前期回顧

01RZ/T2M Motor Solution Kit功能安全使用介紹（1）

02RZ/T2M Motor Solution Kit功能安全使用介紹（2-1）

近年來，“功能安全”正在成為工業設備領域中實現系統安全性的可靠方法，在工業設備領域，可能會因為機器故障和事故的發生導致經濟損失，甚至造成人身傷害事件，從而對工廠運轉造成影響或引起社會關注。為了避免這些情況，“功能安全”的重要性與日俱增。在人與機器人協同作業來提高作業效率的進程中，設備安全性越發受到關注。因此，越來越多的設備制造商以滿足社會與用戶的要求和提高商品競爭力為目的，開始研究功能安全設備。

在本文中，我們將介紹工業領域功能安全應用之一的安全驅動設備，介紹如何使用瑞薩電子RZ/T2M Motor Solution Kit開發板，實現安全驅動器應用方案。

本文是RZ/T2M Motor Solution Kit功能安全使用介紹（2-2），將介紹如何搭建開發環境和開發流程以及演示測試。

六硬件設置

6.1電源供電設置，Inverter板和Controller板可分開單獨供電，也可以通過Inverter板一起供電，通過設置Inverter板P1跳線帽1-2短路，表示Inverter板供電，同時給Controller板供電，此時Controller板不再額外供電。

七設置電機參數

7.1本文使用的電機型號是FH6S20E-X81，編碼型號是ROC425，對應的電機參數是default_nidec_endat.mtr，可從 01an6469XX0400-rzt2m-motor-solution-kitSoftwareMotionUtilityRZ_T2 Motion Utility找到對應文件

7.2設置電機參數，使用RS232轉USB連接開發板和PC，雙擊RZ_T2M Motion Utility軟件，選擇RS232 Tuner/Analyzer OK打開軟件。

7.3加載電機參數文件，File->Import指定default_nidec_endat.mtr->Open，加載后點擊File->Save to Flash修改參數完畢，板子上電重啟，如果LED0511亮，則表示修改失敗，需重新修改。

注意：

1.如果需要RZ_T2M Motion Utility對電機進行調試，需要將default_nidec_endat.mtr重命名為default.mtr。軟件的使用請參考使用手冊。

2.修改電機參數步驟需要在電機停止運行的條件下進行，如果電機參數不對，會導致電機運行異常，嚴重時會燒壞開發板的功率器件。

八設置主站

8.1連線

使用排線連接Motor board的P2900接口和Inverter Board的P8接口，將Twincat主站網口連接EK1100的IN口，EK1100的OUT口連接Motor board的IN口，分別給Inverter board和EK1100供電24V。

8.2配置TwinCAT主站工程

8.2.1將該路徑RZT2M_SolutionKit_FWothers_3CPU1srcusrapp6 ztfspsrc _ecatutilitiesesi

的Renesas_RZT2M_Motor_Solution_Kit_CiA402.xml文件拷貝到TwinCAT的安裝目錄TwinCAT3.1ConfigIoEtherCAT

8.2.2新建TwinCAT工程

8.2.3掃描網絡，選擇對應網卡，生成網絡拓撲，注意第一次掃描時，需要刷寫EEPROM。

8.2.4 創建TwinSAFE項目

8.2.5 TwinSAFE項目中輸入設備

8.2.6 添加ErrACKsignal

8.2.7創建安全功能塊

8.2.8給功能塊分配變量

8.2.9 分配變量映射通道

8.2.10 創建PLC工程

8.2.11 編寫PLC程序如下

8.2.12 編譯工程Rebuild生成對應的bErrAck和bErrAckIn變量。

8.2.13注冊綁定FSoE主站硬件，拷貝序列號Series Number，將在后續下載步驟中使用到，保存設置。

8.2.14 雙擊Drive3確保FSoE從站設備如下

8.2.15設置鏈接ErrAck信號

8.2.16下載FSoE主站安全配置，用戶名Administrator，序列號見上述7.2.13，密碼是TwinSAFE

8.2.17 激活主站配置

8.2.18 此時從站處于op狀態

8.2.19 登錄啟動主站，默認配置登錄時會自動啟動，如無自動啟動，則需手動點擊start。

8.2.20 至此軟件下載結束，FSoE安全模塊紅燈閃爍，需復位清除錯誤：對bErrAckIn寫1然后再寫0，紅燈閃爍消失。

8.2.21在線監控通訊狀態

九功能驗證

基于上述步驟完成的安全平臺軟件樣例工程提供了完整軟件代碼框架，包括FSoE軟件和SIL3平臺軟件以及自檢軟件。如圖架構在硬件上的功能安全平臺軟件PLSW可實現自檢功能和雙處理器之間的交叉監控，安全數據通訊（通過SCI串口通道）等安全功能。PLSW支持16種user application，高達32個application，各個application之間通過時間片輪詢調度執行，每個application的輪詢順序，執行占用時間和內存空間，都是通過工程路徑下的PSW_user_setting.h文件來設置，該文件可通過手動或者官方提供的PLSW_ConfigTool來修改。

RZ CPU0實現電機控制應用，RZ CPU1部署了PLSW和各種不同的user application：包括安全狀態led指示應用，電源監控應用，安全IO數據應用，ECAT通訊應用，FSoE應用和安全編碼器診斷應用。接下來章節就從實際功能驗證角度出發，說明如何在開發板上測試驗證。

9.1電機控制功能驗證

默認支持pp，pv，hm，csp，csv模式，通過修改控制字等，可實現不同模式下的電機運行。

可使用以下參數設置調試PP模式和CSV模式

PP模式

Control word：128 -> 7 -> 15

Status word：0x0221

Target position：20000

Profile velocity：500

Profile acceleration：100

Profile deceleration：100

Profile jerk1：0

Profile jerk2：0

Control word：31

點擊slot界面，刪除PP模式，選擇CSP模式，之后1選擇reload重新加載配置，再點擊激活在線配置2。

CSV模式設置

在twincat下設置設置控制字為Control word：128 -> 7->15，設置目標速度值為Target velocity：500（500rpm，range of 500 to 1000），此時電機運轉起來

9.2安全輸入輸出數據驗證

板子按鍵SW0600和SW1101對應安全輸入INPUT_1A和INPUT_1B，安全輸出OUTPUT對應LED1101，模擬FSoE急停emergency stop控制，按下SW0600或者SW1101，此時板子LED0509，LED1103亮，表示進入安全控制狀態（急停）。

9.3交叉監控功能驗證

部署在RZT2M和RX72N的安全平臺軟件通過串口SCI實現交叉監控，板子正常運行時，設置板子上的開關SW2400或者SW2401，使串口連線斷開，兩個燈LED0509，LED1103亮，表示進入安全控制狀態，通訊中斷，電機運行停止。

9.4電壓監控功能驗證

電壓監控IC（ISL88014IH5Z）連接到RZT2M 5.0V/3.3V/1.8V/1.1V電源線和RX72N 5.0V/3.3V電源線，用于監控過壓/欠壓。

對于RZT2M，開關SW1800模擬實現對5V電壓監控，SW2100或者SW2102模擬實現對3.3V電壓監控，開關SW2200或者SW2202模擬實現對1.8V電壓監控，開關SW2201或者SW2203模擬實現對1.1V的監控。

對于RX72N，開關SW1800模擬實現對5V電壓監控，開關SW2101或者SW2103模擬實現對3.3V監控。

通過設置對應開關，可以使正常運行時的板子進入安全控制狀態，此時兩個燈LED0509，LED1103亮，通訊中斷，電機運行停止。

9.5外部按鍵檢測功能驗證

按鍵SW0601或者SW1103模擬實現對外部輸入檢測，按下按鍵，可以使正常運行時的板子進入安全控制狀態，此時兩個燈LED0509，LED1103亮，通訊中斷，電機運行停止。