汇川SV630N伺服驱动器EtherCAT通讯配置：状态切换与分布式时钟详解

使用汇川SV630N伺服驱动器进行 EtherCAT 通讯时，必须严格遵循基于 CoE (CANopen over EtherCAT) 协议规范的状态机流程，才能引导伺服驱动器进入并运行在指定工作状态。其核心状态机切换流程如下图所示：

图中各状态的详细描述如下表所示：

EtherCAT 状态机与通讯初始化

在 EtherCAT 网络层面，设备必须支持并协调主站与从站应用的四种基本状态，其转换关系如下图所示：

这四种状态分别是：

• Init： 初始化状态，简写为 I。
• Pre-Operational： 预运行状态，简写为 P。
• Safe-Operational： 安全运行状态，简写为 S。
• Operational： 运行状态，简写为 O。

从初始状态向运行状态升级时，必须严格按照 初始化 (I) → 预运行 (P) → 安全运行 (S) → 运行 (O) 的顺序进行，不可越级。但从运行状态返回则可以越级跳转。不同状态下，服务数据对象 (SDO) 和过程数据对象 (PDO) 的可用性以及状态转换的初始化操作如下表所示：

分布式时钟配置

分布式时钟 (Distributed Clock， DC) 机制能使网络中所有 EtherCAT 设备基于同一系统时间运行，从而实现各设备任务的精确同步。从站设备可以依据此同步时间产生同步信号。在 SV630N 系列伺服驱动器中，仅支持 DC 同步模式，同步周期由 SYNC0 信号控制。

在配置软件中设定分布式时钟的原因，正是为了启用和配置这一关键同步功能，典型的配置界面如下：

驱动器状态指示灯解读

在使用 SV630N 系列伺服驱动器时，正常运行时我们常看到驱动器数码管显示类似 -88rn 的代码。这些字符具体代表什么含义呢？

首先，我们来看一下驱动器的外观：

下图清晰地解释了数码管各个位置所代表的含义：

简单来说，-88 通常表示无故障或准备好状态，而 rn 表示驱动器正处于运行 (run) 状态。如果此处显示 0，则可能表示对象字典索引 0x6060（控制模式选择）未写入有效值或被写入了 0，亦或是参数 H02.00 被设置为 0、1 或 2。理解这套编码规则后，我们就能解读驱动器在各种状态下的显示信息了。

硬件连接与拓扑结构

通讯接口定义

SV630N 的 EtherCAT 通讯通过 CN3 和 CN4 端子进行，分别作为总线通讯的输入和输出端口。

接口端子的引脚排布如下图所示：

各引脚的具体定义如下表所示：

注意：上表针脚定义适用于 Size A 和 Size B 型号，其他型号请参考对应手册。

在实际布线连接时，应将上一站的输出接到本站的 CN3 (IN) 接口，本站的 CN4 (OUT) 接口则连接到下一台从站设备。

网络拓扑方式

EtherCAT 通讯的拓扑结构非常灵活，常用的包括线性连接、星型连接和树形连接等。

• 线性连接： 也可称为串联，将主站和从站设备依次链接。
  • 优点： 实现简单，无需额外硬件，成本低。
  • 缺点： 受单段网线长度限制（如超五类线约100米），扩展性有限。主线故障会导致后续所有站点通讯中断。
  • 适用场景： 设备呈直线布局的场合。
• 星型连接： 通过一个中心耦合器或交换机连接主站与多个从站。
  • 优点： 支持更大网络规模，易于扩展维护，单点故障不影响其他节点。
  • 缺点： 需要额外硬件，成本较高；中心节点故障会导致整个网络瘫痪。
  • 适用场景： 小型系统或对可靠性要求高的场合。
• 树形连接： 结构类似树状，从根节点分出多个分支。
  • 优点： 扩展性强，可以覆盖更广的范围。
  • 缺点： 根节点故障将导致其下所有分支网络中断。
  • 适用场景： 需要复杂扩展的网络结构。

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