0. 前言

笔者最近需要使用到欧姆龙的多轴运动控制器来控制电机运动，但网路上关于Sysmac studio的教程或文章较为零散，作为初学者的笔者难以消化，故在稍微会用软件后撰写本文，为自己留个笔记，同时希望能够帮助到需要的人。
1.本文面向买了欧姆龙控制器与电机，装上Sysmac Studio软件却不会用、不熟悉大部分操作的人，小白适用。
2.本文教学内容所用的硬件如下：
    一台能使用Sysmac studio的上位机
    欧姆龙运动控制器一台：NX102-9000 (硬件版本：1.42)
    伺服电机一台：零差云控机器人关节80I
    控制器电源：24VDC
    电机驱动器电源：根据电机而定，本文使用的电机输入电压为48VDC
3.本文的任务目标为：使用欧姆龙控制器，通过Sysmac studio编程进行电机轴与通信的基本配置，不涉及电机运动编程。
1. 实际硬件连接
下图为NX102-9000控制器的硬件连接图，连接上非常简单：
    网口1：使用EtherNet/IP通信，连接到上位机网口
    网口3：使用EtherCAT通信，连接到电机接口
    电源模块：本控制器输入电压为24VDC，按照说明书接到指定端口就行
以上三个部分接上就可以准备进行调试了，控制器右方为控制器的3个选配模块，由于NX102-9000本体没有I/O接口，所以需要选配数字输入/输出与I/O供电模块才能与传感器搭配使用，不过这部分本文用不到，可以无视。

2. Sysmac studio 配置

2.1 新建工程

对一个使用陌生软件的小白如我来说，第一步肯定是从创建工程/项目开始，名称、作者、注释都可以随意设置，下方的设备根据实际的控制器进行选择，本文使用的是NX102-9000，硬件版本1.42的控制器。

然而笔者使用的Sysmac studio软件较旧，设备中控制器版本最高只到能选到1.41，这部分没有关系，就算软件的设备版本落后于实际硬件版本也能正常使用控制器功能。此外，若选错或控制器不只一台也没关系，可以在创建工程后于左方菜单中修改或添加新设备。
2.2 通信设置
2.2.1 软件内通信设置

创建了新的工程后，首先应该先进行上位机与控制器的通信设置，确保两者是可以通过乙太网进行交互与调试的：

(1) 从软件上方菜单中找到「控制器 → 通信设置」
(2) 连接类型上选择「Ethernet-Hub连接」，尽管控制器与上位机是使用网线直接相连的，但是这款控制器内部就是要选这一项
(3) 指定远程IP地址，默认为192.168.250.1
(4) 点击「确定」，完成通信设置

若控制器有多个网口，则其他网口的IP地址会不一样，具体可以在左侧菜单「控制器设置→ 内置EtherNet/IP端口设置」中查看IP地址与子网掩码，下一步会用到

2.2.2 上位机本地通信设置

为了让上位机与控制器能够通信，必须让两者在同一个局部网络下，因此上位机本地也需要更改IP。

(1) 在上位机的「设定 → 网路和网际网络 → 变更介面卡选项」中找到你的乙太网路，右键后选取内容(或称为属性)
(2) 选择「网际网路通讯协定第4版(TCP/IPv4) → 内容」
(3) 选择「使用下列的IP地址」并填上IP位址与子网路遮罩，IP地址的前9位需要与上一步软件中填写的远程IP地址一样，最后两位只要不和远程IP地址一样，随意写就行，本例为10；子网路遮罩用预设的255.255.255.0就行
(4) 完成后「确认 → 确认」退出，完成本地设置，可以回Sysmac studio了

2.3 硬件配置

2.3.1 控制器配置

导入实际控制器框架

完成通信设置后，现在上位机应该能够与控制器通信了
(1) 点选上方工具列的「在线」，让上位机与控制器实时连接，成功后会像下图一样有一条橘黄色的线出现，代表通信成功，接着准备配置控制器模块

(2) 从左侧菜单中找到「CPU/扩展机架 → CPU机架」双击，你会看到一开始设置的控制器本体
(3) 右键控制器然后点击「比较并合并实际单元配置」，系统就会自动搜寻你的控制器模块的配置，点击「应用实际单元配置→ 是」之后点选右下方的OK就完成了设备配置，点击「离线」(位于「在线」的旁边) 准备進行下一步

建立控制器变量

在控制器控制电机的使用过程中，常常需要通过I/O接口来读取传感器信号，因此也要在软件中配置相关变量以供读取或发送信号。
(4) 从左侧菜单中找到「I/O映射」并双击进入，你会看见网络配置与控制器架构信息
(5) 在控制器主机上右键选择「创建新设备变量」，然后软件会根据你的硬件生成并列出可以使用的变量。在本例中所使用的控制器本体是没有I/O接口的，因此选配了具有8个数字输入与8个数字输出的模块，在建立完变量后就可以看见有8个输入与8个输出变量

若在创建完变量后列表信息不完整，也可以通过软件上方菜单找到「视图 → 变量管理器」中查看并更改变量信息，像是名称、类型和注释

变量本身也分为「全局变量」与「本地变量」，前者占用控制器内存，通常用于接收发送外部设备的信息；后者通常是只在软件编程时于内部使用的信息，不占内存，关于两者详细的差异与用法可以参考其他文章，本文目标着重于让一个电机动起来，不细说此部分。

2.3.2 电机配置
导入电机

配置完控制器后，接着配置电机的相关文件与参数
(1) 从左侧菜单中找到「EtherCAT」双击，你会看见稍早设置的主设备
(2) 右键主设备点选「显示ESI库」，点左下方「安装(文件)」，选择电机驱动器的.xml配置文件，完成后清单中会出现你的电机驱动器，然后关闭ESI库窗口。一般来说电机驱动器的配置文件只要确认好通信方式，都可以向电机供应商要到对应的.xml档案，本文中电机使用EtherCAT通信

(3) 点击「在线」与控制器连接，右键主设备点选「与物理网络配置比较与合并」，窗口右方是软件识别出的硬件配置，点击下方的「应用物理网络配置」将实际硬件配置同步到Sysmac studio中，完成后关闭视窗就可以看见设备中已经识别并连接了电机，接着要建立电机的轴配置。

该注意的是电机驱动器的左侧会有「节点地址」，这个相当于电机的编号，若你的系统中有多个电机，每个电机分配到的节点地址会不一样。

(4) 点击「离线」断开控制器连接，进入左侧菜单找到「运动控制设置→ 轴设置右键→ 添加→ 单轴位置控制轴」，即可生成电机的控制轴，双击新增的轴进入设置页面，主要有3个页面需要设置。

轴基本设置

(5) 本例中使用的是伺服电机，因此在「轴类型」当中选择「伺服器轴」，「输出设备1」则根据节点地址选择正确的电机
(6) 设置完上方两项后点开下面的「详细设置」，进行控制器与电机之间的PDO映射关系，对于非欧姆龙自家的电机来说此步骤不可或缺。

    若要进行电机位置闭环控制，基本需要设置4项，分别是控制字(Controlword)、目标位置(Target position)、状态字(Statusword)与位置反馈(Position actual value)。
    不懂什么是PDO映射也没关系，但要知道这个映射是国际标准，一般只要.xml文件要对了基本都能配上。

    配置的方法很简单，先在「设备」中根据节点选择正确的电机，然后在「过程数据」中选择与「功能名称」有一样名字的选项即可，例如在控制字(Controlword)选项中，数据要选择6040h-00.0(Receive PDO mapping 0_Control word_6040_00)，其他三项依此类推。

单位换算设置

(7) 点选左侧菜单的第二个页面「单位换算设置」，最上方的「显示单位」根据电机具体的应用场景设置，笔者需要将电机接在滚珠丝杠上让其进行直线运动，因此单位设为毫米对我来说比较方便。
(8) 在行程距离中根据电机编码器的参数来设置「电机转一周的指令脉冲数」，本例所使用的电机编码器为19位，也就是说让电机转一圈需要524288个脉冲信号(219)，不确定的话可以问一下电机供应商
(9) 下方的「电机转一周的工作行程」也根据实际应用例填上，本例中填上的是导轨丝杠的行程20mm

如果只是想先调试让电机动起来的话可以将单位设置成「角度」，然后在行程度填上360即可(设定电机所谓「转一周」就是旋转360度)

操作设置

(10) 进入左侧菜单第三个页面「操作设置」，设置「最大速度」与「最大点进速度」这两项，若预设数值不报错的话可以直接用，报错的话需要更改，数值可以大一点没关系，若超过电机本身性能就只是让电机以最大速度移动而已，但是要注意设定过大的话软件会报错，调小一点即可。

3. 重启报错处理

当你用控制器配置完电机参数后，若下次上电时没有连接电机，则可能会在连接电机的网口处闪报错灯(以本控制器为例，接电机的网口是控制器上的Port 3 )，这是因为你在软件中配置了电机的相关参数，而控制器因为没连接电机而找不到相关信息所导致的错误。

在此情况下接上电机后，报错并不会主动消失，此时需要在Sysmac studio中让上位机与控制器「在线」连接，然后点击上方工具列中的「故障分析」，在故障分析中能查看控制器内部的报错情况，如果是上述的情况，则可以直接点击右下角的「全部重置」让控制器刷新状态，顺利的话几秒后错误信息就会清空，控制器上的报错灯也会熄灭，就可以正常使用控制器了。