上節(jié)課程給大家介紹了ZMC432CL-V2硬件接口(詳情點擊→步進的光柵尺全閉環(huán)EtherCAT運動控制器ZMC432CL-V2(一)：硬件接口介紹)，本節(jié)主要講解如何通過RTSys開發(fā)軟件調(diào)試ZMC432CL-V2的脈沖閉環(huán)功能。

　　一、ZMC432CL-V2產(chǎn)品簡介

　　ZMC432CL-V2高性能多軸運動控制器是一款兼容EtherCAT總線和脈沖型的獨立式運動控制器，具備高速實時反饋功能，支持脈沖全閉環(huán)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高響應速度的運動控制。高精度定位，有效消除機械傳動誤差，滿足高精密加工場景應用要求。

　　1.ZMC432CL-V2硬件功能

　　(1)豐富的運動控制功能：支持直線、圓弧、空間圓弧、螺旋插補等。(2)硬件接口豐富：支持脈沖軸(帶編碼器反饋)和EtherCAT總線軸，具備24路輸入和12路輸出的通用IO，部分為高速IO，2路模擬量輸出(DA)。(3)EtherCAT刷新周期最快達250us，滿足高速通信需求。(4)支持4通道硬件比較輸出、硬件定時器、運動中精準輸出，適用于多通道視覺飛拍等場合。(5)支持掉電檢測、掉電存儲，多種程序加密方式，能夠有效防止系統(tǒng)故障，保護項目工程文件數(shù)據(jù)，并提高系統(tǒng)的可靠性。(6)通過純國產(chǎn)IDE開發(fā)環(huán)境RTSys進行項目開發(fā)，可實時仿真、在線跟蹤以及診斷與調(diào)試，簡便易用，支持多種高級上位機語言聯(lián)合編程進行二次開發(fā)。

　　ZMC432CL-V2產(chǎn)品介紹視頻

　　更多關于ZMC432CL-V2詳情介紹點擊→步進控制的光柵尺全閉環(huán)解決方案：32軸EtherCAT總線運動控制器ZMC432CL-V2。

　　二、RTSys調(diào)試ZMC432CL-V2的脈沖閉環(huán)功能

　　1.新建RTSys的項目文件

　　點擊【文件】→【新建工程】→【輸入文件名】→【保存】。

　　2.新建RTBasic文件和RTHmi文件點擊【新建】→【選擇Basic/Hmi】→【確定】，完成Basic和Hmi文件的創(chuàng)建，其中Basic文件用于運動邏輯的編寫，Hmi文件用于人機交互界面的設計。右擊【工程視圖】下的HMI文件名稱，在彈出的選項框中選擇【設置任務號】，并將其設置為0，表示控制器啟動后將一任務0去執(zhí)行Hmi文件程序。

　　3.在BasicMain.bas文件里面編寫系統(tǒng)初始化函數(shù)和周期掃描函數(shù)

　　·

　　'/****************************************************************************'任務編號：無'函數(shù)功能：系統(tǒng)初始化'Input：無'Output：無 '返回值：無'備注：無 '******************************************************************************/GLOBAL SUB SysInit() '測試固件信息 ?"測試固件信息：ver 24.8.28 : "version_build, "SERVO_PERIOD: "SERVO_PERIOD '軸分配 GLOBAL CONST TestAxisId=0 '線程分配 GLOBAL CONST IntCycleTask=1 GLOBAL CONST OtherTask=2 '其他變量 GLOBAL gvCLStstus,gv_HandMode GLOBAL gv_P,gv_I,gv_D GLOBAL gv_VF,gv_AF,gv_OV '軸初始化參數(shù) GLOBAL gv_Speed,gv_Accel,gv_Decel GLOBAL gv_Sramp,gv_Inch GLOBAL gv_Units GLOBAL gv_mpos,gv_input GLOBAL VpMode '*********************軸參數(shù)初始化********************* gv_Units=2000 gv_mpos =4000 gv_input=-20043 gvCLStstus=0 gv_Speed=2 gv_Accel=100 gv_Decel=100 gv_Sramp=0 gv_Inch=1 gv_HandMode=0 VpMode=0 '**********************系統(tǒng)初始化********************** RAPIDSTOP(2) '停止所有軸 WAIT IDLE DELAY(100) DATUM(0) '清除軸報警 WAIT IDLE '**********************軸參數(shù)初始化********************* BASE(TestAxisId) '關閉閉環(huán)功能 SERVO=OFF ENCODER_SERVO=OFF '關閉閉環(huán)功能后要遠程ATYPE從0到4的切換 ATYPE = 0 DELAY(100) ATYPE = 4 '軸坐標清零 DPOS=0 MPOS=0 '更新軸參數(shù) UpDataAxisPara() '更新PID參數(shù) UpDatePid(0) ENDSUB'/*****************************************************************************'任務編號：無'函數(shù)功能：Hmi掃描函數(shù)'Input：無'Output：無 '返回值：無'備注：無 '******************************************************************************/GLOBAL SUB SysScan() '更新閉環(huán)狀態(tài) IF SERVO(TestAxisId) = ON AND ENCODER_SERVO(TestAxisId)=ON THEN gvCLStstus=1 ELSE gvCLStstus=0 ENDIFENDSUB

　　4.組態(tài)人機界面Hmi文件的編輯先點擊【工程視圖】里面的Hmi.hmi文件，在彈出來的【屬性】窗口里面輸入【初始化函數(shù)】和【周期函數(shù)】的函數(shù)名。Hmi.hmi文件運行后會先執(zhí)行一次【初始化函數(shù)】一般完成系統(tǒng)的初始化操作，【初始化函數(shù)】運行完后Hmi.hmi文件會周期性的執(zhí)行【周期函數(shù)】和周期性的掃描Hmi界面上的按鈕等控件的操作情況。

　　點擊【控件箱】，可把控件箱里面的【控件】拖拽到Hmi窗口上進行人機界面的設計。

　　5.Hmi人機界面的按鈕如何調(diào)用Bas文件里面的函數(shù)

　　(1)點擊【全閉環(huán)開關】按鈕實現(xiàn)脈沖全閉環(huán)功能的開啟與關閉。

　　先在BasicMain.bas文件中新建函數(shù)來完成全閉環(huán)功能開關的邏輯程序。

　　·

　　'/*************************************************************************'任務編號：無'函數(shù)功能：全閉環(huán)功能切換'Input：Mode: 0 開關閉環(huán)功能 1：更新閉環(huán)Pid參數(shù)'Output：無 '返回值：無'備注：無 '**************************************************************************/GLOBAL SUB ClosedLoop(Mode) IF Mode=0 THEN IF gvCLStstus= 0 THEN '配置脈沖軸TestAxisId為全閉環(huán)的功能 '配置PID參數(shù) BASE(TestAxisId) P_Gain = gv_P 'P:比例增益 I_GAIN = gv_I 'I:積分增益 D_GAIN = gv_D 'D:微分增益 VFF_GAIN = gv_VF '速度反饋的前饋增益 AFF_GAIN = gv_AF '加速度反饋的前饋增益 OV_GAIN = gv_OV '速度增益 '打開閉環(huán)功能 AXIS_ENABLE = ON '單軸使能打開情況下，全閉環(huán)才有效果 ENCODER_SERVO = ON '0-不開啟(缺省). 1-開啟閉環(huán)功能 '重要，打開servo之前打開encoder_servo后 '要完成一次atype由0變?yōu)?的切換，否則會報axis:0 config not support Servo. '無法打開閉環(huán)控制，原因未知 ATYPE = 0 DELAY(20) ATYPE = 4 '脈沖輸出+正交編碼反饋 SERVO = ON '0-不開啟(缺省). 1-開啟閉環(huán)功能 DELAY(20) IF SERVO = ON THEN ?"閉環(huán)參數(shù)配置完成，閉環(huán)控制已打開" ELSE ?"閉環(huán)參數(shù)配置完成，閉環(huán)控制打開失敗，請檢查軸配置。" ENDIF ELSE BASE(TestAxisId) SERVO = OFF ENCODER_SERVO = OFF '關閉ENCODER_SERVO后需要完成一次 ATYPE從0到4的切換，保證閉環(huán)功能完全關閉 ATYPE = 0 DELAY(100) ATYPE = 4 ?"已關閉閉環(huán)控制開關(switch)，使用開環(huán)移動" ENDIF ELSEIF gvCLStstus=1 THEN '配置脈沖軸TestAxisId為全閉環(huán)的功能 BASE(TestAxisId) P_Gain = gv_P 'P:比例增益 I_GAIN = gv_I 'I:積分增益 D_GAIN = gv_D 'D:微分增益 VFF_GAIN = gv_VF '速度反饋的前饋增益 AFF_GAIN = gv_AF '加速度反饋的前饋增益 OV_GAIN = gv_OV '速度增益 ?"PID參數(shù)已更新 " ENDIFENDSUB

　　點擊【全閉環(huán)開關】按鈕控件，在屬性界面的【點擊調(diào)用函數(shù)欄】輸入要調(diào)用的函數(shù)名即可，并且同時進行函數(shù)形參的傳遞。

　　(2)手動按鈕功能的實現(xiàn)。

　　先在BasicMain.bas文件中新建函數(shù)來完成手動按鈕的邏輯程序。

　　·

　　'/********************************************************************'任務編號：無'函數(shù)功能：寸動運動與測試'Input：Mode:1表示寸動運動，0表示手動運動 'Input：Dir:運動方向 1正向運動 -1負向運動 0停止運動'Output：無 '返回值：無'備注：無 '*********************************************************************/GLOBAL SUB InchAndSub(Mode,Dir) BASE(TestAxisId) SPEED = gv_Speed ACCEL = gv_Accel DECEL = gv_DEcel SRAMP = gv_Sramp IF Mode=1 THEN '寸動運動 MOVE(gv_Inch*Dir) AXIS(TestAxisId) ?"寸動運動" ELSE IF Dir=1 THEN '手動運動 正方向 MOVEABS(FS_LIMIT(TestAxisId)) ELSEIF Dir=-1 THEN '手動運動 負方向 MOVEABS(RS_LIMIT(TestAxisId)) ELSE '手動運動按鈕松開的時候停止軸運動 CANCEL(2) ENDIF ENDIFENDSUB

　　點擊【手動按鈕】相關控件，在屬性界面點擊【動作欄】選擇按下和松開的調(diào)用函數(shù)，在【動作函數(shù)名】和【松開調(diào)用函數(shù)】欄分別輸入按鈕按下和松開想要調(diào)用的函數(shù)，并輸入對應函數(shù)的形參(函數(shù)形參可以是立即數(shù)也可以是全局變量或者寄存器)。

　　6.下載程序測試代碼邏輯

　　點擊【連接】通過網(wǎng)口IP連接上控制器后，點擊【下載到RAM】(程序掉電不保存)或者【下載到ROM】(程序掉電保存)即可完成程序的下載。

　　點擊【工具】→【插件】→【Xplc Screen】即可在電腦上顯示人機界面，進行相關功能的測試。

　　三、通過RTSys示波器對比開環(huán)控制和全閉環(huán)控制的情況

　　示波器的使用可以參考正運動小助手的歷史推文《運動控制看的更清楚細致!RTSys示波器功能簡介》。

　　1.開環(huán)控制情況分析

　　測試發(fā)現(xiàn)步進驅(qū)動器的開環(huán)控制，運動過程中隨動誤差(規(guī)劃位置和光柵尺反饋位置的差值)一直維持在0.02個用戶單位左右(這里一個用戶單位即一個UNITS設置的是1mm)。當運動結(jié)束時光柵尺的反饋位置和指令規(guī)劃位置也不相等，大概差了0.0025個用戶單位，折算為脈沖數(shù)是0.0025*用戶單位=5個脈沖。2.閉環(huán)控制情況分析

　　測試發(fā)現(xiàn)步進驅(qū)動器的閉環(huán)控制，運動過程中隨動誤差(規(guī)劃位置和光柵尺反饋位置的差值)除了啟動和停止以外大部分保持在0個脈沖當量左右。

　　相比較開環(huán)控制有較大的提升，當運動結(jié)束時光柵尺的反饋位置和指令規(guī)劃位置也是相等的。

　　四、總結(jié)

　　1.啟用控制器閉環(huán)的時候要注意：在打開ENCODER_SERVO后，打開servo之前要完成一次ATYPE從0到4的切換，這樣才可以正常打開控制器閉環(huán)的功能。2.啟用控制器閉環(huán)同時還需要：打開單軸使能axis_enable，這樣才能保證控制器閉環(huán)的正常啟用。

　　·

　　'打開閉環(huán)功能BASE(TestAxisId) AXIS_ENABLE = ON '單軸使能打開情況下，全閉環(huán)才有效果ENCODER_SERVO = ON '0-不開啟(缺省). 1-開啟閉環(huán)功能'重要，打開servo之前打開encoder_servo后'要完成一次atype由0變?yōu)?的切換，否則會報axis：0 config not support Servo.ATYPE = 0DELAY(20)ATYPE=4 '脈沖輸出+正交編碼反饋SERVO = ON '0-不開啟(缺省). 1-開啟閉環(huán)功能DELAY (20)IF SERVO = ON THEN ?"閉環(huán)參數(shù)配置完成，閉環(huán)控制已打開，使用move指令移動，并在示波器中監(jiān)測運動參數(shù)。"ELSE ?"閉環(huán)參數(shù)配置完成，閉環(huán)控制打開失敗，請檢查軸配置。"ENDIF

　　3.為保證控制器閉環(huán)功能的完全關閉：在關閉ENCODER_SERVO后需要完成一次ATYPE從0到4的切換，這樣才能保證控制器閉環(huán)功能完全關閉。

　　·

　　BASE(TestAxisId)SERVO = OFFENCODER_SERVO =OFF'關閉ENCODER_SERV0后需要完成一次ATYPE從0到4的切換，保證閉環(huán)功能完全關閉ATYPE =0DELAY(100)ATYPE =4?"已關閉閉環(huán)控制開關(switch)，使用開環(huán)移動"

完整代碼獲取地址

▼

　　本次，正運動技術步進的光柵尺全閉環(huán)EtherCAT運動控制器ZMC432CL-V2(二)：RTSys編程調(diào)試，就分享到這里。

　　更多精彩內(nèi)容請關注“正運動小助手”公眾號，需要相關開發(fā)環(huán)境與例程代碼，請咨詢正運動技術銷售工程師：400-089-8936。

　　本文由正運動技術原創(chuàng)，歡迎大家轉(zhuǎn)載，共同學習，一起提高中國智能制造水平。文章版權歸正運動技術所有，如有轉(zhuǎn)載請注明文章來源。