• 關(guān)鍵詞：正運(yùn)動技術(shù),EtherCAT,運(yùn)動控制卡

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• 摘要：今天，正運(yùn)動技術(shù)為大家分享一下《EtherCAT運(yùn)動控制卡的硬件接線與C#的硬件外設(shè)讀寫與回零運(yùn)動》。在正式學(xué)習(xí)之前，我們先了解一下正運(yùn)動技術(shù)的運(yùn)動控制卡ECI2618和ECI2828。這兩款產(chǎn)品分別是6軸，8軸運(yùn)動控制卡。

今天，正運(yùn)動技術(shù)為大家分享一下《EtherCAT運(yùn)動控制卡的硬件接線與C#的硬件外設(shè)讀寫與回零運(yùn)動》。在正式學(xué)習(xí)之前，我們先了解一下正運(yùn)動技術(shù)的運(yùn)動控制卡ECI2618和ECI2828。這兩款產(chǎn)品分別是6軸，8軸運(yùn)動控制卡。

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

ECI2828支持8軸總線型輸入與編碼器反饋，板載24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)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(shù)，均支持C、C++、C#、LabVIEW、Python、Delphi等開發(fā)語言，支持VC6.0、VB6.0、Qt、.Net等平臺，支持Windows、Linux、WinCE、iMac等操作系統(tǒng)。

接下來，進(jìn)入正題。本節(jié)我們主要講EtherCAT運(yùn)動控制卡之ECI2820如何使用C#進(jìn)行回零運(yùn)動以及控制器外設(shè)信息讀寫功能。

一ECI2828運(yùn)動控制卡硬件介紹

ECI2828系列控制卡支持多達(dá)16軸直線插補(bǔ)、任意圓弧插補(bǔ)、空間圓弧、螺旋插補(bǔ)、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸、機(jī)械手指令等；采用優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時的運(yùn)動控制。

ECI2828系列運(yùn)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(yùn)行，可以通過EtherCAT總線和CAN總線去連接各個擴(kuò)展模塊，從而擴(kuò)展輸入輸出點(diǎn)數(shù)或運(yùn)動軸。

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

ECI2828系列運(yùn)動控制卡可搭配ZCAN擴(kuò)展模塊通過CAN總線協(xié)議的使用的CAN總線遠(yuǎn)程擴(kuò)展模塊。當(dāng)IO、AIO、軸等資源不夠的時候，可增加ZCAN擴(kuò)展模塊使用，以擴(kuò)展IO端口、AIO端口、軸接口數(shù)量。以下是幾種擴(kuò)展板的接口示意圖。

二C#語言進(jìn)行運(yùn)動控制開發(fā)

1.新建WinForm項(xiàng)目并添加函數(shù)庫

（1）在VS2015菜單“文件”→“新建”→ “項(xiàng)目” ，啟動創(chuàng)建項(xiàng)目向?qū)А?nbsp;

（2）選擇開發(fā)語言為“Visual C#”和.NET framework 4以及Windows 窗體應(yīng)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(jìn)入廠商提供的光盤資料找到“8.PC函數(shù)”文件夾，并點(diǎn)擊進(jìn)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(yīng)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(yīng)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(guān)文件復(fù)制到新建的項(xiàng)目中。

A、將zmcaux.cs文件復(fù)制到新建的項(xiàng)目里面中。

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

（5）用vs打開新建的項(xiàng)目文件，在右邊的解決方案資源管理器中點(diǎn)擊顯示所有，然后鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊zmcaux.cs文件，點(diǎn)擊包括在項(xiàng)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(xiàng)目新建完成，可進(jìn)行C#項(xiàng)目開發(fā)。

2.查看PC函數(shù)手冊

A、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2.1Motion函數(shù)庫編程手冊 V2.1.pdf”。

B、PC編程，一般如果網(wǎng)口對控制器和工控機(jī)進(jìn)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(shí)現(xiàn)對控制器的控制。

ZAux_OpenEth()接口說明：

項(xiàng)目應(yīng)用截圖：

C、使用回零運(yùn)動相關(guān)的指令操作鏈接句柄“g_handle”，對控制器進(jìn)行回零運(yùn)動控制以及各類外設(shè)接口的讀取，回零運(yùn)動相關(guān)的指令如下。

回零運(yùn)動指令：

模擬量輸入AD讀取指令：

模擬量輸出DA讀取指令：

設(shè)置回零信號點(diǎn)，正限位信號點(diǎn)，負(fù)限位信號點(diǎn):

3.C#進(jìn)行回零運(yùn)動開發(fā)

（1）回零運(yùn)動控制人機(jī)交互界面如下。

（2）例程簡易流程圖。

（3）在Form1的構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用接口ZAux_OpenEth（），使在系統(tǒng)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(tài)：當(dāng)前坐標(biāo)、外設(shè)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(yùn)動狀態(tài)以及當(dāng)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(kuò)展板狀態(tài)：斷開 ";

      else

        label_CanStatus.Text = "can擴(kuò)展板狀態(tài)：正常 ";

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

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

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

      label_R.Text = "R " + Convert.ToString(runstate[3] == 0 ? " 運(yùn)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(tài)

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

      if (axisstate == 0)

      {

        label_AxisStatus.Text = "軸狀態(tài)：正  常";

      }

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

      {

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

      }

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

      {

        label_AxisStatus.Text = "軸狀態(tài)：負(fù)向硬限位報警！";

      }

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

      {

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

      }

} 

（5）通過回零按鈕的事件處理函數(shù)來設(shè)置軸參數(shù)并開始運(yùn)動。

//回零運(yùn)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(shè)置軸參數(shù)

        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(diǎn)信號。ECI系列默認(rèn)ON時信號有效，常開傳感器需要反轉(zhuǎn)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(shù)來停止插補(bǔ)運(yùn)動。

//停止運(yùn)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(shù)設(shè)置按鈕的事件處理函數(shù)來設(shè)置外設(shè)參數(shù)以及軸參數(shù)運(yùn)動。

//參數(shù)設(shè)置

private void button_Para_Click(object sender, EventArgs e)

{

      //設(shè)置參數(shù)

      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(shè)置軸參數(shù)

      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(diǎn)信號。ECI系列默認(rèn)ON時信號有效，常開傳感器需要反轉(zhuǎn)輸入口為OFF

}

4.調(diào)試與監(jiān)控

編譯運(yùn)行例程，同時連接ZDevelop軟件進(jìn)行調(diào)試，對運(yùn)動控制的軸參數(shù)和運(yùn)動情況進(jìn)行監(jiān)控。

（1）連接ZDevelop軟件，并點(diǎn)擊“視圖”→“示波器”打開示波器對軸運(yùn)動情況進(jìn)行監(jiān)控。

（2）運(yùn)行上位機(jī)軟件進(jìn)行調(diào)試監(jiān)控。

（3）Zdevelop連接擴(kuò)展板狀態(tài)顯示。

本次，正運(yùn)動技術(shù)EtherCAT運(yùn)動控制卡的硬件接線與C#的硬件外設(shè)讀寫與回零運(yùn)動，就分享到這里。

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