一文解析伺服系统CN1接口的DI/DO端子功能

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、数字量输出DO端子的功能选择

Part.1

1：功能选择

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功能西文简称	西文 全名	功能 分类	功能 说明	核心关联/应用场景
S-ON	Servo ON	基础控制	伺服使能：触发后系统进入就绪待命状态，可接收各类运行指令	类似电器电源开关，未触发,运行指令均无效
ALM-RST	Alarm Reset	故障 处理	报警复位：故障停机且必须排除后，触发此信号清除故障记录	故障排除后，再人为进行复位才能恢复伺服正常控制
CMD-MODE	Command Mode Select	运行模式控制	主/辅运行切换：实现主、次任务间的运行指令切换	设备多任务切换的控制需求，无需重新配置基础参数
DIR-SEL	Direction Selection		多段运行指令方向选择：预设多段运行的转动方向（正/反）	需配合CMD1-4段选信号使用，先定方向再选具体运行段
CMD1~CMD4	Command 1~4		多段运行段选信号：4个二进制位组合可定义16种运行指令	通过通断组合选择预设工位/速度/位置，无需PLC反复发指令，常用于固定工位切换
M1-SEL/M2-SEL	Mode Selection 1/2	模式切换	模式切换：实现控制模式切换（位置/速度/转矩等）	单独触发无效，需提前在参数中设定组合对应的控制模式，满足多工况控制需求
POS-INH	Position Inhibit	位置控制	位置指令禁止：伺服不再接收新位置指令，但已执行指令会继续完成	定位过程中临时锁定位置，防止新指令干扰当前工位
POS-EN	Position Enable		多段位置指令使能：启用后可调用预设的多段位置参数	类似电动窗帘的预设档位，可快速切换全开/半开/全关等固定工位
ZCLMP	Zero Clamp Enable		零位固定使能：伺服通过定子的磁场锁住转子，且确认当前位置为零位	用于精准定位后的位置保持，保障工位固定精度
P-OT/N-OT	Positive/Negative Over Travel	安全保护	正/负过冲行程保护：检测到机械极限位置时触发，防止设备超程损坏	相当于机械限位的电气保护，避免机构因超行程发生碰撞
EMG	Emergency Stop		紧急停机：最高优先级信号，触发后立即切断电机电源，电机自由停车	用于突发险情的紧急避险，避免设备和人员安全事故
VEL-LIM	Velocity Limit Source		内部速度限制源：触发后按内部预设上限限制电机最大转速	忽略外部速度限制指令，保障电机在安全转速范围内运行，防止超速损坏
P-TL/N-TL	Positive/Negative Torque Limit		正向/负向外部转矩限制：限定对应方向的转矩上限	防止转矩过大导致传动机构或工件的损坏，保障设备机械或工件的结构安全
JOG+/JOG-	Jogging Plus/Minus	手动 操作	正向/反向点动：按住触发转动，松开即停止	常用于设备调试阶段的位置微调，如工件对位、机构校准
STEP-EN	Step Enable		步进量使能：触发后伺服按预设步进距离执行分步动作	适配齿轮分度、精准分步送料等工艺，每触发一次移动固定行程
MPG-EN	Manual Pulse Generator Enable		手轮使能：触发后手轮倍率G1/G2和移动指令才生效	防止误触手轮导致电机异动，保障手动调试的安全性
EG-SEL	Electronic Gear Selection	精度控制	电子齿轮选择：切换预设的电子齿轮比参数	改变“脉冲数”←→“实际位移”的转换比例，按需提升或降低控制精度
CLR	Clear	精度校准	清除位置偏差，清零位置偏差计数器，消除累积定位误差	定位后存在微小偏差时触发，重新确认当前位置为目标位置，保障后续定位精度
G1/G2	Gain1/ Gain2	倍率 控制	手轮倍率信号1/2：与手轮使能配合实现多档速度倍率切换	可切换×1/×10/×100等手轮控制倍率，灵活调整手动移动速度
GAIN	Gain Switch	增益控制	增益切换：切换驱动器对偏差的响应灵敏度	平衡系统稳定性与响应速度：增益高响应快但易振动，增益低运行稳但响应滞后；含位置增益&速度增益
TRQ-DIR	Torque Direction	指令方向控制	转矩指令方向设定：在转矩模式下定义转矩输出方向	适配压合、拧紧等工艺，如正转夹紧、反转松开的转矩方向控制
SPD-DIR	Speed Direction		速度指令方向设定：在速度模式下定义电机转动方向	单独设定速度控制的转向，满足单向调速的工艺需求
POS-DIR	Position Direction		位置指令方向设定：在位置模式下定义趋近目标位置方向	保障定位动作按预设路径执行，避免反向走位影响精度
INT-CLR	Interruption Clear	中断 控制	解除中断定长：中断任务在进行，执行退出中断模式，继续完成剩余行程	定长加工中临时中断（如工件检查、突发暂停）后，需“断点续传”完成剩余加工
INT-INH	Interruption Inhibit		禁止中断定长：中断任务未产生，阻止中断功能生效，屏蔽中断事件	高精度连续加工（如长行程磨削、齿轮分度），需避免非必要中断干扰流程
ORG-SW	Origin Switch	高级功能	原点开关；检测机械原点位置的传感器信号	为回零动作提供位置基准，保障原点定位的准确性；ORG-SW& ORG-EN配合使用
ORG-EN	Origin Return Enable		原点复归使能：触发后启动自动回原点功能	实现设备开机或工位重置后的原点校准，保障后续定位基准统一
PUL-INH	Pulse Inhibit	指令 屏蔽	脉冲指令禁止：直接阻断脉冲信号接收，电机停止响应位置/速度控制	比POS-INH更直接，快速屏蔽所有脉冲类控制指令（如紧急情况下的指令切断）

由于表格内容实比较丰富也给大家截图方便观看，点击图片即可放大）

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：

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；

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；

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

易混 淆功能	核心区别	适用场景
GAIN 增益切换	切换位置/速度环增益参数组，优化系统响应速度与稳定性	自动运行时不同工况切换（如高速定位/重载平稳运行）
G1/G2 手轮倍率	切换手轮控制速度倍率（×1/×10/×100等），仅影响手动操作速度	手动调试时调整移动速度（精细对位/快速移动）
POS-INH 位置指令禁止	不接收新位置指令，但之前的指令会继续直至完成	定位过程中临时锁定工位（如工件检测）
PUL-INH 脉冲指令禁止	直接阻断脉冲信号：电机立即停止响应所有位置/速度指令	紧急情况下快速屏蔽所有脉冲类控制指令
INT-CLR 解除中断	中断发生后触发，恢复原任务并完成剩余行程	临时中断（如工件检查）后需“断点续传”，避免运行又从头开始
INT-INH 阻止中断	中断未发生前触发，屏蔽所有中断事件	中断还没发生→提前开INT-INH的‘防护盾’→任何中断信号都进不来，保证任务从头到尾连续干

（二）逻辑选择

Part.2

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

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、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补充：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补充图的导致“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

Part.3

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

左：低电平输入有效 右：高电平输入有效

示意图DI - 03：DI 端子与上位机硬件接线图（参考点：0V，检验点：DI1 9#端子）

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

Part.1

（一）功能定义

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西文 简称	西文 全名	功能 分类	功能 说明	应用 场景
S-RDY	Servo Ready	状态反馈	伺服准备好：伺服系统通电正常、无故障、无警告，进入就绪状态	设备启动流程中，向PLC反馈伺服可接收运行指令的信号，触发后续动作
MR	Motor Rotation		电机旋转：实际转速＞0r/min，仅表示电机正在转动，不代表达到目标速度	监测电机是否处于运行状态（如输送线是否启动），用于流程联动判断
S-STOP	Speed Stop		零速信号：实际转速≤1r/min（关联零速判定阈值参数）	电机停机后，向PLC反馈“已停稳”信号，触发抱闸锁定或下一工序
S-MATCH	Speed Match		速度一致：实际速度与给定速度的偏差≤±0.5%（关联速度偏差报警值）	多轴同步运行（如龙门联动），反馈轴间速度同步状态，保障运动一致性
P-CMP	Position Complete		定位完成：实际位置与目标位置的偏差≤“定位窗口值”	定位任务完成后，向PLC发送信号，启动下一个定位或加工任务
P-NEAR	Position Near		定位接近：实际位置与目标位置的偏差≤“定位窗口值”	定位任务接近完成时提前预警，避免动作延迟
BRK	Brake	执行控制	抱闸控制：S-ON=1时抱闸延迟松开，S-ON=0时即刻锁定（DC24V）	电机停机后防止滑行（如垂直轴防坠），保障工位固定
WARN	Warning	故障预警	警告提示：系统检测到非致命异常，可继续运行	记录对应警告代码（通过ALM-CODE读取），排查轻微异常
T-LMT	Torque Limit		扭矩限制：实际转矩≥“转矩限制值”	负载过载预警，提示排查传动机构是否卡滞或负载异常
S-LMT	Speed Limit		速度限制：实际速度≥最大速度限制值（关联电机额定速度）	给定速度超出电机承载范围，伺服强制降速时的状态反馈。
ALM	Alarm	故障反馈	故障报警：系统出现致命异常，需停机排查后才能恢复运行	向PLC发送故障信号，触发设备急停，排查故障原因
ALM-CODE	Alarm Code		故障代码输出：输出3位二进制组合的报警代码	配合手册“故障排查章节”，通过伺服面板或PLC读取代码，定位故障类型
INT-P-CMP	Interrupt Position Complete	中断反馈	中断定长完成：原定位任务被中断，已到达中断目标位置	急停等中断事件发生后，向PLC反馈中断位置状态，为“断点续传”准备
Z-RET	Zero Return Complete	基准反馈	原点回零完成：通过 “接近开关+编码器Z相”方式找到机械原点	回零动作完成后，反馈原点校准成功，实际位置清零为机械零点
E-ZRET	ElectricalZeroReturnComplete		电气回零完成：通过编码器绝对位置快速移至设定零点，无需机械原点开关	无机械原点开关的设备（如小型模组），快速建立定位基准，提升调试效率
IA-IC	InitialAngleIdentificationComplete	校准反馈	初始角度辨识完成：上电后编码器复位，校准转子与编码器的角度对应关系	伺服首次上电或编码器更换后，反馈角度校准完成，保障控制精度
T-ACH	Torque Achieved	工艺反馈	扭矩到达：实际转矩≥设定转矩的95%（关联“转矩给定值”参数）	压合、拧紧等工艺，反馈负载已到达目标压力，触发下一步动作
S-ACH	Speed Achieved		速度到达：实际速度≥设定速度的98%（关联“速度给定值”参数）	调速工艺，反馈电机已稳定在目标转速，可启动后续加工动作

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（二）逻辑输出选择

输出端子逻辑选择（参考所附示意图DO-01）

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。

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

示意图DO-01

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。