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運動控制卡

EtherCAT運動控制卡的硬件接線與C#的硬件外設讀寫與回零運動

發布日期：2022-10-09 點擊率：105

  • 關鍵詞：正運動技術,EtherCAT,運動控制卡


  • 摘要：今天，正運動技術為大家分享一下《EtherCAT運動控制卡的硬件接線與C#的硬件外設讀寫與回零運動》。在正式學習之前，我們先了解一下正運動技術的運動控制卡ECI2618和ECI2828。這兩款產品分別是6軸，8軸運動控制卡。


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今天，正運動技術為大家分享一下《EtherCAT運動控制卡的硬件接線與C#的硬件外設讀寫與回零運動》。在正式學習之前，我們先了解一下正運動技術的運動控制卡ECI2618和ECI2828。這兩款產品分別是6軸，8軸運動控制卡。


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ECI2618支持6軸脈沖輸入與編碼器反饋，板載24點輸入，16點輸出，2AD，2DA，支持手輪接口，其中特定輸出口支持高速PWM控制。


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ECI2828支持8軸總線型輸入與編碼器反饋，板載24點輸入，16點輸出，2路AD，2路DA，支持手輪接口，其中特定輸出口支持高速PWM控制。 


ECI2618，ECI2828均使用同一套API函數，均支持C、C++、C#、LabVIEW、Python、Delphi等開發語言，支持VC6.0、VB6.0、Qt、.Net等平臺，支持Windows、Linux、WinCE、iMac等操作系統。


接下來，進入正題。本節我們主要講EtherCAT運動控制卡之ECI2820如何使用C#進行回零運動以及控制器外設信息讀寫功能。


一ECI2828運動控制卡硬件介紹


ECI2828系列控制卡支持多達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、機械手指令等；采用優化的網絡通訊協議可以實現實時的運動控制。


ECI2828系列運動控制卡支持以太網，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++，C#等軟件來開發，程序運行時需要動態庫 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。


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ECI2828系列運動控制卡可搭配ZCAN擴展模塊通過CAN總線協議的使用的CAN總線遠程擴展模塊。當IO、AIO、軸等資源不夠的時候，可增加ZCAN擴展模塊使用，以擴展IO端口、AIO端口、軸接口數量。以下是幾種擴展板的接口示意圖。


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二C#語言進行運動控制開發


1.新建WinForm項目并添加函數庫


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


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


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（3）找到廠家提供的光盤資料里面的C#函數庫，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”文件夾，并點擊進入。


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B、選擇“函數庫2.1”文件夾。


C、選擇“Windows平臺”文件夾。


D、根據需要選擇對應的函數庫這里選擇64位庫。


E、解壓C#的壓縮包,里面有C#對應的函數庫。


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F、函數庫具體路徑如下。


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（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。


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B、將zaux.dll和zmotion.dll文件放入bindebug文件夾中。


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（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。  


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


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至此項目新建完成，可進行C#項目開發。


2.查看PC函數手冊


A、PC函數手冊也在光盤資料里面，具體路徑如下：“光盤資料8.PC函數函數庫2.1Motion函數庫編程手冊 V2.1.pdf”。


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B、PC編程，一般如果網口對控制器和工控機進行鏈接。網口鏈接函數接口是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對控制器的控制。


ZAux_OpenEth()接口說明：


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項目應用截圖：


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C、使用回零運動相關的指令操作鏈接句柄“g_handle”，對控制器進行回零運動控制以及各類外設接口的讀取，回零運動相關的指令如下。


回零運動指令：


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模擬量輸入AD讀取指令：


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模擬量輸出DA讀取指令：


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設置回零信號點，正限位信號點，負限位信號點:


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3.C#進行回零運動開發


（1）回零運動控制人機交互界面如下。


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（2）例程簡易流程圖。


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（3）在Form1的構造函數中調用接口ZAux_OpenEth（），使在系統初始化的時候自動鏈接控制器。


public Form1()

{

      InitializeComponent();

      //鏈接控制器

      zmcaux.ZAux_OpenEth("192.168.0.11", out g_handle);

      if (g_handle != (IntPtr)0)

      {

          MessageBox.Show("控制器鏈接成功!", "提示");

          timer1.Enabled = true;

      }

      else

      {

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

      }

}

（4）通過定時器更新控制器軸狀態：當前坐標、外設信息等等。


//定時器

private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)

{

      int[] runstate = new int[4]; 

      float[] curpos = new float[4];

      float adValue = 0;

      float daValue = 0;

      int axisstate = 0;

      int canstatus = 0;

      for (int i = 0; i<4; i++)

      {

        //獲取軸運動狀態以及當前位置

        zmcaux.ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, i, ref runstate[i]);

        zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(g_handle, i, ref curpos[i]);

      }

    

      canstatus = CanioStatus();

      if (canstatus == 0)

        label_CanStatus.Text = "can擴展板狀態：斷開 ";

      else

        label_CanStatus.Text = "can擴展板狀態：正常 ";

    

      label_X.Text = "X " + Convert.ToString(runstate[0] == 0 ? " 運行中 " : " 停止中 ") + curpos[0];

      label_Y.Text = "Y " + Convert.ToString(runstate[1] == 0 ? " 運行中 " : " 停止中 ") + curpos[1];

      label_Z.Text = "Z " + Convert.ToString(runstate[2] == 0 ? " 運行中 " : " 停止中 ") + curpos[2];

      label_R.Text = "R " + Convert.ToString(runstate[3] == 0 ? " 運行中 " : " 停止中 ") + curpos[3];

    

      //掃描模擬量大小

      zmcaux.ZAux_Direct_GetAD(g_handle, Convert.ToInt32(textBox_AD.Text), ref adValue);

      zmcaux.ZAux_Direct_GetDA(g_handle, Convert.ToInt32(textBox_DA.Text), ref daValue);

      label_AD.Text = "AD大小：" + Convert.ToString(adValue);

      label_DA.Text = "DA大小：" + Convert.ToString(daValue);

      

      //掃描軸狀態

      zmcaux.ZAux_Direct_GetAxisStatus(g_handle, nAxis, ref axisstate);

      if (axisstate == 0)

      {

        label_AxisStatus.Text = "軸狀態：正  常";

      }

      else if (((axisstate >> 4) & 1) == 1)

      {

        label_AxisStatus.Text = "軸狀態：正向硬限位報警！";

      }

      else if (((axisstate >> 5) & 1) == 1)

      {

        label_AxisStatus.Text = "軸狀態：負向硬限位報警！";

      }

      else if (((axisstate >> 22) & 1) == 1)

      {

        label_AxisStatus.Text = "軸狀態：伺服報警！";

      }

} 

（5）通過回零按鈕的事件處理函數來設置軸參數并開始運動。


//回零運動

private void button_home_Click(object sender, EventArgs e)  

{

      if (g_handle == (IntPtr)0)

      {

        MessageBox.Show("未鏈接到控制器!", "提示");

      }

      else

      {

        //設置軸參數

        zmcaux.ZAux_Direct_SetAtype(g_handle, nAxis, 7);        //可以用于Z相回零

        zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, nAxis, Convert.ToSingle(TextBox_units.Text));

        zmcaux.ZAux_Direct_SetLspeed(g_handle, nAxis, Convert.ToSingle(TextBox_lspeed.Text));

        zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, nAxis, Convert.ToSingle(TextBox_speed.Text));

        zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, nAxis, Convert.ToSingle(TextBox_accel.Text));

        zmcaux.ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, nAxis, Convert.ToSingle(TextBox_decel.Text));

        zmcaux.ZAux_Direct_SetCreep(g_handle, nAxis, Convert.ToSingle(TextBox_creep.Text));

    

        zmcaux.ZAux_Direct_SetDatumIn(g_handle, nAxis, Convert.ToInt32(TextBox_homeio.Text)); //配置原點信號。ECI系列默認ON時信號有效，常開傳感器需要反轉輸入口為OFF

        zmcaux.ZAux_Direct_Single_Datum(g_handle, nAxis, home_mode);

      }

}

（6）通過停止按鈕的事件處理函數來停止插補運動。


//停止運動

private void Stop_Click(object sender, EventArgs e)

{

      if (g_handle == (IntPtr)0)

      {

          MessageBox.Show("未鏈接到控制器!", "提示");

      }

      else

      {

          zmcaux.ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle, nAxis, 2);

      }

}

（7）通過參數設置按鈕的事件處理函數來設置外設參數以及軸參數運動。


//參數設置

private void button_Para_Click(object sender, EventArgs e)

{

      //設置參數

      zmcaux.ZAux_Direct_SetDA(g_handle,Convert.ToInt32(textBox_DA.Text),(float)Convert.ToDouble(textBox_DaValue.Text));

      zmcaux.ZAux_Direct_SetFwdIn(g_handle,nAxis,Convert.ToInt32(textBox_Fwd.Text));

      zmcaux.ZAux_Direct_SetRevIn(g_handle,nAxis,Convert.ToInt32(textBox_Rev.Text));

    

      //設置軸參數

      zmcaux.ZAux_Direct_SetAtype(g_handle, nAxis, 7);        //可以用于Z相回零

      zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle,nAxis,Convert.ToSingle(TextBox_units.Text));

      zmcaux.ZAux_Direct_SetLspeed(g_handle,nAxis,Convert.ToSingle(TextBox_lspeed.Text));

      zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle,nAxis,Convert.ToSingle(TextBox_speed.Text));

      zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle,nAxis,Convert.ToSingle(TextBox_accel.Text));

      zmcaux.ZAux_Direct_SetDecel(g_handle,nAxis,Convert.ToSingle(TextBox_decel.Text));

      zmcaux.ZAux_Direct_SetCreep(g_handle,nAxis,Convert.ToSingle(TextBox_creep.Text));

      zmcaux.ZAux_Direct_SetDatumIn(g_handle,nAxis,Convert.ToInt32(TextBox_homeio.Text)); //配置原點信號。ECI系列默認ON時信號有效，常開傳感器需要反轉輸入口為OFF

}

4.調試與監控


編譯運行例程，同時連接ZDevelop軟件進行調試，對運動控制的軸參數和運動情況進行監控。


（1）連接ZDevelop軟件，并點擊“視圖”→“示波器”打開示波器對軸運動情況進行監控。


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（2）運行上位機軟件進行調試監控。


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（3）Zdevelop連接擴展板狀態顯示。


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本次，正運動技術EtherCAT運動控制卡的硬件接線與C#的硬件外設讀寫與回零運動，就分享到這里。


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