控制器使用基础手册.doc

EPEC2023控制模块
顾客手册

一、 普通描述
本文档对2023控制器硬件做了一种详细阐明，系统设计人员必要详细阅读本使用手册。
如果您在使用中发现和文档不一致或本文档有错误地方，但愿您能不吝赐教和咱们联系，使咱们可以更好为您服务。咱们联系方式如下：
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：[phone]
传真：[phone]
mail：
二、控制器简朴描述
本控制器有丰富输入输出口：开关量输入、0～5V电压输入、0～22.7mA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，顾客可以依照自己控制规定自由配备输入输出口以满足系统控制规定。
特点：
l ISO高速CAN1口，CANOPEN
l ISO高速CAN2口，CAN2.0B
l 工作电压10～30V
l 推荐工作电压24V
l 程序循环时间10ms
l 248个16位参数，可以掉电保存
l 过压保护
l 高温保护
l 输出短路保护
l 使用镀金、自锁、密封AMPSEAL接插件
一种8针AMPSEAL接插件，电源和CAN总线
三个23针AMPSEAL接插件，I/O口
l 重量0.7Kg
l 128K/256K程序代码空间
l 128K数据代码空间
l 防护级别IP67
l 抗冲击
l 抗振动
应用
l 伐木机械
l 路面设备
l 建筑机械
l 破碎设备
l 工业设备
l 农业设备
l 自动化应用
l 凿岩机械

监控功能
l 供电电压
l 硬件或程序代码
l 模块温度
l 参照电压
软件狗由硬件狗监控，当硬件狗发现软件浮现浮现死循环后300ms后重新启动模块。
三、输入输出点详细阐明
1． 可配备I/O点数
DI:开关量输入
AI:模仿量输入
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
模仿量输入
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
每个点详细功能由使用决定。
2．开关量输入或模仿量输入
2．1 XM3.3、XM3.5、XM3.7、XM3.10
这4个点即可以作为开关量输入也可以作为模仿量输入，作为模仿量输入可以配备为电压输入或者电流输入，默认是电压输入。
这4个针脚作为模仿量输入时是成组配对，XM3.3是第一组，XM3.5是第二组，XM3.7和XM3.10是第三组，每一组可独立配备为电压输入或电流输入，例如如果XM3.7配备为电流输入，则XM3.10也必要作为电流输入。
这种类型点可以用作检测模仿量信号，当输入端高阻抗时可以检测0～5V电压信号，当输入端低阻抗时可以检测0～22.7mA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。
通过输入阻抗配备将输入提成不同组，每一组输入阻抗由输入阻抗配备寄存器Input ImpedanceConfigurationRegister中某一位控制，输入阻抗寄存器可以通过HW库函数中SET_AI_TYPE函数进行可编程。可以通过HW_N库函数里SET_AI_TYPE函数分别设立每一组作为电压输入或电流输入，详细请参照SET_AI_TYPE函数使用阐明。
注意：当输入配备为低阻抗输入时，输入不可以满足正常电压范畴，输入最高电压不能超过15V。
在PLC编程时每一点相应一种IW地址，地址里值就是相应A/D转换值。
这些针脚也可以作为开关量输入，普通状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备下，对于电压变化非常敏感，即作为开关量输入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也许会彻底损坏这些针脚。当作为DI输入使用为反向DI 输入，即开关量此外一端需要接地。在IX地址区有一种位地址与之相相应。
输入阻抗配备表：
位

组

IIRC.0
XM3.3
IIRC.1
XM3.5
IIRC.2
XM3.7 XM3.10
默认是高阻抗输入，当IIRC某位为1，则该组都为低阻抗输入，当IIRC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
模仿量检测范畴
0.0
5.0
V
II
输入电流
模仿量检测范畴
0.0
22.7
mA
VIH

输入高电平
注释1
2.0
30
V
注释2
2.0
15
V
VIL
输入低电平

-0.5
1.0
V
IIH
输入高电流
注释2
9.0
27
mA
IIL
输入低电流
注释2
-2.3
4.5
mA
RI

输入阻抗
连接2.5V
40
42
kΩ
注释2
215
225
Ω
TIRE

Total Input Referred Error

0.25
V
注释2

1.1
mA

πI

Time Constant of Input Low Pass Filter
注释1
3.1
4.7
ms

注释一：输入阻抗配备为高阻抗输入（2200Ω电阻没有接上）
注释二：输入阻抗配备为低阻抗输入（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0～22.7mA电流。

2．2 XM3.18
XM3.18可以作为DI输入也可以作为AI输入，当作为AI输入时只能用作模仿量电压输入，可以检测0～5V电压输入。在控制器编程时有一种相应IW区地址与其相应，地址里值就是A/D转换成果。
这些针脚也可以作为开关量输入，普通状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，对于电压变化非常敏感，即作为开关量输入逻辑高低电平差值比较小。当用作DI输入时，在IX地址区有一种位地址与之相相应。

电气特性：
符号
参数
条件
最小
最大
单位
VI
输入电压
模仿量检测范畴
0.0
5.0
V
VIH
输入高电平

2.0
30
V
VIL
输入低电平

-0.5
1.0
V
RI
输入阻抗

81
83
kΩ
TIRE
Total Input Refferred Error

±0.12

V
πI
Time Constant of Input Low Pass Filter

3.1
4.7
ms

电路原理图：高阻抗输入，可以用于检测0～5V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 XM3.20
XM3.20可以作为DI输入也可以作为AI输入，当作为AI输入时只能用作模仿电压输入，可以检测0～46V电压输入，如可以用该点检测电瓶电压。
在控制器编程时有一种相应IW区地址与其相应，地址里值就是A/D转换成果。
当用作DI输入时，在IX地址区有一种位地址与之相相应。
电气特性：
符号
参数
条件
最小
最大
单位
VI
输入电压
模仿量检测范畴
0.0
46
V
VIH
输入高电平

19.0
46
V
VIL
输入低电平

-0.5
9.0
V
RI
输入阻抗

91
93
kΩ
TIRE

Total Input Refferred Error

±0.21

V
πI

Time Constant of Input Low Pass Filter

0.38
0.56
ms

电路原理图：模仿电压输入，其实控制器内部同样检测是0～5V电压，由于控制器内部通过一种82K电阻和一种10K电阻分压后检测，因此在控制器针脚上反映可以检测0～46V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 XM3.22
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传感器。该点内部通过一种2.2K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种相应IW区地址与其相应，地址里值就是A/D转换成果。
当用作DI输入时，在IX地址区有一种位地址与之相相应。
电气特性：
符号
参数
条件
最小
最大
单位
VI
输入电压
模仿量检测范畴
0.0
5.0
V
RO
传感器输出阻抗
模仿量检测范畴1..4V
0.55..8.8
kΩ
VIH
输入高电平
注释1
2.0
20
V
VIL
输入低电平

-0.5
1.0
V
RI
输入阻抗
接+5V
2.17
2.23
kΩ
TIRE

Total Input Refferred Error

±0.12
V
πI

Time Constant of Input Low Pass Filter

82
115
µs

注释一：超过最大值会导致输入电损坏。
电路原理图：模仿电压输入

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 XM1.1 、XM1.2、XM.13、 XM1.4
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种相应IW区地址与其相应，地址里值就是A/D转换成果。
当用作DI输入时，在IX地址区有一种位地址与之相相应。

电气特性：
符号
参数
条件
最小
最大
单位
VI
输入电压
模仿量检测范畴
0.0
5.0
V
VIH
输入高电平

2.0
30
V
VIL
输入低电平

-0.5
1.0
V
RI
输入阻抗

9.9
10.1
kΩ
TIRE

Total Input Refferred Error

±0.12
V
πI

Time Constant of Input Low Pass Filter

0.42
0.53
ms

电路原理图：模仿量电压输入，电压检测范畴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 XM3.12 、XM3.13 、XM3.14
这些点即可以作为模仿量输入也可以作为开关量输入。
当作为模仿量输入时可以检测0～5V电压或检测范畴0～22.7mA。作为低阻抗输入，可以检测0～22.7mA电流信号。
注意：这些针脚是低阻抗输入，不可以承受正常输入电压范畴，最大可以承受电压是15V。
在控制器编程时有一种相应IW区地址与其相应，地址里值就是A/D转换成果。
作为DI输入使用时必要非常小心，如果这些针脚连接到24V也许会导致这些针脚损坏。当用作DI输入时，在IX地址区有一种位地址与之相相应。
电气特性：
符号
参数
条件
最小
最大
单位
VI
输入电压
模仿量检测范畴
0.0
5.0
V
II
输入电流
模仿量检测范畴
0.0
22.7
mA
VIH
输入高电平

2.0
15
V
VIL
输入低电平

-0.5
1.0
V
IIH
输入高电流

9.0
27
mA
IIL
输入低电流

-2.3
4.5
mA
RI
输入阻抗

215
225
kΩ
TIRE

Total Input Refferred Error

±0.16
V
πI

Time Constant of Input Low Pass Filter

9.0
11.0
µs

电路原理图：电流输入，检测电流范畴0～22.7mA。

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，检测电流范畴0～5V。

2．7 XM3.1 、XM3.11
这些点既可以作为模仿量输入也可以作为开关量输入。
当作为模仿量输入时只能作为模仿量电压输入，可以检测0～5V电压输入。
在控制器编程时有一种相应IW区地址与其相应，地址里值就是A/D转换成果。
当用作DI输入时，在IX地址区有一种位地址与之相相应。
注意作为DI输入时，是反相输入，开关此外一端接地。
电气特性：
符号
参数
条件
最小
最大
单位
VI
输入电压
模仿量检测范畴
0.0
5.0
V
VIH
输入高电平

2.0
30
V
VIL
输入低电平

-0.5
1.0
V
RI
输入阻抗
接+2.5V
40.5
41.5
kΩ
TIRE

Total Input Refferred Error

±0.12
V
πI

Time Constant of Input Low Pass Filter

1.7
4.7
ms

电路原理图：高阻抗输入，电压检测范畴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
XM1.9… XM1.14、XM2.5…XM2.8 、XM2.10…XM2.15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电阻接地。
顾客程序可以提供脉冲输入针脚频率和计数。
在控制器编程时，每一种针脚相应三个地址，第一种是位地址在IX区域。此外两个地址在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，必要在顾客程序中对脉冲输入进行配备。
脉冲计数和应用程序以及其她CPU解决相竞争，这就决定了很难预计控制器可以检测最大脉冲输入频率。下面表格中所给出最大频率是所有脉冲输入点所有都是最大频率状况下，此时CPU不可以解决其她程序。实际可以解决最大频率比给出最大频率要小，这里给出最大频率只是一种参照，普通咱们可以精确地检测到5K频率输入。这些口除了可以检测单个脉冲频率和计数之外还可以将任意两个脉冲输入配备为两个相位差90度脉冲输入，这样可以检测脉冲输入频率和相位差计数。详细使用请参照HW_N库里面和脉冲输入配备有关函数。

电气特性：
符号
参数
条件
最小
最大
单位
RI
输入阻抗
VI不不大于4.3V
9.0
11
kΩ
接1.3V，VI不大于4.3V
（注释1）
6.2
7.6
kΩ
VIH
输入高电平

4.8
30
V
VIL
输入低电平

-0.5
4.2
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

Input Pulse Width
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：当输入电压不大于4。3V时，看上去相称于内部输入点连接到一种1。3V电压源上。
注释2：所有状况都要考虑到，虽然这些当中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条件限制，否则对于这些点使用也许会受到影响。
注释3：违背了这些规定也许会导致系统不可以辨认所有输入。
注释4：这些参数和系统软件循环时间关于。
注释5：tc表达系统软件循环时间。
注释6：当作为频率检测和脉冲计数时，如果违背这些规定也许会导致错误频率检测和计数。
注释7：当这些点作为开关量输入使用时，违背这些规则也许导致程序不可以辨认所有输入状态。

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 XM1.5…XM1.8和XM2.1…XM2.4
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，即可觉得负载提供电压。应用程序可以监控这些点实际输出状态，可以监控这些点对地短路状态（当DO输出为TRUE时，相应针脚DI输入应当为TRUE，如果当DO输出为TRUE,相应DI为FALSE，则阐明输出短路），但是不可以监控这些点对地开路状态，由于内部负载电阻是和地相连接。当做PWM控制时是没有端口监控功能。
当作为PWM输出使用时可以控制比例控制负载，例如液压比例阀。当用作PWM输出时是不可以监测这些口输出状态。当作为PWM输出时这些针被提成了若干组，每一组PWM输出频率可以单独设定，请参照HW_N库函数SET_PWM_F。当某一组中一种PWM输出频率设定好之后，本组中其她PWM输出有相似输出频率。
这些点也可以作为DI 输入，当作为DI输入时必要将所有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，必要要注意当控制器断电后这些做DI输入功能针脚开关量此外一端电源也必要要断开。

PWM频率控制组
组
通道号
输出点
A
0
XM1.7
1
XM1.8
2
XM1.6
3
XM1.5
4
XM2.1
5
XM2.2
6
XM2.4
7
XM2.3

电气特性：

符号
参数
条件
最小
最大
单位
RO
输出阻抗
输出开

0.2
Ω
IO
输出电流
输出开

3
A
fPWM
PWM频率
注释1
40
2250
Hz

PWM辨别率
组A
2.5MHz/ fPWM

组A ，fPWM=100Hz（注释1）
25000

RI
输入阻抗
输出关闭
2.8
7.5
kΩ
VIH
输入高电平

3
VIN
V
VIL
输入低电平
输出关闭

-0.5
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

Input Pulse Width
tC=10ms（注释2、3、4）

40

ms

变量tC（注释2、4）
4tC

注释1：这些所有PWM输出为一组A，所有输出共享一种PWM输出频率，默认频率140Hz。
注释2：违背这些规则回导致系统不能辨认所有输入。
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，必要要注意当控制器断电后这些做DI输入功能针脚开关量此外一端电源也必要要断开。

5 开关量输入或开关量输出
XM1.18…XM1.23和XM2.16…XM2.21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，即可以解决＋4～＋15V常电流输出。通过应用程序可以监控这些点输出开路状态。
这些点也可以用作DI输入，可以解决0～15V开关量输入。
每一种针脚相应2个位地址，在QX区域有一种输出位地址，在IX区域有一种输入位地址与之相应。
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）
0.0
15.0
V
输出关闭
0.0
30
V
II
输入电流
输出开，4V< VIN <15V
17.0
25
mA
VIH
输入高电平

3
15.0
V
VIL
输入低电平
输出关闭
-0.5
1.0
V
RI

输入阻抗
输出关闭
400

kΩ
输出开，VIN < 4V
215
225
Ω
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，必要将相应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
使用是AMPSEAL镀金、自锁和密封接插件以满足各种恶劣工作环境。
l 一种8针接插件：电源和CAN连接。
l 三个23针接插件：I/O口。
l 所有接插件机械自锁，每个接插件颜色各不相似。
8 AMPSEAL电缆尺寸
粗细
绝缘直径范畴

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
1.7
to
2.7
5．1
1.17±0.08
2.03
3.2
3.1
0． 8
18
5．1
1.27±0.05
2.03
3.2
3.1
1．4
16
5．1
1.40±0.05
2.03
3.2
3.1
典型工具
AMP Procrimper 58440-1 (408-9592)
AMP Procrimper 58529-1 (408-9999)
l 所有使用电线都必要恰当屏蔽，并且要捆扎和接地。
l 参照控制器安装和接线阐明。

9 特殊内部诊断
类型
IEC地址
辨别率
满量程
注释
AI(+12V)
IW117
10
23.5V

AI(+24V)
IW118
10
46V

AI(温度)
IW116
10
5V
VTEMP = 395 Mv＋ (6.2 mV / ºC × Temp ºC)

四、提供电源
l 正常输入电压24VDC
l 输入电压范畴10～30VDC
注意：低于11.5VDC就不可以保存到FLASH里（程序或参数保存）。
4．1 电源提供口
电源输入
XM4.4
XM4.5
+24VDC
地（电源输入）
XM4.1
XM4.3
GND
Ref+
(总共最大200mA)
XM1.16
XM2.23
XM3.16
+12VDC
提供应外部设备电源
XM3.2
+5VDC/最大250mA
参照电源正（接47Ω电阻）
XM3.4
XM3.6
XM3.8
+5VDC
参照电源负（接47Ω电阻）
XM3.17
XM3.19
XM3.21
XM3.23
GND

地

XM1.15
XM1.17
XM2.9
XM2.22
XM3.9

GND

必要强调所有传感器、负载等等输入输出点必要接成闭环。即所有输入输出地必要和控制器相应地相连接。

4．2 过压
l 最大70VDC(超过这个值回导致控制器永久损坏)
l 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
l 大概1.8W（＋24VDC,空载时）
l 供电电压最大持续电流13A（满载）。
4．4 低压复位
l ≤ 9.5 VDC
5．总线连接
5．1 总线连接针
描述
针号
CAN1接口，系统接口
XM4.2(CANH)
XM4.6(CANL)
XM4.3(GND)
CAN2接口，顾客可编程通讯
XM4.7(CANH)
XM4.8(CANL)
(这个针脚必要悬空)
XM3.15
5．2 CAN接口
l CANOPEN合同
l 物理层接口ISO 11898
l CAN2.0B合同
l 顾客可以自由编程高层合同

6．环境参数
l 工作温度－40°C～70°C
l 存储温度－50°C～85°C
6．1防护级别
l IP67(IEC 60529)
l 控制器具备防油级别7（Oil Rating7），依照ATTCC 118-1997ASTM测试办法。
l 插头保护依赖于对电线解决。
l 所有电线、接插件和工具必要是对的型号和高质量。
l 可以增长一种保护电线和接插件控制器盖子（E10801109）。
6．2 EMC测试
ISO/DIS 14982（1996）
ESD干扰测试
实验办法EN61000-4-2(1995)
原则B级
车辆环境瞬态和浪涌干扰测试
实验办法ISO 7637-2（1990）
原则B级
Commission directive 95/54/EC
射线干扰泄漏实验
实验办法95/54/EC（1995）
放射性无线电产生电磁场干扰实验测试
实验办法95/54/EC（1995）
原则A
EN 61000-6-3（）
射线干扰泄漏实验
实验办法EN55011（1998）
重要电站/港口差动电感干扰测试
实验办法EN55011（1998）
EN 61000-6-2（）
普通放射频率模式免疫测试
实验办法EN61000-4-6（1996）
级别A
电气迅速瞬态（EFT/B）测试
实验办法61000-4-4（1995）
级别B
FCC 47 CFR某些15，次某些B，类型B（1994）
射线干扰泄漏实验
测试办法CISPR 22（1997）

7 构造
7．1 安装
2个M6螺丝钉
必要水平或垂直安装，如图：

7．2 尺寸图