状态行为

运动控制轴状态模型包括下列状态以及各状态之间的转换。

断电状态

“关闭”状态是运动控制轴切断电源时的状态。

自检状态

将控制器通电后，控制器通常执行一系列自检诊断。自检过程中执行的测试包括检查 CIP Motion 轴是否与实际的 CIP Motion 设备相关联，以及轴是否已恰当地包含在名为“运动组”的轴的集合中。控制器的运动任务同步处理运动组中的所有轴。

如果未为轴找到相关联的 CIP Motion 设备或运动组，控制器中的轴工作状态会将此状态分别反映为“无设备”和“未分组”。在问题得以解决之前，轴将保持此状态。同样，将设备通电或将设备复位后，设备也要执行一系列自检诊断，并且内部设备参数将设置为其上电默认值。如果未成功通过自检，受影响的轴实例会声明根据标识对象定义的术语归类为不可恢复的初始化故障，从而立即转换为故障状态。若要清除此故障，只能通过循环上电来实现，并且此故障很可能是设备硬件问题导致的。

一旦 CIP Motion 控制器和关联的 CIP Motion 设备完成这些自检，轴工作状态将转换为“正在初始化”状态。在这种状态下，将建立 CIP Motion 连接并且控制器将配置设备。从此时开始，使用 CIP Motion 连接的设备中的轴工作状态值将对控制器中的轴工作状态值产生影响。

如果 CIP Motion 设备支持在本地控制下以本地配置数据独立运行，则设备可以自由地从自检状态转换为预充电状态然后继续转换为已停止状态。若设备收到后续的正向打开服务以打开 CIP Motion 连接，则设备将禁用所有轴并按照以下参数所述的状态序列转换回“正在初始化”状态。

如果设备不支持独立运行，并且依赖于通过 CIP Motion 连接提供的远程配置数据，则设备将转换为“正在初始化”状态，并等待（待机）控制器的正向打开服务打开 CIP Motion 连接。

“正在初始化”状态

从控制器的角度来看，状态模型中所示的“正在初始化”状态包含 4 个不同的轴子状态，即“未连接”、“正在配置”、“正在同步”和“等待分组”。当转换经由这些“正在初始化”子状态时，控制器无权访问驱动器中“轴工作状态”的当前值。只有在控制器的“CIP 轴工作状态”完成初始化过程后，“CIP 轴工作状态”值才会反映 CIP Motion 设备中“轴工作状态”属性的当前值。

在“正在初始化”状态期间，设备将等待控制器使用正向打开服务建立至设备的 CIP Motion 连接。一旦正向打开服务成功处理，设备会将所有属性初始化为其出厂默认值，将所有激活故障复位，将适用的轴状态条件（包括关闭位）复位，为设备属性配置作准备。

建立连接后，控制器将向设备发送设置服务，将运动控制设备轴对象配置属性设置为控制器中存储的值。对于在此过程中发生的任何配置错误（例如“值超出范围”或“值不适用”等），均由设备通过指示设置服务响应错误进行处理。当 CIP Motion 设备连接至一个或多个智能电机和反馈组件，且组件中包含与组件相关的非易失性配置数据时，设备将首先读取该数据，然后再响应来自控制器的相关设置服务。此过程使设备有机会对照电机或反馈组件中存储的配置数据验证控制器的电机和反馈相关配置数据。在此过程中发生的任何验证错误将通过使用“属性值无效”代码 (09) 指示设置服务响应存在错误进行处理。最终，若在完成配置过程之前读取智能组件数据，还会使控制器能够读取组件的序列号，以确定组件是否已被替换。在所有配置属性均已成功确认之后，控制器才会完成配置过程（配置完成）。

如果设备支持同步操作，则控制器可以使用 Group_Sync 服务与设备同步。如果设备已经成功完成配置，则 CIP 轴工作状态将转换为“正在同步”并一直保持此状态，直到它收到成功的 Group_Sync 服务响应。

在设备完全配置完成并与控制器同步之后，控制器将对运动组中的所有其他轴进行检查，确定它们是否也已经配置完成并已同步。在此期间，CIP 轴工作状态为“等待分组”。控制器确定运动组中的所有轴均已配置完成并已同步后，初始化操作完成，然后，依据运动控制设备轴对象中定义的状态模型直接从设备的“轴工作状态”值中导出“CIP 轴工作状态”值。

如果在此初始化过程中出现问题，例如，若过程超出设置服务错误的作用域，则设备会生成初始化故障。初始化故障将被视为不可恢复故障，只有循环上电或设备复位才能清除此故障状态。

如果在使用正向关闭服务的操作期间，CIP Motion 连接不论任何原因而有意关闭，则设备将清除所有激活故障并返回到“正在初始化”状态。如果 CIP Motion 连接在操作期间因任何其他原因而断开，则设备将生成节点故障并转换为“严重故障”状态。在任一种情况下，设备都将等待控制器使用正向打开服务重新建立与设备之间的 CIP Motion 连接。重新建立连接后，控制器的 CIP 轴工作状态将经由各种初始化子状态进行转换。

“正在初始化”状态属于标识对象待机状态，因此需要禁用相关的功率组件（如果适用）。

预充电状态

对于处在预充电状态的轴，“直流总线上电”状态为假。总线上电事件是将轴从预充电状态转换为“已停止”状态（驱动器轴或再生转换器轴）或“正在运行”状态（非再生转换器轴）的事件。当“直流总线上电”状态由假变为真时，会发生总线上电事件。在预充电状态下，设备的电源结构始终处于禁用状态（“电源结构已启用”状态位清零）。如果控制器在处于预充电状态时尝试使用轴控制机制使能轴，设备将在响应状态中以错误形式将此情况报告回控制器，并且轴仍然处于预充电状态。

预充电状态属于标识对象待机状态，因此需要禁用相关的功率组件（如果适用）。

已停止状态

在已停止状态下，设备的功率组件将禁用（“功率组件已使能”状态位清零）或使用激活控制环保持驱动器轴为静态状况（“功率组件已使能”状态位置位）。在已停止状态下，驱动器轴不能启动任何运动，也不能响应规划器生成的给定参考值（“正在跟踪给定值”状态位清零）。通常，与驱动器轴相关的电机将处于静止状态，但若向负载施加外力或外部转矩，则可能需要使用制动器来保持静止状态。同样，在已停止状态下再生转换器轴不能进行任何交流线路调制，也不能将任何再生能量传输到交流线路。在已停止状态下，将主电源施加于设备，直流母线处于能够工作的电压水平。如果在此状态下检测到任何“启动禁止”状况，轴将转换到“启动禁止”状态。如果将使能请求或任意一个运行测试服务请求应用于处于“已停止”状态的轴，则轴将转换为“正在启动”状态。

正在启动状态

若在执行驱动器飞速启动时，向处于“已停止”或“正在停止”状态的轴发出使能请求，则轴将立即转换为“正在启动”状态。在此状态下，设备在转换为“正在运行”状态之前会检查各种条件。驱动器轴的这些条件包括制动释放延时时间和感应电机磁通水平。在“正在启动”状态期间，会激活设备控制系统和功率组件（“功率组件已启用”状态位置位），但会将给定参考值设为本地静态值，并且不会跟踪来自控制器的给定参考值（“正在跟踪给定值”状态位清零）。如果满足所有启动条件，则轴工作状态将转换为“正在运行”状态或“正在测试”状态。

正在运行状态

“正在运行”状态是执行工作的状态。在此状态下，设备的电源结构处于活动状态（“电源结构已启用”状态位已置位）。对于驱动器轴，所选的控制模式处于使能状态并且设备主动跟踪来自控制器或设备中运动跟踪规划器输出的给定数据，以影响轴的运动（“正在跟踪给定值”状态位已置位）。

对于再生转换器轴，转换器控制模式处于启用状态，设备正在主动跟踪来自控制器的电压或电流设置点值（“正在跟踪给定值”状态位已置位）。对于跟踪段轴，段轴正在主动跟踪驻留推动器的电流参考值（“正在跟踪给定值”状态位已置位）。轴保持“正在运行”状态，直到发生故障或通过“轴控制”请求明确命令其停止。

如果轴无激活控制功能（控制模式 = 无控制），则“正在运行”状态仅指示设备完全投入运行。但是，由于没有激活控制功能，“功率组件已使能”状态位和“正在跟踪给定值”状态位都将清零。轴保持“正在运行”状态，直到发生故障或通过“轴控制”请求明确命令其关闭。

正在测试状态

如果在处于“已停止”状态时向轴发送任意一个运行测试请求服务（例如，需要激活功率组件执行操作的服务），则轴将立即转换到“正在启动”状态（“功率组件已使能”状态位置位），然后满足启动条件后，轴将立即转换到“正在测试”状态。此“正在测试”状态与“正在运行”状态类似，设备的功率组件都处于激活状态，但在“正在测试”状态下，由设备的内置测试算法之一控制电机（驱动器）或线路能量流（再生转换器），而不是来自控制器的给定数据或设定点数据（“正在跟踪给定值”状态位清零）。在“正在测试”状态下，驱动器会以各种方式激励电机，同时执行测量以确定电机和负载的特性。类似地，再生转换器设备会以各种方式施加电流以确定交流线路和直流母线的特性。驱动器或转换器轴在请求的测试过程中保持此状态，然后停止并返回到“已停止”状态。若发生故障或提出明确的轴控制请求，轴也会退出“正在测试”状态。在这两种情况下退出时，驱动器都将执行 0 类停止序列。

启动禁止状态

“启动禁止”状态与“已停止”状态基本相同，唯一的区别是该轴存在一个或多个“启动禁止”状况，阻止其成功转换为“正在启动”状态。可通过“启动禁止”属性了解这些状况。一旦得到纠正，轴工作状态会自动转换回“已停止”状态。

对于无激活控制功能的轴（控制模式 = 无控制），一个或多个特定状况（例如未完全配置相关反馈设备）会阻止处于启动禁止状态的轴转换到“正在运行”状态。同样，一旦得到纠正，轴工作状态会自动转换到“正在运行”状态。

“启动禁止”状态属于标识对象待机状态，因此需要禁用相关的功率组件（如果适用）。

正在停止状态

向处于正在启动、正在运行或正在测试状态的运动控制设备轴对象发出禁用请求时，轴将立即转换为“正在停止”状态。在该状态下，轴正在执行停止过程，不再跟踪来自控制器的给定值数据或设定点数据（“正在跟踪给定值”状态位清零）。对于驱动器轴，禁用请求用于执行所配置的停止动作，而关闭请求用于执行所配置的关闭动作。

运动控制设备轴对象支持对一个驱动器轴执行许多不同的停止动作。每个停止动作将执行三种可能的 IEC60204-1 分类停止序列之一（0、1 和 2 类停止）。大多数停止动作会主动将轴减速直至停止（1 和 2 类停止）。只要停止动作过程开始完成，功率组件就会保持激活（“功率组件已启用”状态位置位）。一旦所选停止动作过程完成，轴将立即转换为“已停止”状态。如果通过禁用请求或关闭动作发起“禁用并惯性停止”的停止动作，功率组件将立即禁用（“功率组件已启用”状态位清零），轴将在“正在停止”状态下凭惯性停止（0 类停止）。对于所有停止序列，设备都会等到轴达到零速或发生超时（由“停止时间限制”或“惯性停止时间限制”属性定义），再转换为“已停止”状态。在某些情况下（例如轴静止），会立即进行转换。当速度反馈低于电机额定速度的 1% 或者符合可选“零速”或“零速时间”属性值所设标准时，可判断为达到零速。使用频率控制的驱动器设备时，需要根据速度参考值而非速度反馈来判断是否达到零速。

如果在飞速启动使能时向处于“正在停止”状态的驱动器轴发出使能请求，轴会立即转换为“正在启动”状态。

正在中止状态

如果在轴处于“正在启动”、“正在运行”、“正在测试”或“正在停止”状态时运动控制设备出现严重故障，轴将立即转换为“正在中止”状态。在该状态下，轴正在执行停止过程，不再跟踪来自控制器的给定值数据或设定点数据（“正在跟踪给定值”状态位清零）。

对于驱动器轴，出现“严重故障”时将执行设备供应商指定的相应停止动作。在“正在中止”状态下主动停止驱动器轴时，只要停止动作开始完成，功率组件就将保持激活（“功率组件已使能”状态位置位）。在某些情况下，功率组件必须立即禁用，轴才能在“正在中止”状态下凭惯性停止。在任何情况下，驱动器轴都会等到轴达到零速再转换为“严重故障”状态。一旦停止过程完成且轴达到零速，轴将立即转换为故障状态。当速度反馈低于电机额定速度的 1% 或者符合可选“零速”或“零速时间”属性值所设标准时，可判断为达到零速。使用频率控制的驱动器轴时，需要根据速度参考值而非速度反馈来判断是否达到零速。在某些情况下（例如轴静止），会立即进行转换。

当控制器中检测到对运动控制设备不可见的故障状况或者运动控制设备报告“轻微故障”状况时，控制器负责将轴停止，此时可直接使用轴控制状态变更请求或对驱动器轴直接使用运动轨迹规划器停止指令，也可间接在用户程序中使用故障处理器。如果运动控制设备报告的轴工作状态为“正在停止”状态，则控制器随后会在故障状况存在的情况下将 CIP 轴工作状态设置为“正在中止”。

如果向运动控制设备轴对象发出中止请求时，将产生控制器引起的异常。如果相关“轴异常动作”设为产生严重故障，驱动器轴会首先根据配置的停止动作将轴停止，然后转换到故障状态。

故障状态

运动控制设备轴对象可定义与“已停止”状态基本相同的严重故障状态（或者，在执行关闭故障动作时定义“关闭”状态），唯一的区别是，严重故障状态下存在一个或多个激活的故障。也就是说，处于严重故障下的轴是一个存在严重故障状况的已停止（或关闭）轴。运动控制设备轴对象也可定义一个轻微故障，此时允许设备继续运行，且不影响运动控制设备中的轴工作状态。

在控制器中，严重故障与轻微故障之间没有这样的区别；在控制器中，由驱动器报告的严重故障和轻微故障都会导致轴转换为故障状态。因此，通常情况下，控制器中的故障轴并非是存在故障状况的已停止（或关闭）轴。当运动控制设备报告轻微故障状况或者控制器中检测到对运动控制设备不可见的故障状况时，控制器负责让轴停止，此时可直接使用轴控制状态变更请求或运动轨迹规划器停止指令，也可间接在用户程序中使用故障处理器。这一过程结束之前，运动控制设备中的轴工作状态可能是除严重故障状态以外的任何状态，甚至可能是“正在运行”状态。假设运动控制设备仅仅是更大运动控制系统中的一个组件，那么这就是合理的。CIP Motion 控制器负责将所有系统状况整合成要呈现给用户的轴工作状态。

由于故障状况会被闭锁，因此清除故障需要执行故障复位，并且一旦原始故障状况消除，轴将转换为运动控制设备的轴工作状态。故障可能来自许多不同的来源：CIP 初始化故障、CIP 轴故障、运动故障、模块故障、组故障、安全故障和配置故障。下表介绍这些故障的来源。

关闭状态

向设备发送关闭请求或者设备执行关闭故障动作时，目标轴将转换为关闭状态。如果发送关闭请求，轴无论当前处于何种状态，都会立即转换为关闭状态。关闭状态的基本特点与已停止状态相同，唯一的区别是，在关闭状态下，可通过“关闭动作”属性配置为将直流母线电源降至驱动器功率组件的电源水平。为此，通常需要接通由控制转换器电源的驱动器提供的“交流接触器使能”输出。无论直流母线电源是否断开连接，都需要控制器发出明确的关闭复位请求，才能由该状态转换到预充电状态。如果将设备配置为在关闭状态下保持直流母线电源激活，则轴会从预充电状态转换为已停止状态。关闭状态提供了额外的安全级别，可防止发生意外的运动。

如果驱动器为响应配置为严重故障的异常状况而启动关闭故障动作，设备将执行关闭动作，但轴将进入故障状态，而非关闭状态。同样，当轴处于关闭状态且发生严重故障状况时，轴将转换为故障状态。也就是说，严重故障状况的优先级高于关闭状况，关闭状况可以视为一个子状态。在任何情况下，控制器发出的故障复位请求都将清除故障，并且当初始故障状况被清除时，轴会转换为关闭状态。但是，控制器发出的关闭复位请求既可以清除故障，又执行关闭复位，因此一旦原始故障状况被清除，轴会像上文所述一样转换为预充电状态。

除了关闭动作功能外，控制器还可利用关闭状态禁用任何以该设备轴作为主轴的从轴齿轮传动或凸轮运动轨迹规划器功能。因此，在轴实例只与反馈设备相关的仅反馈控制模式下，支持关闭状态。

关闭状态属于标识对象待机状态，因此需要禁用相关的功率组件（如果适用）。

无设备状态

如果已在控制器中创建 CIP Motion 轴实例，但当前却未与 CIP Motion 设备相关联，则轴工作状态将指示无设备状态。CIP Motion 轴要与物理 CIP Motion 设备相关联才能正常工作。在控制器自检状态期间，会将此作为转换至“正在初始化”状态的条件进行检查。因此，“无设备”状态可视为仅控制器拥有的自检状态的子状态。

未分组状态

如果 CIP Motion 轴实例已创建，但未与运动组相关联，则轴工作状态将设置为“未分组”状态。将 CIP Motion 轴分配给运动组，是为了使轴实例通过周期性运动任务更新并执行其功能。在控制器自检状态期间，会将此作为转换至“正在初始化”状态的条件进行检查。因此，“未分组”状态可视为仅控制器拥有的自检状态的子状态。

轴禁用状态

不论出于任何原因禁用轴实例，都会删除 CIP Motion 连接中相关联的实例，并且轴工作状态将转换为轴禁用状态。如果这是 CIP Motion 连接支持的唯一一个实例，则连接本身将会关闭。如果该轴是连接支持的多个轴之一，则连接将关闭并重新建立，以支持未禁止的轴。轴禁用状态为仅控制器拥有的自检状态的子状态。在控制器自检状态期间，会将轴禁用状态作为转换至“正在初始化”状态的条件进行检查。如果当前处于“轴禁用”状态，则将由用户执行“取消禁用”操作，以转换至“正在初始化”状态并恢复轴功能。

正在配置状态

完成设备的 CIP Motion I/O 连接后，控制器将开始使用连接的服务通道发送配置数据。此时，轴工作状态由“未连接”转换为“正在配置”状态。轴工作状态将保持“正在配置”状态，直到已针对此轴实例设置了设备中所有适用的配置属性的值，或直到发生配置故障为止（在这种情况下，轴工作状态将转换为“故障”状态）。

正在同步状态

如果在控制器已完成轴配置过程时设备尚未与控制器同步，则轴工作状态将转换为“正在同步”状态。轴工作状态将保持“正在同步”状态，直到来自设备的成功的 Group_Sync 服务响应指示已成功同步，或达到时间限制（约 60 秒）。在后一种情况下，控制器会关闭连接并再次启动初始化过程。

等待分组状态

对轴进行配置并将设备与控制器同步后，控制器将检查运动组中所有其他轴的状态。如果运动组中有任何其他轴仍处于正在配置或正在同步状态，则“轴工作状态”将转换为“等待分组”状态。在运动组中的所有轴均配置完成并已同步之前，不会通过 CIP Motion 连接进行循环数据交换。在运动组中的所有轴均配置完成并已同步后，“CIP 轴工作状态”将转换为设备中当前的“轴工作状态”属性值，通常为“预充电”或“已停止”状态。