一、产品概述
GJ 197 EtherCAT 系列磁致伸缩位移传感器采用 EtherCAT 总线协议（CoE – CANopen over EtherCAT），
Vendor ID：0x000005FC，Product Code：0x00000197，
可直接接入 Beckhoff TwinCAT、Omron、CODESYS 等支持 ETG.1000 标准的 EtherCAT 主站。
主站侧的从站接入与变量映射步骤，见 TwinCAT 与 CODESYS 从站配置说明。
- 测量方式：单磁钢（1 magnet）
- 过程数据：位置(Position)、速度(Velocity)、状态字(Status)
- 同步模式：Free Run / Distributed Clock(DC Sync0)
二、ESI 文件安装
ESI（EtherCAT Slave Information）是随货提供的 XML 描述文件，向主站声明厂商 ID、产品码、过程数据映射与可用对象。主站没有它就认不出这型传感器，所以这一步不能省。
- 把随货的
GJ 197 EtherCAT (1 magnet).xml放进主站工程软件的 ESI 目录：- Beckhoff TwinCAT 3：
C:\TwinCAT\3.1\Config\Io\EtherCAT（TwinCAT 2 为C:\TwinCAT\IO\EtherCAT） - CODESYS 系：菜单
Tools → Device Repository → Install安装该 XML；系统设备库默认位于C:\ProgramData\CODESYS\Devices
- Beckhoff TwinCAT 3：
- 重启主站工程软件，让描述文件重新加载（TwinCAT 也可在 I/O 树右键执行 Reload Device Descriptions）。
- 扫描从站，应识别为 Germanjet → GJ 197 EtherCAT (1 magnet)，Vendor ID
0x000005FC。 - ESI 版本要与实物固件对应。主站若提示 Revision 不一致，向厂家索取匹配版本，不要强行忽略——强行运行可能让过程数据错位。
三、过程数据对象（TxPDO）
| 索引 | 子索引 | 名称 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
0x6000 |
01 | Position 1 | DINT | 位移位置值（主过程数据） |
0x6000 |
02 | Velocity 1 | DINT | 瞬时速度 |
0x6000 |
03 | Status 1 | DINT | 状态字 / 错误标志 |
TxPDO 默认映射 0x1A00，分配对象 0x1C13 = 0x1A00，SM3 输入长度 6 Byte。
四、制造商参数区（0x2000）
| 子索引 | 名称 | 类型 | 访问 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 01 | Stroke | UINT | RO | 传感器量程(mm) |
| 02 | Resolution | UINT | RW | 分辨率设定 |
| 03 | Direction | UINT | RW | 方向正反(0/1) |
| 04 | Max no of magnet | UINT | RO | =1 |
| 08 | Save | UINT | RW | 写1保存参数 |
五、SyncManager 分配
- SM0(MBoxOut) 起始
0x1000— 邮箱命令(主→从) - SM1(MBoxIn) 起始
0x1080— 邮箱响应(从→主) - SM2(Outputs) 起始
0x1100— 控制字 2Byte(可选) - SM3(Inputs) 起始
0x1400— 过程数据输入 6Byte(Pos+Velo+Status)
六、分布式时钟(DC)模式
- Free Run：AssignActivate
0x0000，从站自由循环 - Distributed Clk：AssignActivate
0x0300，Sync0 事件同步采样（推荐高精度应用） - 开 DC 后各站按 SYNC0 在同一时刻锁存数据，多轴之间的采样时刻才对得齐；不开 DC 各站按自己的节拍扫，多轴联动会看到固定的相位差。
- SYNC0 周期与主站任务周期取一致；单站几百微秒到 1 ms 都能跑，周期设得比主站能力还短会丢帧、从站掉出 OP。
七、接线与组网要点
- 网线用 Cat5e 及以上屏蔽双绞线，站与站之间不超过 100 米。
- 走线是 IN 进 OUT 出：主站网口接靠近主站那台从站的 IN，该从站的 OUT 接下一台的 IN，顺序接错主站就认不出设备。
- EtherCAT 不需要终端电阻，也不给从站拨站号——链路地址由主站在初始化阶段分配。
- 接头是 2 个 4 针 M12，插到位后防护等级 IP67；粉尘油污环境里要拧紧锁母。
- 网线尽量远离变频器输出线与伺服动力线，必须交叉时走 90 度。
八、从站状态机与上电推进
EtherCAT 从站的上线是一条固定状态链，主站逐级推进，每一级能做的事不同：
| 状态 | 这一级能做什么 |
|---|---|
| INIT | 刚上电，无邮箱、无过程数据，只能被主站扫描到 |
| Pre-Operational | 邮箱通道打开，可以读写参数，0x2000 区在这一级访问 |
| Safe-Operational | 输入数据开始上传，位置与速度已经能读；输出仍被安全保持 |
| Operational | 过程数据双向交换，位置值实时刷新；启用 DC 时时钟已锁定 |
调试时按这条链判断卡在哪一段：进不去 Pre-Op，查 ESI 与邮箱配置；进了 Pre-Op 上不了 Safe-Op，查 PDO 映射长度；上到 Safe-Op 进不了 Op，多半是同步管理器看门狗或 DC 没锁定。
九、AL Status Code 速查
从站卡在某一级上不去时，主站能读到它的 AL Status Code（ESC 寄存器 0x0134），据此定位比逐项猜快得多。常见值：
| 状态码 | 含义 | 常见卡点 |
|---|---|---|
0x0011 |
非法的状态转换请求 | 主站跳级请求 |
0x0016 |
邮箱配置非法 | INIT 上 Pre-Op，SM0/SM1 与描述文件不符 |
0x0017 |
同步管理器配置非法 | Pre-Op 上 Safe-Op |
0x001B |
同步管理器看门狗超时 | Safe-Op 上 Op，现场遇到最多 |
0x001D / 0x001E |
输出 / 输入配置非法 | PDO 映射长度与同步管理器对不上 |
0x0024 / 0x0025 |
输入 / 输出映射非法 | PDO 长度与同步管理器不符 |
0x0030 |
DC 同步配置非法 | AssignActivate 与从站能力不符 |
0x0031 / 0x0033 |
PLL 未锁定 / DC 同步超时 | Safe-Op 上 Op 时时钟没锁住 |
十、常见故障排查
| 现象 | 原因 | 处理 |
|---|---|---|
| 主站找不到从站 | ESI 未加载，或网线 IN 与 OUT 接反 | 重装 ESI，核对接线顺序 |
| 位置值不变 | 磁钢未装或越出行程 | 检查磁钢位置及行程 |
| 无法进入 OP 状态 | PDO 被修改后不匹配，或同步管理器看门狗超时 | 恢复默认 PDO Mapping，再读 0x0134 核对状态码 |
| 数值跳变大 | 未启用 DC，或采样周期与主站不匹配 | 启用 Distributed Clock，SYNC0 周期与主站任务周期对齐 |
| 多轴之间始终有固定相位差 | 各站采样时刻没有对齐 | 启用 DC，SYNC0 周期设为主站任务周期的整数倍 |
技术支持：深圳市易测电气有限公司
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我们在问答页里按现象把同类问题排在了一起，方便逐条比对：位移传感器常见问题解答。
常见问题
GJ 197 EtherCAT 位移传感器支持什么协议？
采用 EtherCAT 总线协议（CoE – CANopen over EtherCAT），Vendor ID 0x000005FC，Product Code 0x00000197，可直接接入 Beckhoff TwinCAT、Omron、CODESYS 等支持 ETG.1000 标准的 EtherCAT 主站。测量方式为单磁钢，过程数据包含位置、速度与状态字，同步模式支持 Free Run 与 Distributed Clock。
EtherCAT 位移传感器的过程数据在哪个索引？
0x6000 子索引 01 是 Position 1，类型 DINT，为位移位置值（主过程数据）；02 是 Velocity 1（DINT，瞬时速度）；03 是 Status 1（DINT，状态字/错误标志）。TxPDO 默认映射 0x1A00，分配对象 0x1C13 = 0x1A00，SM3 输入长度 6 Byte。
EtherCAT 位移传感器的制造商参数区怎么读写？
0x2000 区：子索引 01 是 Stroke（传感器量程 mm，只读）、02 是 Resolution（分辨率设定，可读写）、03 是 Direction（方向正反 0/1，可读写）、04 是 Max no of magnet（只读，=1）、08 是 Save（写 1 保存参数）。
EtherCAT 主站找不到从站怎么办？
常见原因是 ESI 文件未加载或网线 IN/OUT 反接，处理方法是重装 ESI 并检查接线。还有两种情况：无法进入 OP 状态多为 PDO 被修改不匹配，应恢复默认 PDO Mapping；位置值不变则要检查磁钢是否未装或超出行程。
EtherCAT 位移传感器数值跳变大怎么办？
多因未启用 DC 或周期不匹配，应启用 Distributed Clock。Free Run 模式的 AssignActivate 为 0x0000，从站自由循环；Distributed Clk 为 0x0300，Sync0 事件同步采样，推荐用于高精度应用。
EtherCAT 从站一直进不了 OP 状态怎么查？
先读从站的 AL Status Code（寄存器 0x0134），再判断卡在哪一级。卡在 Pre-Op 上不去，查 PDO 映射长度（0x001D 或 0x001E）；能上 Safe-Op 却到不了 Op，多数是同步管理器看门狗超时（0x001B）或分布式时钟没锁定（0x0031 或 0x0033）。
