雷赛 MC500系列PLC EtherCAT 控制我们CPBH03ET伺服驱动 调试标准作业规程（SOP）
适用范围
本规程适用于雷赛 MC532CS 中型 PLC，基于 LeadSys Studio 编程软件，对接支持 CiA402 标准的第三方 EtherCAT 伺服驱动器（以 Nanotec CPB 系列为例），完成从硬件接线、工程创建、总线扫描、轴参数配置到双任务架构运动程序编写、点动 / 定位 / 回零调试的全流程。 适用场景：单轴旋转伺服、3600 脉冲 / 圈、负限位接伺服 DI 口、方式 17 负限位回零、高低速任务分离架构。
前置条件
1. MC532CS 控制器 DC24V 供电正常，指示灯无报警。
2. 伺服驱动器、电机硬件接线完成，无硬件故障。
3. 上位机已安装 LeadSys Studio V3.1.0 及以上版本编程软件。
4. 上位机与 PLC 处于同一网段，默认 IP：192.168.1.13。
5. 已确认伺服电子齿轮比参数，设定为电机每转 3600 个指令脉冲。
6. 负限位开关已接入伺服驱动器 DI 口，并在伺服参数中配置为负向行程限位功能。
阶段一：硬件接线与预检查
步骤 1.1 电源与动力接线
1. PLC 侧：DC24V 电源接入控制器电源端子，正负极性正确，接地可靠。
2. 伺服侧：主回路电源、控制电源接线牢固，电机动力线、编码器线插接到位，屏蔽层单端接地。
3. 验证标准：PLC 上电后 RUN 指示灯正常闪烁；伺服上电无报警代码，显示屏正常显示。
步骤 1.2 EtherCAT 总线接线
1. 上位机网线 → PLC 的以太网口（LAN），用于程序下载与在线调试。
2. PLC 的EtherCAT 总线口（ECAT） → 伺服驱动器 EtherCAT IN 口。
3. 注意事项：
◯使用屏蔽超五类以上网线，总线链路远离动力线。
◯多轴场景需串联接线，末端从站无需终端电阻。
步骤 1.3 负限位开关接线（方式 17 回零专用）
1. 限位开关信号线接入伺服驱动器对应 DI 端子，公共端匹配开关类型（NPN/PNP）。
2. 在伺服参数中，将该 DI 口功能设置为负向行程限位，确认有效电平与开关一致。
3. 验证标准：手动按压限位开关，伺服面板对应 DI 指示灯状态同步变化。
步骤 1.4 伺服驱动器预配置
1. 控制模式设置为EtherCAT 总线控制（CiA402 标准）。
2. 电子齿轮比设定：电机每转对应 3600 个指令脉冲。
3. 清除伺服当前所有报警，使驱动器处于待机就绪状态。
阶段二：工程创建与控制器连接
步骤 2.1 新建标准工程
1. 打开 LeadSys Studio 软件，点击左上角「文件 → 新建工程」。
2. 工程模板选择「标准工程」，自定义工程名称，选择无中文、无空格的存储路径。
3. 设备型号选择「MC532CS」，编程语言选择「ST（结构化文本）」，点击确定完成创建。
步骤 2.2 连接控制器
1. 点击顶部工具栏「在线 → 通信设置」。
2. 点击「搜索设备」，自动扫描局域网内的 MC532CS 控制器。
3. 扫描到目标设备后，选中并点击「确定」，设置为当前通信目标。
4. 验证标准：软件底部状态栏显示「已连接」，设备树中控制器图标无红色叉号。
阶段三：EtherCAT 总线配置
步骤 3.1 添加 EtherCAT 主站
1. 左侧设备树，确认「EtherCAT_Master_Leadshine_A」主站节点已存在；若缺失则右键「设备 → 添加 → EtherCAT 主站」手动添加。
2. 确认主站绑定 PLC 的 EtherCAT 硬件接口，默认配置无需修改。
步骤 3.2 扫描伺服从站
1. 右键点击 EtherCAT 主站 → 选择「扫描设备」。
2. 弹出确认提示全部点击「是 / 确定」，等待总线扫描完成。
3. 扫描结果中勾选目标伺服驱动器，点击确定添加到总线拓扑中。
4. 易错提醒：仅勾选真实伺服设备，取消其他虚拟设备、协议设备的勾选。
步骤 3.3 确认 PDO 过程数据映射
1. 双击伺服从站设备，打开「过程数据（PDO）」配置界面。
2. 确认核心对象已正确映射，缺失需手动添加：
| 数据方向 | 对象名称 | 对象字典地址 | 功能说明 |
| 输出（发） | 控制字 | 6040h | 下发使能、启动等指令 |
| 输出（发） | 目标位置 | 607Ah | 下发位置指令 |
| 输入（收） | 状态字 | 6041h | 读取伺服运行状态 |
| 输入（收） | 实际位置 | 6064h | 读取电机实际位置反馈 |
3. 验证标准：所有映射通道状态正常，无红色报错标记。
阶段四：SoftMotion 运动轴配置
步骤 4.1 添加轴对象
1. 左侧设备树，右键点击 EtherCAT 主站下的伺服端口 → 「添加轴」。
2. 自定义轴名称（如Axis），轴类型选择「旋转轴」，点击确定。
步骤 4.2 脉冲当量与单位配置（核心）
1. 双击轴对象，切换到左侧「脉冲当量换算」选项卡。
2. 参数填写（以脉冲为用户单位为例）：
◯电机旋转一圈的指令脉冲数：3600（与伺服参数严格一致）
◯工作台旋转一圈的工作行程：3600
◯含义：1 个用户单位 = 1 个脉冲，编程直接写脉冲数。
3. 可选单位切换：
◯想用「度」做单位：工作台行程填 360
◯想用「圈」做单位：工作台行程填 1
步骤 4.3 通用动态参数配置
1. 切换到左侧「SoftMotion 驱动：通用」选项卡。
2. 参数填写（新手调试保守值）：
◯轴类型：「有限」（调试完成后可改模数）
◯速度：3600（脉冲 / 秒，对应每秒 1 圈）
◯加速度：18000
◯减速度：18000
◯加加速度：100000
◯软件限位暂不激活，调试正常后再开启。
步骤 4.4 回零参数预配置（方式 17 负限位）
1. 切换到左侧「原点参数设置」选项卡。
2. 参数填写：
◯回零方式：选择「方式 17（负限位回零）」
◯回零速度（高速）：1800（脉冲 / 秒）
◯回零爬行速度（低速）：360（脉冲 / 秒）
◯回零加速度：18000
◯回零偏移：0
◯开关有效电平：根据实际接线选择
阶段五：双任务架构运动控制程序编写
架构说明
采用高低速任务分离设计，兼顾实时性与逻辑稳定性：
●高速任务 (PRG_MotionFast)：绑定 EtherCAT 总线同步任务，负责轴使能、实时位置 / 速度采集、高速相对 / 绝对定位、回零功能块底层周期刷新，保证总线时序精准。
●低速任务 (PRG_MotionSlow)：绑定普通主任务，负责点动控制、启动参数初始化、回零触发与完成标志逻辑处理，降低总线负载。
●全局变量表 (GVL_Motion)：实现两任务间的数据交互，统一外部控制入口与状态监控。
步骤 5.1 新建全局变量表 GVL_Motion
1. 左侧设备树右键点击 Application → 添加对象 → 全局变量列表（Global Variable List）。
2. 名称输入 GVL_Motion，点击打开。
3. 删除默认内容，粘贴以下代码：
{attribute 'qualified_only'}
VAR_GLOBAL
// --- 外部控制指令 ---
bAxisEnable : BOOL := FALSE; // 轴使能上电
bJog_Fwd : BOOL := FALSE; // 正向点动
bJog_Rev : BOOL := FALSE; // 反向点动
bStartMove : BOOL := FALSE; // 相对定位触发（上升沿有效）
fMoveDist : LREAL := 3600.0; // 相对定位距离
fMoveVel : LREAL := 3600.0; // 相对定位速度
bStartAbs : BOOL := FALSE; // 绝对定位触发（上升沿有效）
fAbsPos : LREAL := 0.0; // 绝对定位目标位置
fAbsVel : LREAL := 3600.0; // 绝对定位速度
CPB3_Home_Exe : BOOL := FALSE; // 回零触发（保持TRUE直到回零完成）
// --- 实时监控输出（只读显示） ---
fActPos : LREAL := 0.0; // 实时当前位置
fActVel : LREAL := 0.0; // 实时当前速度
// --- 状态反馈输出 ---
bMoveDone : BOOL := FALSE; // 相对定位完成
bMoveBusy : BOOL := FALSE; // 相对定位执行中
bAbsDone : BOOL := FALSE; // 绝对定位完成
bAbsBusy : BOOL := FALSE; // 绝对定位执行中
bAbsErr : BOOL := FALSE; // 绝对定位报错
nAbsErrID : SMC_ERROR; // 绝对定位错误码
bHomeDonePending : BOOL := FALSE; // 回零完成标志位
bHomeErr : BOOL := FALSE; // 回零报错
nHomeErrID : SMC_ERROR; // 回零错误码
// --- 内部跨任务接口 ---
bHomeBlockDone : BOOL := FALSE; // 底层功能块原始Done信号
END_VAR
步骤 5.2 新建高速实时程序 PRG_MotionFast
1. 右键点击 Application → 添加对象 → POU。
2. 名称输入 PRG_MotionFast，类型选「程序（Program）」，语言选「结构化文本（ST）」，点击打开。
3. 上半部分声明区粘贴：
VAR
Axis_Power : MC_Power;
Axis_ReadPos : MC_ReadActualPosition;
Axis_ReadVel : MC_ReadActualVelocity;
Axis_MoveRel : MC_MoveRelative;
Axis_MoveAbs : MC_MoveAbsolute;
CPB3_Home : MC_Home;
END_VAR
4. 下半部分代码实现区粘贴：
// 1. 轴使能上电（最高实时性）
Axis_Power(
Axis := Axis,
Enable := GVL_Motion.bAxisEnable,
bRegulatorOn := TRUE,
bDriveStart := TRUE
);
// 2. 实时采集当前位置与当前速度（每个总线周期更新）
Axis_ReadPos(
Axis := Axis,
Enable := TRUE,
Position => GVL_Motion.fActPos
);
Axis_ReadVel(
Axis := Axis,
Enable := TRUE,
Velocity => GVL_Motion.fActVel
);
// 3. 高实时性相对定位
Axis_MoveRel(
Axis := Axis,
Execute := GVL_Motion.bStartMove,
Distance := GVL_Motion.fMoveDist,
Velocity := GVL_Motion.fMoveVel,
Acceleration := 18000,
Deceleration := 18000,
Done => GVL_Motion.bMoveDone,
Busy => GVL_Motion.bMoveBusy
);
// 4. 高实时性绝对定位
Axis_MoveAbs(
Axis := Axis,
Execute := GVL_Motion.bStartAbs,
Position := GVL_Motion.fAbsPos,
Velocity := GVL_Motion.fAbsVel,
Acceleration := 18000,
Deceleration := 18000,
Done => GVL_Motion.bAbsDone,
Busy => GVL_Motion.bAbsBusy,
Error => GVL_Motion.bAbsErr,
ErrorID => GVL_Motion.nAbsErrID
);
// 5. 回零功能块底层调用（保证总线同步刷新）
CPB3_Home(
Axis := Axis,
Execute := GVL_Motion.CPB3_Home_Exe,
Position := 0,
Done => GVL_Motion.bHomeBlockDone,
Error => GVL_Motion.bHomeErr,
ErrorID => GVL_Motion.nHomeErrID
);
步骤 5.3 新建低速辅助程序 PRG_MotionSlow
1. 右键点击 Application → 添加对象 → POU。
2. 名称输入 PRG_MotionSlow，类型选「程序（Program）」，语言选「结构化文本（ST）」，点击打开。
3. 上半部分声明区粘贴：
VAR
Axis_Jog : MC_Jog;
pAxis : POINTER TO AXIS_REF_ETC_DS402_CS;
pMinCycles : POINTER TO UINT;
bInitMinCyc : BOOL := FALSE; // 指针参数初始化完成标志
END_VAR
4. 下半部分代码实现区粘贴：
// 1. 底层回零最小确认周期参数修正（仅启动执行一次，带空指针安全保护）
IF NOT bInitMinCyc THEN
pAxis := ADR(Axis);
IF pAxis <> 0 THEN
pMinCycles := ADR(pAxis^.DSP402_Statemachine._uiHomingMinCycles);
IF pMinCycles <> 0 THEN
pMinCycles^ := 10;
bInitMinCyc := TRUE;
END_IF
END_IF
END_IF
// 2. 点动控制
Axis_Jog(
Axis := Axis,
JogForward := GVL_Motion.bJog_Fwd,
JogBackward := GVL_Motion.bJog_Rev,
Velocity := 3600,
Acceleration := 18000,
Deceleration := 18000
);
// 3. 回零完成标志位逻辑处理
IF NOT GVL_Motion.CPB3_Home_Exe THEN
// 回零触发复位时，自动清除完成标志
GVL_Motion.bHomeDonePending := FALSE;
ELSIF GVL_Motion.bHomeBlockDone THEN
// 回零真正到位后，置位完成标志
GVL_Motion.bHomeDonePending := TRUE;
END_IF
步骤 5.4 程序挂载到对应任务（关键步骤）
1. 左侧设备树展开「任务配置」节点。
2. 右键点击 EtherCAT_Master_Leadshine_A 下的总线任务 → 增加调用 → 选择 PRG_MotionFast，点击确认。
3. 右键点击 MainTask（主任务，默认周期 10ms） → 增加调用 → 选择 PRG_MotionSlow，点击确认。
4. 找到默认生成的 PLC_PRG，若其中有旧运动控制代码，使用 (* ... *) 块注释全部屏蔽，避免逻辑冲突。
阶段六：编译下载与在线调试
步骤 6.1 编译工程
1. 点击顶部工具栏「编译」按钮（或按 F11）。
2. 查看下方输出窗口，0 错误即为编译通过；仅保留任务空、可视化库缺失类警告，不影响运行。
步骤 6.2 下载程序
1. 点击顶部「登录」按钮（或按 Alt+F8）。
2. 弹出提示选择「登录并下载」，等待程序下载完成。
步骤 6.3 运行与功能测试
1. 点击「启动」按钮（绿色三角，或按 F5），程序开始运行。
2. 双击打开 GVL_Motion 全局变量表，作为统一监控与操作界面。
（1）轴使能测试
●将 bAxisEnable 预备值设为 TRUE，按 Ctrl+F7 写入 PLC。
●验证标准：设备树中轴图标变绿，伺服电机锁轴，无自由晃动；fActPos、fActVel 数值正常刷新。
（2）点动测试
●置 bJog_Fwd 为 TRUE，电机正向匀速转动；置 FALSE 立即停止。
●置 bJog_Rev 为 TRUE，电机反向匀速转动。
●验证标准：电机运行平稳无异响，实际位置数值随运动正常变化。
（3）相对定位测试
●设置 fMoveDist 为目标距离（如 3600=1 圈），fMoveVel 为运行速度。
●将 bStartMove 从 FALSE 改为 TRUE，触发一次相对定位运动。
●验证标准：电机自动运行指定距离后停止，bMoveDone 变为 TRUE。
（4）绝对定位测试
●设置 fAbsPos 为目标绝对坐标，fAbsVel 为运行速度。
●将 bStartAbs 从 FALSE 改为 TRUE，触发一次绝对定位运动。
●验证标准：电机运行至目标坐标后停止，bAbsDone 变为 TRUE。
（5）回零功能测试
●先手动点动将轴移至负限位开关正方向一侧，避免初始即触发限位。
●将 CPB3_Home_Exe 设为 TRUE，启动回零流程。
●验证标准：电机先高速找负限位，触发后低速退开，锁定零点后停止；bHomeDonePending 变为 TRUE 表示回零完成。
●复位 CPB3_Home_Exe 为 FALSE 后，bHomeDonePending 自动清零，可再次触发回零。
关键注意事项
1. 单位一致性：PLC 侧脉冲当量与伺服电子齿轮比必须严格匹配，否则出现行程偏差。
2. 任务时序原则：核心运动控制功能块必须挂载在 EtherCAT 总线任务域下，禁止放在普通 MainTask 中，避免时序不同步导致轴报错、运动卡顿。
3. 指针操作安全：回零参数修正代码已加入空指针保护，禁止随意修改指针指向地址，避免引发系统异常。
4. 调试原则：初次调试使用低速参数，确认方向、限位逻辑正确后，再逐步提升速度。
5. 第三方伺服适配：若出现使能无反应、指令不执行，优先排查 PDO 映射完整性、控制字 / 状态字地址匹配性。
6. 回零重复触发：本架构通过完成标志锁存 + 复位清零逻辑，解决了标准 MC_Home “已回零后无法重复触发” 的问题，可无限次重复启动回零。
7. 限位安全：调试前确认限位开关有效，避免超程撞机；限位信号接入伺服驱动器，而非 PLC 本体 IO，保证硬件级安全响应。