XPCIE1032H功能簡介

　　XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT總線運動控制卡，可選6-64軸運動控制，支持多路高速數(shù)字輸入輸出，可輕松實現(xiàn)多軸同步控制和高速數(shù)據(jù)傳輸。XPCIE1032H集成了強大的運動控制功能，結合MotionRT7運動控制實時軟核，解決了高速高精應用中，PC Windows開發(fā)的非實時痛點，指令交互速度比傳統(tǒng)的PCI/PCIe快10倍。

　　XPCIE1032H支持PWM，PSO功能，板載16進16出通用IO口，其中輸出口全部為高速輸出口，可配置為4路PWM輸出口或者16路高速PSO硬件比較輸出口。輸入口含有8路高速輸入口，可配置為4路高速色標鎖存或兩路編碼器輸入。

　　XPCIE1032H搭配MotionRT7實時內核，使用本地LOCAL接口連接，通過高速的核內交互，可以做到更快速的指令交互，單條指令與多條指令一次性交互時間可以達到3-5us左右。

　　?XPCIE1032H與MotionRT7實時內核的配合具有以下優(yōu)勢：

　　1.支持多種上位機語言開發(fā)，所有系列產品均可調用同一套API函數(shù)庫;

　　2.借助核內交互，可以快速調用運動指令，響應時間快至微秒級，比傳統(tǒng)PCI/PCIe快10倍;

　　3.解決傳統(tǒng)PCI/PCIe運動控制卡在Windows環(huán)境下控制系統(tǒng)的非實時性問題;

　　4.支持一維/二維/三維PSO(高速硬件位置比較輸出)，適用于視覺飛拍、精密點膠和激光能量控制等應用;

　　5.提供高速輸入接口，便于實現(xiàn)位置鎖存;

　　6.支持EtherCAT總線和脈沖輸出混合聯(lián)動、混合插補。

　　?使用XPCIE1032H和MotionRT7進行項目開發(fā)時，通常需要進行以下步驟：

　　1.安裝驅動程序，識別XPCIE1032H;

　　2.打開并執(zhí)行文件“MotionRT710.exe”，配置參數(shù)和運行運動控制實時內核;

　　3.使用ZDevelop軟件連接到控制器，進行參數(shù)監(jiān)控。連接時請使用PCI/LOCAL方式，并確保ZDevelop軟件版本在3.10以上;

　　4.完成控制程序開發(fā)，通過LOCAL鏈接方式連接到運動控制卡，實現(xiàn)實時運動控制。

　　?與傳統(tǒng)PCI/PCIe卡和PLC的測試數(shù)據(jù)結果對比：

　　我們可以從測試對比結果看出，XPCIE1032H運動控制卡配合實時運動控制內核MotionRT7，在LOCAL鏈接(核內交互)的方式下，指令交互的效率是非常穩(wěn)定，當測試數(shù)量從1w增加到10w時，單條指令交互時間與多條指令交互時間波動不大，非常適用于高速高精的應用。XPCIE1032H控制卡安裝

　　§關閉計算機電源。

　　§打開計算機機箱，選擇一條空閑的XPCIE卡槽，用螺絲刀卸下相應的擋板條。

　　§ 將運動控制卡插入該槽，擰緊擋板條上的固定螺絲。

　　XPCIE1032H驅動安裝與建立連接參考往期文章EtherCAT超高速實時運動控制卡XPCIE1032H上位機C#開發(fā)(一)：驅動安裝與建立連接。

　　一、C#語言進行運動控制項目開發(fā)

　　1.到正運動技術官網的下載中心選擇需要的平臺庫文件。

　　庫文件下載地址：http://www.zmotion.com.cn/download_list_21.html

　　2.解壓下載的安裝包找到“ Zmcaux.cs ”，“ zauxdll.dll ”，“ zmotion.dll ”放入到項目文件中。

       (1)“Zmcaux.cs”放在項目根目錄文件中，與bin目錄同級。

　　(2)“zauxdll.dll”，“zmotion.dll”放在bin → Debug。

　　3.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。

　　4.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。

　　二、PC函數(shù)介紹

　　相關PC函數(shù)介紹詳情可參考“ZMotion PC函數(shù)庫編程手冊 V2.1.1”。

　　在form設計界面找到需要用到的控件拖拽到窗體中進行UI界面設計，效果如下。

　　三、相關程序以及設計思路

　　本次設計操作步驟相應的流程圖如下：

　　本例程以運動控制卡XPLCIE1032H搭載MotionRT7實時內核，通過EthereCAT總線口接節(jié)點0(匯川驅動器-0軸)，節(jié)點1(正運動擴展模塊EIO16084)1-4軸映射為總線軸為例：

　　注意：在總線初始化basic程序，驅動器PDO不能設置為-1，因為該PDO列表不含數(shù)據(jù)字典6060，不支持驅動器回零。

　　關于pdo列表的配置詳細說明，可以查閱basic編程手冊，搜索DRIVE_PROFILE指令。

　　1、初始化程序執(zhí)行后，通過ZAux_Direct_GetUserVar函數(shù)接口，可以讀取basic程序自定義的變量。

　　本節(jié)案例獲取的是總線初始化映射軸數(shù)量、總線初始化起始軸號和總線初始化完成狀態(tài)。下圖是事先編輯好的basic程序的自定義變量。

　　使用定時器將總線軸數(shù)量，總線起始軸號，初始化狀態(tài)等總線初始化信息進行獲取更新。

　　·

　　//讀取basic程序自定義變量--總線初始化的總軸數(shù)zmcaux.ZAux_Direct_GetUserVar(g_handle, "Bus_TotalAxisnum", ref EcatAxisNum);//讀取basic程序自定義變量--總線初始化的總線起始軸號zmcaux.ZAux_Direct_GetUserVar(g_handle, "Bus_AxisStart", ref EcatStartAxisNum);//讀取basic程序自定義變量--總線初始化的初始化狀態(tài)zmcaux.ZAux_Direct_GetUserVar(g_handle, "Bus_InitStatus", ref EcatInitStatus)

　　2、使用RTsys軟件，點擊軟件菜單欄的幫助→Zbasic幫助→搜索，搜索DATUM指令,選擇回零模式并設置回零模式對應的參數(shù)。假設回零模式選擇的是13，需要設置原點開關、限位開關、回零速度(SPEED)和爬行速度(CREEP)。該模式進行回零時軸以SPEED速度正向運行，碰到限位開關會反向查找原點。找到原點后以CREEP速度反向爬行，直到離開原點。

　　private void Controllers_DatumPara_Button_Click(object sender, EventArgs e){ if (g_handle == (IntPtr)0) { MessageBox.Show("未連接到控制器!", "提示"); } else { //軸基本參數(shù)設置,控制器回零的速度是SPEED AxisParaSet(); int[] ret = new int[7]; //設置回零爬行速度 ret[0] = zmcaux.ZAux_Direct_SetCreep(g_handle, MoveAxis, Convert.ToSingle(Datum_Creep_Value.Text)); //配置原點信號。ZMC系列默認OFF時信號有效,常開傳感器需要反轉輸入口為ON ret[1] = zmcaux.ZAux_Direct_SetDatumIn(g_handle, MoveAxis, Convert.ToInt32(DatumIO_Value.Text)); ret[2] = zmcaux.ZAux_Direct_SetInvertIn(g_handle, Convert.ToInt32(DatumIO_Value.Text), 1); //正硬限位IO設置 ret[3] = zmcaux.ZAux_Direct_SetFwdIn(g_handle, MoveAxis, Convert.ToInt32(FWD_IO_Value.Text)); ret[4] = zmcaux.ZAux_Direct_SetInvertIn(g_handle, Convert.ToInt32(FWD_IO_Value.Text), 1); //負硬限位IO設置 ret[5] = zmcaux.ZAux_Direct_SetRevIn(g_handle, MoveAxis, Convert.ToInt32(REV_IO_Value.Text)); ret[6] = zmcaux.ZAux_Direct_SetInvertIn(g_handle, Convert.ToInt32(REV_IO_Value.Text), 1); //設置控制器回零模式 Controllers_DatumMode = Convert.ToInt32(Controllers_DatumMode_Value.Text); //定義臨時的變量記錄各個函數(shù)的返回值 int FinalRet = -1; for(int i = 0; i < 7; ++i) { FinalRet *= ret[i]; } if (FinalRet == 0) //說明所有函數(shù)的返回值都是0,回零等參數(shù)均設置成功 { MessageBox.Show("控制器回零參數(shù)設置成功!", "提示"); } else { MessageBox.Show("控制器回零參數(shù)設置失敗!", "提示"); } }}

　　3、使用ZAux_Direct_Single_Datum函數(shù)，函數(shù)語法如下：語法：ZAux_Direct_Single_Datum(連接句柄，軸號，控制器回零模式)選擇回零的軸號，模式以及設置完參數(shù)，確認參數(shù)按鈕然后點擊回零按鈕，此時軸以控制器回零參數(shù)進行回零。

　　·

　　private void Controllers_Datum_Button_Click(object sender, EventArgs e){ if (g_handle == (IntPtr)0) { MessageBox.Show("未連接到控制器!", "提示"); return; } int ret = -1; //觸發(fā)示波器 zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle); //控制器回零 ret = zmcaux.ZAux_Direct_Single_Datum(g_handle, MoveAxis, Controllers_DatumMode); if(ret != 0) { MessageBox.Show("控制器回零啟動失敗!", "提示"); } else { MessageBox.Show("控制器回零啟動成功!", "提示"); }}

　　4、查閱驅動器手冊→回零模式介紹，選擇驅動器支持的回零模式(數(shù)據(jù)字典6098)，然后設置該回零模式的回零高速，回零低速等參數(shù)。

　　在本次例程選擇的是模式19，開始回零時原點開關(HW)為0，以設置的回零高速Speed(50units/s)正向開始回零，遇到原點開關(HW)為1后以回零低速Creep(20units/s)反向爬行，直到原點開關(HW)為0時停機，回零完成。

　　private void Drivers_DatumPara_Button_Click(object sender, EventArgs e){ if (g_handle == (IntPtr)0) { MessageBox.Show("未連接到控制器!", "提示"); return; } int ret1, ret2, ret3; //設置驅動器回零高速 ret1 = zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, MoveAxis, Convert.ToSingle(Datum_HighSpeed_Value.Text)); //設置驅動器回零低速 ret2 = zmcaux.ZAux_Direct_SetCreep(g_handle, MoveAxis, Convert.ToSingle(Datum_LowSpeed_Value.Text)); //設置驅動器回零偏移 ret3 = zmcaux.ZAux_BusCmd_SetDatumOffpos(g_handle, (uint)MoveAxis, Convert.ToSingle(Datum_OffSet_Value.Text)); //設置驅動器回零模式 Drivers_DatumMode = Convert.ToInt32(Drivers_DatumMode_Value.Text); if (ret1 == 0 && ret2 == 0 && ret3 == 0) { MessageBox.Show("驅動器回零參數(shù)設置成功!", "提示"); } else { MessageBox.Show("驅動器回零參數(shù)設置失敗!", "提示"); }}

　　5、使用ZAux_BusCmd_Datum函數(shù)，函數(shù)語法如下:語法：ZAux_BusCmd_Datum(連接句柄，軸號，驅動器回零模式)選擇回零的軸號，模式以及設置完參數(shù)，確認參數(shù)按鈕然后點擊回零按鈕，此時軸以驅動器回零參數(shù)進行回零。

　　·

　　·

　　private void Drivers_Datum_Button_Click(object sender, EventArgs e){ if (g_handle == (IntPtr)0) { MessageBox.Show("未連接到控制器!", "提示"); return; } int ret = -1; //觸發(fā)示波器 zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle); //驅動器回零 ret = zmcaux.ZAux_BusCmd_Datum(g_handle, (uint)MoveAxis, (uint)Drivers_DatumMode); if (ret != 0) { MessageBox.Show("驅動器回零啟動失敗!", "提示"); } else { MessageBox.Show("驅動器回零啟動成功!", "提示"); }}

　　四、運行效果

　　打開RTsys編程軟件，通過Local連接到控制器，同步上位機的軸等等參數(shù)。然后在工具欄→示波器界面，打開示波器觀察波形。

　　選擇好數(shù)據(jù)源和編號，點擊啟動;在上位機界面點擊回零按鈕，回到RTsys軟件點擊手動觸發(fā)，觀察對應回零模式的波形。

　　⊙控制器回零：以模式13(軸以SPEED速度正向運行，碰到限位開關會反向查找原點。找到原點后以Creep速度反向爬行，直到離開原點)為例，抓取的圖形如下。

　　⊙總線驅動器回零：查閱驅動器手冊，選擇驅動器支持的回零模式。

　　這里以模式19為例，回零啟動時，原點信號為0，以回零高速(50units/s)正向回零運行;當原點信號為1時以回零低速Creep(20units/s)反向爬行;再次遇到下降沿將停機,回零完成。

完整代碼獲取地址

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　　本次，正運動技術EtherCAT驅動器回零與控制器回零：EtherCAT超高速實時運動控制卡XPCIE1032H上位機C#開發(fā)(九)，就分享到這里。

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