CiA 402: 구동 프로파일 및 상태 기계
CiA 402란 무엇인가요?
CiA 402는 IEC 61800-7-201에 따른 서보, 주파수 변환기 및 스텝 모터 드라이브용 표준화된 드라이브 프로파일입니다. 이는 제조사 및 사용된 필드버스(CANopen, EtherCAT CoE, POWERLINK)와 무관하게 통일된 상태 기계(유한 상태 자동기), 표준화된 작동 모드 및 공통 객체 사전(Object Dictionary)을 정의합니다.
왜 이것이 중요한가요?
표준화된 구동 프로파일이 없다면 각 구동 장치는 제조업체별 명령어, 상태 및 매개변수로 제어해야 합니다. CiA 402는 공통 언어를 제공합니다:
- 제조사 간 제어 — 하나의 EtherCAT 마스터가 동일한 명령으로 다양한 제조사의 구동 장치를 제어할 수 있습니다.
- 표준화된 시운전 — 엔지니어들은 모든 CiA-402 호환 드라이브에서 동일하게 작동하는 상태 머신을 학습합니다
- 통합 노력 감소 — 표준화된 PDO 매핑, 오류 코드 및 동작으로 개발 시간 단축
- 미래 보장성 — 이 표준은 CAN in Automation(CiA)에서 관리하며 IEC 61800 표준 계열에 기반을 두고 있습니다.
어떻게 작동하나요?
상태 기계 (8 상태, 16 전환):
CiA 402의 핵심은 구동 장치의 작동 상태를 제어하는 상태 기계입니다. "작동 가능(Operation Enabled)" 상태에서만 모터를 실제로 움직일 수 있습니다. 주요 상태는 다음과 같습니다:
- 스위치 켜기 비활성화 — 구동 장치 초기화, 출력 단계 비활성화
- Ready To Switch On — 출력 단계 활성화 준비 완료
- 전원 공급됨 — 출력 단계 활성화되었으나, 모터 제어는 아직 해제되지 않음
- 작동 가능 — 완전 제어 활성화, 모터를 움직일 수 있음
- Quick Stop Active — 제어된 급제동 실행 중
- 오류 발생, 구동 장치 차단됨; 오직 Fault Reset을 통해서만 재설정 가능
제어 단어와 상태 단어:
제어는 두 개의 16비트 워드로 이루어집니다: 제어 워드 (0x6040)는 마스터가 작성하며 상태 전환을 유발합니다. 상태 워드 (0x6041)는 구동 장치에서 응답되며 현재 상태, 경고 및 작동 모드별 정보를 표시합니다.
작동 모드 (0x6060):
CiA 402는 각 제어 변수에 대해 표준화된 작동 모드를 정의합니다:
- 프로파일 모드 (PP=1, PV=3, PT=4) — 드라이브가 내부적으로 궤적을 생성함; 마스터가 목표값과 프로파일 매개변수를 지정함
- 주기적 동기 모드 (CSP=8, CSV=9, CST=10) — 마스터가 각 통신 주기마다 설정값을 전송함; 로봇 공학 및 다축 시스템에 선호됨
- 호밍 (HM=6) — 절대 위치 결정용 기준 주행
전형적인 시작 시퀀스: 종료(0x0006) → 전원 켜기(0x0007) → 작동 활성화(0x000F).
SOMANET은 이를 어떻게 구현합니까?
모든 SOMANET 서보 드라이브(Node 및 Circulo)는 EtherCAT(CoE) 를 통해 CiA 402를 구현하며 PP, PV, PT, CSP, CSV 및 CST의 여섯 가지 주요 작동 모드를 모두 지원합니다. 주기적 동기 모드는 로봇 공학 애플리케이션에 최적화되어 있으며, 프로파일 모드는 점대점 애플리케이션에 최적화되어 있습니다.
내부 샘플링 주기는 250 µs이며, 권장 마스터 주기 시간은 250 µs에서 8 ms 사이입니다. 분산 클럭은 다축 시스템을 동기화합니다. 제조업체별 확장 기능(커뮤테이션, 인코더 구성, 보호 기능)은 0x2000–0x5FFF 범위에 저장됩니다.
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