
  }

四、變頻器驅動配置要點

此次咱們使用的是歐姆龍的3G3MX2型變頻器搭配ECT型Ethercat選配件做爲從站

變頻器配置

1.硬件上的設置：在硬件上須要對A001和A002進行設置，以保證正常通訊，具體內容以下：

A001 = 04 頻率給定選擇，04 = 選配件
A002 = 04 運行指令選擇，04 = 選配件
A003 = 50 基準頻率 = 50Hz，電機額定頻率
A004 = 60Hz 最大頻率 = 60Hz
A044 = 00 控制方式，00 = 恆轉矩
A061 = 60Hz 頻率上限
A062 = 0Hz 頻率下限
F002 = 2 加速時間，2s
F003 = 2 減速時間，2s
F004 = 00 運轉方向，00 = 正向，01 = 反向
H003 = 0.55 電機容量 = 0.55kW

2.PDO配置：

Command（5000h） 控制啓停及正反轉
Frequency Reference（5010h） 運行頻率給定

Status（5100h） 變頻器運行狀態
Output frequency monitor（5110h） 變頻器頻率輸出監控

3.操做字及狀態字位含義

5000h：電機啓動、正反轉、復位
5000h

5010h: 頻率給定，直接給一個hex值

5100h：變頻器狀態反饋
5100h

5110h：變頻器頻率反饋->hex值

4.注意！！

  • 變頻器操做順序：5000h = 0x0 -> 5010h = '頻率16進制' -> 5000h = 0x1

就是說，必須先給命令字置0，而後給頻率，最後命令字置1啓動

EC_WRITE_U16(domainOutput_pd + ECT_Command, 0);
EC_WRITE_U16(domainOutput_pd + ECT_Frequency, ECTFrequency);
EC_WRITE_U16(domainOutput_pd + ECT_Command, 0x1);

  • 變頻器和伺服器同樣，在程序沒有正常運行完就關閉，會產生fault，5100h的第三位會爲 1，這時候一樣須要清除錯誤，相比來講變頻器清楚錯誤就簡單一些，只須要將變頻器的第 7 位置 1 就能夠，而後再操做即可以正常；

    if (EC_READ_U16(domainInput_pd + ECT_Status) & 0x8)
  {
      EC_WRITE_U16(domainOutput_pd + ECT_Command, 0x80);
  }

以上就是IGH_Master應用程序驅動伺服和變頻器的操做步驟和可能遇到的問題，在進行工業領域的設計操做時，設備的手冊必定是重中之重，仍是要多看手冊。

本文參考了不少網上資料，對主要參考資料都進行了標註，還有一些可能未進行標註，在此一併感謝！

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