今天，正運動小助手給大家分享一下EtherCAT運動控制卡之ECI2828如何使用C#實現(xiàn)PWM輸出與模擬量輸出和運動速度的同步。本文的應用場景有激光切割和激光打標的能量控制以及其它適用的場景。

　　一 ECI2828硬件介紹

　　ECI2828系列運動控制卡支持多達16 軸直線插補、任意圓弧插補、空間圓弧、螺旋插補、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸和機械手指令等;采用優(yōu)化的網(wǎng)絡通訊協(xié)議可以實現(xiàn)實時的運動控制。

　　ECI2828系列運動運動控制卡支持以太網(wǎng)，232 通訊接口和電腦相連，接收電腦的指令運行，可以通過EtherCAT總線和CAN總線去連接各個擴展模塊，從而擴展輸入輸出點數(shù)或運動軸。

　　ECI2828系列運動控制卡的應用程序可以使用 VC、VB、VS、C++以及C#等軟件來開發(fā)，程序運行時需要動態(tài)庫 zmotion.dll。調試時可以把ZDevelop軟件同時連接到控制器，從而方便調試，方便觀察。

　　 二 C#語言進行運動控制開發(fā)

　　 一 新建WinForm項目并添加函數(shù)庫

　　1.在VS2015菜單“文件”→“新建”→ “項目”，啟動創(chuàng)建項目向導。

　　2.選擇開發(fā)語言為“Visual C#”和.NET Framework 4以及Windows 窗體應用程序。

　　3.找到廠家提供的光盤資料里面的C#函數(shù)庫，路徑如下(64位庫為例)：

　　A.進入廠商提供的光盤資料找到“8.PC函數(shù)”文件夾，并點擊進入。

　　B.選擇“函數(shù)庫2.1”文件夾。

　　C.選擇“Windows平臺”文件夾。

　　D.根據(jù)需要選擇對應的函數(shù)庫這里選擇64位庫。

　　E.解壓C#的壓縮包,里面有C#對應的函數(shù)庫。

　　F.函數(shù)庫具體路徑如下。

　　4.將廠商提供的C#的庫文件以及相關文件復制到新建的項目中。

　　A.將zmcaux.cs文件復制到新建的項目里面中。

　　B.將zaux.dll和zmotion.dll文件放入bin\debug文件夾中。

　　5.用VS打開新建的項目文件，在右邊的解決方案資源管理器中點擊顯示所有，然后鼠標右鍵點擊zmcaux.cs文件，點擊包括在項目中。

　　6.雙擊Form1.cs里面的Form1，出現(xiàn)代碼編輯界面，在文件開頭寫入 using cszmcaux,并聲明控制器句柄g_handle。

　　　　至此項目新建完成，可進行C#項目開發(fā)。

　　 二 查看PC函數(shù)手冊

　　1.PC函數(shù)手冊也在光盤資料里面，具體路徑如下：“光盤資料\8.PC函數(shù)\函數(shù)庫2.1\ZMotion函數(shù)庫編程手冊 V2.1.pdf”。

　　2.PC編程，一般如果網(wǎng)口對控制器和工控機進行鏈接。網(wǎng)口鏈接函數(shù)接口是ZAux_OpenEth();如果鏈接成功，該接口會返回一個鏈接句柄。通過操作這個鏈接句柄可以實現(xiàn)對控制器的控制。

　　　　　　 三 實現(xiàn)IO動作與運動控制同步

　　1.C#開發(fā)實現(xiàn)IO動作與運動控制同步例程界面如下。

　　2.應用場景：激光切割的能量控制、激光打標的能量控制等運動過程中需要控制能量和速度同步的場合。

　　3.鏈接按鈕的事件處理函數(shù)中，調用鏈接控制器的接口函數(shù)ZAux_OpenEth()，與控制器進行鏈接,鏈接成功后啟動定時器監(jiān)控控制器的IO狀態(tài)。

    　　//鏈接控制器

    　　private void Link_Click(object sender, EventArgs e)

        　　{

            　　zmcaux.ZAux_OpenEth(IP_List.Text, out g_handle);

            　　if (g_handle != (IntPtr)0)

        　　{

            　　timer1.Enabled = true;

            　　//設置鏈接狀態(tài)按鈕

            　　status.BackColor = System.Drawing.Color.Green;

            　　status.Text = "已鏈接";

        　　}

        　　    else

        　　{

            　　MessageBox.Show("控制器鏈接失敗，請檢測IP地址!", "警告");

            　　//設置鏈接狀態(tài)按鈕

            　　status.BackColor = System.Drawing.Color.Red;

            　　status.Text = "已斷開";

        　　}

    　　}

　　4.通過定時器監(jiān)控控制器的AD/DA的狀態(tài)信息。

　　//定時器1

　　private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)

　　{

    　　//AD狀態(tài)監(jiān)控

    　　zmcaux.ZAux_Direct_GetAD(g_handle, 0, ref AIN_Status[0]);

    　　AIN_Status[0] = AIN_Status[0] / 4096 * 10;

    　　AD0.Text = "ADO：" + Convert.ToDouble(AIN_Status[0]).ToString("0.00") + "v";

    　　zmcaux.ZAux_Direct_GetAD(g_handle, 1, ref AIN_Status[1]);

    　　AIN_Status[1] = AIN_Status[1] / 4096 * 10;

    　　AD1.Text = "AD1：" + Convert.ToDouble(AIN_Status[1]).ToString("0.00") + "v";

    　　//DA狀態(tài)監(jiān)控

    　　zmcaux.ZAux_Direct_GetDA(g_handle, 0, ref AOUT_Status[0]);

    　　AOUT_Status[0] = AOUT_Status[0] / 4096 * 10;

    　　DA0.Text = " " + Convert.ToDouble(AOUT_Status[0]).ToString("0.00") + "v";

    　　zmcaux.ZAux_Direct_GetDA(g_handle, 1, ref AOUT_Status[1]);

    　　AOUT_Status[1] = AOUT_Status[1] / 4096 * 10;

    　　DA1.Text = " " + Convert.ToDouble(AOUT_Status[1]).ToString("0.00") + "v";

　　}

　　5.通過DA設置的生效按鈕的事件處理函數(shù)來設置模擬量輸出。

　　//設置DA0

　　    private void SetDA0_Click(object sender, EventArgs e)

　　{

    　　float DA0_Num = 0;

    　　DA0_Num = (float)Convert.ToDouble(DA0_data.Text.ToString());

    　　DA0_Num = DA0_Num / 10 * 4096;

    　　//Console.WriteLine(DA0_Num);

    　　zmcaux.ZAux_Direct_SetDA(g_handle, 0, DA0_Num);

　　}

    　　//設置DA1

    　　private void SetDA1_Click(object sender, EventArgs e)

　　{

    　　float DA1_Num = 0;

    　　DA1_Num = (float)Convert.ToDouble(DA1_data.Text.ToString());

    　　DA1_Num = DA1_Num / 10 * 4096;

    　　//Console.WriteLine(DA1_Num);

    　　zmcaux.ZAux_Direct_SetDA(g_handle, 1, DA1_Num);

　　}

　　6.通過測試按鈕啟動測試函數(shù)，設置運動的前瞻參數(shù)，然后控制X和Y軸進行連續(xù)插補運動，走出A-B-C-D-E-A的軌跡。

　　//測試按鈕

　　private void TestBotton_Click(object sender, EventArgs e)

　　{

        　　int[] AxisList = new int[2];

        　　float[] DisList = new float[2];

        　　float[] flag = new float[1];

        　　flag[0] = 1;

        　　AxisList[0] = 0;

        　　AxisList[1] = 1;

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetTable(g_handle, 0, 1, flag);

        　　//軸坐標清零

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, 0, 0);

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, 1, 0);

        　　//設置軸參數(shù)(插補運動設置主軸參數(shù)即可)

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, 0, 100); //速度

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, 0, 2000); //加速度

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, 0, 2000); //減速度

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetSramp(g_handle, 0, 50); //S曲線時間

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetMerge(g_handle, 0, 1); //打開連續(xù)插補

        　　//設置運動前瞻參數(shù)

        　　//拐角減速

        　　int mode = 0;

        　　mode = mode + 2;

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetCornerMode(g_handle, 0, mode);

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetDecelAngle(g_handle, 0, (float)(45 * Math.PI / 180));

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetStopAngle(g_handle, 0, (float)(135 * Math.PI / 180));

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetForceSpeed(g_handle, 0, 50);

        　　//小圓限速

        　　mode = mode + 8;

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetCornerMode(g_handle, 0, mode);

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetFullSpRadius(g_handle, 0, 120);

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetForceSpeed(g_handle, 0, 50);

        　　//觸發(fā)ZDevelop上的示波器采集圖像

        　　zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle);

        　　//運行到點B

        　　DisList[0] = 100;

        　　DisList[1] = 100;

        　　zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 2, AxisList, DisList);

        　　//運行到點C

        　　zmcaux.ZAux_Direct_MoveCirc2Abs(g_handle, 2, AxisList, 160, 80, 200, 0);

        　　//運行到點D

        　　zmcaux.ZAux_Direct_MoveCirc2Abs(g_handle, 2, AxisList, 240, -80, 300, -100);

        　　//運行到點E

        　　DisList[0] = 300;

        　　DisList[1] = -150;

        　　zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 2, AxisList, DisList);

        　　//運行到點A

        　　DisList[0] = 0;

        　　DisList[1] = 0;

        　　zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 2, AxisList, DisList);

        　　zmcaux.ZAux_Direct_MoveTable(g_handle, 0, 0, 0);

　　}

　　7.因為Windows系統(tǒng)不是實時操作系統(tǒng)，實時性不高。所以需要通過ZDevelop軟件寫一個Basic的程序用于實時監(jiān)控插補運動的速度變化然后更新PWM的占空比設置和模擬量輸出。Basic程序如下：

'eci2820有3個線程，線程號分別是0、1、2runtask 1,lable_scan '開啟線程1，運行實時掃描程序

  end

 lable_scan:dim temp

  WHILE 1

  ifTABLE(0) and VP_SPEED( 0)<>temp

  then

  'VP_SPEED表示軸插補運動實時的合速度

   AOUT(0) = 10*VP_SPEED(0)  '實時更新模擬量輸出的值

  PWM_DUTY( 0)=VP_SPEED( 0)/ 100 '實時更新PWM的占空比

  temp=VP_SPEED(0)

  ?"插補運動合速度為：",VP_SPEED(0)

  ?"PWM0 的占空比為 ：",PWM_DUTY(0)*100,"%"

  endif

  WEND

 end

四 調試與監(jiān)控

　　編譯運行例程，同時連接ZDevelop軟件進行調試，對控制器狀態(tài)進行監(jiān)控。

　　1.控制器狀態(tài)監(jiān)控。

　　2.模擬量輸出與PWM輸出和運動速度的同步。

　　模擬激光加工的相關工藝，走下圖軌跡從A點(0,0)進行插補運動到B點(100,100),在B點處走1/4圓到點C(200,0)接著在走1/4圓到點D(300，-100)，最后進行直線插補運動經(jīng)過點E(300，-150)然后運動到點A(0,0)。

　　因為設置了一些前瞻參數(shù)，在不同角度運動的速度是不一樣的。但是想要保證在每點的激光量要一致，所以要實現(xiàn)模擬量輸出或PWM的占空比要和速度保持步。

　    本次，正運動技術EtherCAT運動控制卡的PWM與模擬量輸出和運動速度的同步，就分享到這里。

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