2. Sysmac Studio工程创建

在 Omron Sysmac 机器人产线集成中，Sysmac Studio 是唯一的工程入口。它把 NJ/NX 系列控制器、EtherCAT 从站、机器人控制器以及视觉、安全等设备统一组织在一个工程文件（.smc2）里。理解工程结构，是后续写程序、配网络、做仿真的前提。本节围绕“建工程—加设备—组网络—跑仿真”这条主线，把每一步的实际操作和判断依据讲清楚。

一、工程结构：一个工程文件里装了什么

Sysmac Studio 的工程采用树形结构，根节点是工程名，下面挂若干功能节点。典型结构包括：控制器（Controller）节点，代表 NJ/NX CPU 单元及其内置 EtherCAT 主站；EtherCAT 节点，列出所有从站；运动控制（Motion）节点，管理轴与轴组；机器人（Robot）节点，管理机器人控制器与坐标系；I/O 映射节点，定义变量与物理端口的对应；程序节点，包含 POU、任务与全局变量。工程文件本身不区分“在线/离线”，在线与否取决于是否与真实控制器建立连接。

新建工程时，Sysmac Studio 会要求选择设备型号与版本。例如选择 NX102-9000、版本 1.2，软件会自动匹配该型号支持的 EtherCAT 主站能力和运动轴数量。这一步选错，后续添加从站时会出现“设备不支持”的提示，因此型号与版本必须与现场硬件一致。工程保存后，建议立即在“工程属性”中填写作者、注释和版本号，便于多人协作时区分。

二、控制器与机器人设备添加

控制器在新建工程时已经确定，若要更换，可在“控制器”节点右键选择“更改设备”。机器人设备的添加分两种情况：一是通过 EtherCAT 挂载的机器人控制器（如某些协作机器人控制器作为从站），在 EtherCAT 节点右键“添加从站”，从 ESI 文件库中选择对应设备；二是通过 EtherNet/IP 或专用接口通信的机器人，需要在“机器人”节点中手动添加机器人型号，并配置 IP 地址与通信端口。

添加从站时，Sysmac Studio 会读取 ESI（EtherCAT Slave Information）文件。若设备库中没有目标机器人，需要先安装厂商提供的 ESI 文件，再重新扫描。添加完成后，从站会出现在 EtherCAT 树下，并自动分配节点地址。此时应检查“从站信息”中的 Vendor ID、Product Code、Revision 是否与实物一致——这三个参数是 EtherCAT 通信能否建立的关键，任何一项不匹配都会导致从站无法进入 OP 状态。

三、网络组态：EtherCAT 与 EtherNet/IP 的分工

Sysmac 产线通常同时使用两种网络：EtherCAT 负责实时运动控制与 I/O，EtherNet/IP 负责机器人、视觉、上位机之间的非实时数据交换。在 Sysmac Studio 中，EtherCAT 组态在“EtherCAT”节点下完成，主要设置主站周期、分布式时钟模式和从站参数；EtherNet/IP 组态在“内置 EtherNet/IP 端口”下完成，主要设置 IP 地址、子网掩码和标签数据链接。

EtherCAT 组态的核心是“过程数据对象”（PDO）映射。每个从站都有输入 PDO 和输出 PDO，需要把机器人的控制字、状态字、目标位置、实际位置等映射到控制器的变量。例如机器人控制字映射到 Robot_CtrlWord，状态字映射到 Robot_StatusWord。映射完成后，在“I/O 映射”节点中可以看到变量与从站端口的对应关系。若映射错误，程序里读到的状态字会始终为 0，或控制字写不进去。

EtherNet/IP 组态则更接近传统网络配置：给控制器端口分配 IP（如 192.168.1.10），给机器人分配 192.168.1.20，然后在“标签数据链接”中定义交换的数据标签。这里要注意，EtherNet/IP 的通信周期通常为 10 ms 级，不能用于替代 EtherCAT 做实时运动控制。

四、离线仿真环境搭建

Sysmac Studio 自带离线仿真功能，可以在不连接真实控制器和机器人的情况下验证程序逻辑、PDO 映射和轴运动。搭建仿真环境的步骤是：先在“控制器”节点右键选择“仿真”，软件会启动虚拟控制器；然后在“EtherCAT”节点确认从站是否支持仿真——部分机器人从站没有仿真模型，需要手动禁用或替换为通用从站；最后在“运动控制”节点中使能虚拟轴，设置轴参数（如每转脉冲数、最大速度、加减速时间）。

仿真运行时，可以观察几个关键点：一是 EtherCAT 状态是否从 INIT 依次进入 PREOP、SAFEOP、OP；二是 PDO 数据是否在变量表中实时刷新；三是虚拟轴的运动曲线是否符合预期。若状态卡在 SAFEOP，通常是 PDO 映射或从站参数不匹配；若轴不动，检查轴使能位和运动指令的触发条件。仿真通过后，再把工程下载到真实控制器，能显著减少现场调试时间。

五、工程创建检查清单

为便于实际执行，下面给出一份工程创建后的检查清单，覆盖从新建到仿真通过的关键确认项。清单中的参数为示例，实际使用时按现场设备填写。

完成以上步骤后，工程文件已经具备下载到真实控制器的条件。需要强调的是，工程结构、设备添加、网络组态和仿真环境是一个整体：设备型号决定网络能力，网络组态决定 PDO 映射，PDO 映射又决定仿真时能看到什么数据。任何一环出错，都会在后续调试中以“通信不上”“轴不动”“状态字为 0”等形式表现出来。因此建议在工程创建阶段就按清单逐项确认，而不是等到现场再回头排查。