雷赛运动控制卡与步进电机驱动器连接方法与案例解析
- 关键词：雷赛,运动控制卡,步进电机驱动器
- 作者：杨力 刘建奇
- 摘要：为了帮助使用者更好地了解雷赛公司运动控制卡、步进电机驱动器的特点，掌握运动控制卡与步进驱动器的连接方法，本文主要概述了脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式的概念，讲述了运动控制卡与步进驱动器的连接方法，并对几个典型的故障案例进行了分析，指导使用者自行排查问题，完成自动控制系统构建。
为了帮助使用者更好地了解雷赛公司运动控制卡、步进电机驱动器的特点，掌握运动控制卡与步进驱动器的连接方法，本文主要概述了脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式的概念，讲述了运动控制卡与步进驱动器的连接方法，并对几个典型的故障案例进行了分析，指导使用者自行排查问题，完成自动控制系统构建。
一、脉冲输出模式与脉冲输出驱动方式
1、 脉冲输出模式
雷赛运动控制卡支持两种脉冲输出模式：一是单脉冲（脉冲＋方向），一种是双脉冲（CW＋CCW），可以通过调用运动控制卡的底层函数进行设定。
(1) 单脉冲模式中，PUL和DIR信号如图1-1所示：
图1-1 单脉冲模式脉冲输出
（2）双脉冲模式中，PUL和DIR信号如图1-2所示：
图1-2 双脉冲模式脉冲输出
2、脉冲输出驱动方式
雷赛运动控制卡支持两种脉冲输出方式：一是单端输出，一是差分输出，可以通过运动控制卡上的跳线开关进行选择。
二、雷赛运动控制卡与步进电机驱动器的连接方法
雷赛运动控制卡与步进电机驱动器的连接方式只有两种：一是单端接法；一是差分接法。由于雷赛公司所有的运动控制卡对单端、差分接法都是支持的，因此，在实际应用中，具体采用哪种接线方法，只取决于电机驱动器的接口特点。
如雷赛公司步进电机驱动器M415B只支持单端接法，则运动控制卡（本文以雷赛运动控制卡DMC2410为例进行说明）与M415B的配线只能如下图所示：
图2-1 DM2410卡与步进电机驱动器M145B的单端信号接法
1、运动控制卡内部跳线设置为单端输出。
2、步进电机驱动器的公共端OPTO、PUL、DIR分别接控制卡的PC+5V（PUL+或DIR+），PUL-、DIR-。
雷赛公司步进电机驱动器MD556对单端接法、差分接法均支持，则运动控制卡与MD556的配线可以采用单端接法或差分接法（为了提高抗干扰能力，建议采用差分接法）。驱动器MD556差分接法的配线如图2-2所示：
图2-2 DM2410卡与步进电机驱动器MD556的差分信号接法
1、运动控制卡内部跳线设置为差分输出。
2、步进电机驱动器的公共端PUL+、PUL-、DIR+、DIR-分别接控制卡的PUL+、PUL-、DIR+、DIR-。
驱动器MD556单端接法的配线如图2-3所示：
图2-3 DM2410卡与步进电机驱动器MD556的单端信号接法
1、运动控制卡内部跳线设置为单端输出。
2、步进电机驱动器的公共端PUL+、PUL-、DIR+、DIR-分别接控制卡的PUL+、PUL-、DIR+、DIR-。
三、雷赛控制卡与驱动器连接的故障案例分析及其解决办法
1、 案例一
现象：
无论运动控制卡给步进驱动器发送正向脉冲还是负向脉冲，电机都能跑，但只往一个方向运动，其接法方法如图3-1所示。
图3-1 控制卡发正向脉冲
图3-2 控制卡发负向脉冲
原因：
根据故障现象可以判断：运动控制卡的脉冲输出模式为单脉冲，驱动器为双脉冲模式。运动控制卡的脉冲输出模式与驱动器的脉冲接收模式不一致。因此，当控制卡发正向脉冲，如图3-1所示,脉冲从控制卡的PUL端输出，由于控制卡的PUL与驱动器的PUL相连，这时驱动器的PUL端有脉冲输入，则电机正转。当控制卡发负向脉冲，如图3-2所示,脉冲还是从控制卡的PUL端输出，然后从驱动器的PUL端输入，则电机还是按原来的方向运动。
解决办法：
把运动控制卡的脉冲输出模式改为双脉冲或把驱动器的脉冲模式设置为单脉冲模式。让控制卡的脉冲模式与驱动器的脉冲模式保持一致。
2、案例二
现象：
运动控制卡给驱动器发送正向脉冲，电机正转正常。运动控制卡给驱动器发送负向脉冲，电机不能运动。接法方法如图3-3所示。
图3-3 控制卡发正向脉冲
图3-4 控制卡发负向脉冲
原因：
根据故障现象可以判断：运动控制卡的脉冲输出模式为双脉冲，驱动器为单脉冲模式。运动控制卡的脉冲输出模式与驱动器的脉冲接收模式不一致。因此，当控制卡发正向脉冲，如图3-3所示,脉冲从控制卡的PUL端输出，由于控制卡的PUL与驱动器的PUL相连，这时驱动器的PUL端有脉冲输入，则电机正转。当控制卡发负向脉冲，如图3-4所示,脉冲从控制卡的DIR端输出，然后从驱动器的DIR端输入，驱动器的PUL端没有接收到脉冲输入，则电机停止不动。
解决办法：
让控制卡的脉冲模式与驱动器的脉冲模式保持一致。
3、案例三
现象：
运动控制卡给驱动器发送正向脉冲，电机抖动。运动控制卡给驱动器发送负向脉冲，电机反转正常。接法方法如图3-5所示。
图3-5 控制卡发正向脉冲
图3-6 控制卡发负向脉冲
原因：
经查实：运动控制卡与驱动器的脉冲模式均为单脉冲模式，控制卡的脉冲输出与驱动器的脉冲输入模式是匹配的；但驱动器的需要单端驱动方式输入，而运动控制卡的跳线设置为差分输出，控制卡与驱动器的脉冲输出/输入驱动方式不一致。因此,当控制卡发正向脉冲时，如图3-5所示，驱动器的PUL和DIR都有脉冲输入，电机抖动。当控制卡发负向脉冲时，如图3-6所示，驱动器的PUL输入脉冲信号，DIR输入电平信号，电机运转正常。
解决办法：
通过板卡上的跳线开关，把运动控制卡设置为单端输出。
四、小结
本文以雷赛运动控制卡与雷赛步进驱动器为例分析了控制卡与驱动器连接的方法，主要有两点：一控制卡与驱动器之间的脉冲输出模式要一致；二控制卡与驱动器之间的脉冲输出驱动方式要匹配。在运动控制卡和驱动器性能均完好的情况下，出现了文中案例的故障现象时，应检查控制卡与驱动器之间的脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式是否正确。如果控制卡与驱动器的接线与脉冲模式配置均正确，但还是出现上述故障，则可能是控制卡或驱动器内部发生了故障，请与雷赛公司技术人员联系，及时返还公司检修。