《伺服系统CN1接口之DI&DO》

作者非常希望大家给点建议哦

前言

本文详细深入的介绍了伺服系统CN1接口的DI（数字量输入）和DO（数字量输出）端子功能定义、逻辑选择原理、硬件接线规范，明确了各端子的功能分类、参数关联及典型应用场景，重点辨析了易混淆功能的核心差异，并强化了安全功能的设计逻辑。文稿适用于汇川IS620P等系列脉冲型伺服系统，其他品牌（如松下、三菱、西门子）伺服系统可参考本规范，具体功能需结合对应品牌用户手册调整参数。本文可为电气设计工程师、设备调试人员及故障排查人员提供标准化技术支持。

伺服系统DI输入端子篇

一、DI数字量输入端子
（一）功能选择


注：西文简称可以作为伺服接线的线码管的标识信息

安全端子使用要点：

1.急停（EMG）需采用双回路NC接线方式，通过硬线直接切断电机动力电源（驱动器控制电源需保持通电，以维持状态监控），禁止仅通过软件逻辑处理急停功能；

2.限位（P-OT/N-OT）端子逻辑选择优先设为高电平有效，线路断线(迎合《熵增定律》)时可自动触发保护，避免设备因信号丢失导致超程；

3.接线时需统一信号的类型，共阴/共阳不可混接（PNP信号对应共阴接线，NPN信号对应共阳接线），否则可能导致DI输入端子对应的光耦无法激发，进而端子功能入死局。

易混淆DI功能对照表

（二）逻辑选择

DI 数字量输入端子的逻辑选择包含 5 种类型：0 = 低电平有效、1 = 高电平有效、2 = 上升沿有效、3 = 下降沿有效、4 = 上升沿 + 下降沿有效。本文重点讨论工业场景中最常用的低电平有效与高电平有效
（OC：Optocoupler，光耦，以下简称 OC）。
驱动器上电后，依赖内部软硬件协同作用实现相关的端子逻辑，见示意图DI-01右图

一、0 = 低电平有效：当Hardware的 DI1 端子关联的光耦 OC=1（导通状态）时，该端子定义的功能命令生效；OC=0（断开状态）时，功能命令无效。
示意图DI-01左侧：端子逻辑选择是低电平有效， DI1的OC=0，正向限位P-OT没有激发，正向限位信号为假（False）未触发保护；OC=1，正向限位P-OT被激发，正向限位信号为真（True），触发保护。

二、1 = 高电平有效：当DI1 端子关联的光耦 OC=0（断开状态）时，功能命令生效；OC=1（导通状态）时，功能命令无效。

示意图DI-01右侧：端子逻辑选择是高电平有效， DI1的OC=0，正向限位P-OT已被激发，正向限位信号为假（True）触发保护；OC=1，正向限位P-OT被激发，正向限位信号为真（False），未触发保护。




三、  为了增强对高电平输入有效概念的理解，再图示说明：示意图DI-02，DI1 DI2正负限位的端子逻辑均被定义高电平输入有效。P-OT=0时(NC信号未激发，OC=1)，此时示意图DI-01右的Software的DI1的NC位取反为开路状态，导致“P-OT正向限位功能”=0，正向运行依然可以继续，当正向限位开关被激发（NC触点），此时示意图DI-02的DI1的OC=0了，示意图DI-01的右图的导致“P-OT正向限位功能”=1了，再不能朝正方向运行了，触发了正向运行的保护。另，由于种种原因导致了DI1信号线路的断开，驱动器立即判断成正向限位信号被触发了，正向运行不能进行，这样，安全事故就被提前遏制（N-OT反向极限雷同）。


注：高电平有效适用于急停、限位等安全功能，其核心优势在于：当线路断开时（OC=0），功能命令生效（禁止相关运动），从而把安全事故遏制在萌芽状态。

（三）与上位机硬件接线及有效电平

  DI 端子与上位机的接线需匹配上位机输出类型（NPN/PNP），确保有效电平逻辑一致，具体接线方式如下：


1.示意图DI-03左侧电路是与NPN输出的上位机的硬件接线，COM+11#端子连接电源的+24VDC，电流的流向顺序：
        +24VDC→COM+  11#端子→OC的右侧二极管→4.7KΩ→DI1  9#端子→NPN晶体管→0V
如果此时上位机NPN=0截止状态，9#端子电位是+24VDC，CMD(命令)=0，如果NPN=1导通，9#端子电位是0VDC，针对硬件OC，谓之低电平输入有效。

2. 示意图DI-03右侧电路是与PNP输出的上位机的硬件接线，COM+11#端子连接电源的0VDC，电流的流向顺序：
        +24VDC→PNP晶体管→DI1  9#端子→4.7KΩ→OC的左侧二极管→COM+  11#端子→0V
如果此时上位机PNP=0截止状态，9#端子电位是0VDC，CMD(命令)=0，如果PNP=1导通，9#端子电位是+24VDC，针对硬件OC，谓之高电平输入有效。

注：硬件层面的 “高低电平有效” 是指端子电位状态（0VDC/+24VDC），与端子逻辑选择中的 “高低电平有效” 是 “硬件实现” 与 “功能定义” 的关系，极其容易混淆，务必特别留心区分。

伺服系统DO输出端子篇

一、数字量输出DO端子的功能选择
（一）功能定义


（二）逻辑输出选择

输出端子逻辑选择（参考所附示意图DO-01）

1.情况1：选择 “0-有效时输出L低电平（光耦导通）”
当DO定义的功能“为真”（如，伺服准备好）时：光耦导通→DO1端子的“DO1+”和“DO1-”之间相当于“短路”，万用表测量对应的端子6#7#，电压约为0VDC。

2.情况2：选择“1-有效时输出H高电平（光耦关断）”
当DO1定义的功能“为真”（如，伺服准备好）时：光耦关断→DO1端子的“DO1+”和“DO1-”之间相当于“开路”→万用表检测到对应的端子6#7#高电平信号

（因为两端没导通，电压差是外部电源的电压）。

注：西文简称可以作为伺服接线的线码管的标识信息


参考文献
汇川技术IS620P系列伺服驱动器用户手册
GB/T 19939-2005，伺服系统通用技术条件 .


作者：黎赢璧