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

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(chǎn)品分別是6軸，8軸運動控制卡。

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。

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(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，進入正題。本節(jié)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(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++，C#等軟件來開發(fā)，程序運行時需要動態(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系列運動控制卡可搭配ZCAN擴展模塊通過CAN總線協(xié)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(shù)量。以下是幾種擴展板的接口示意圖。

二C#語言進行運動控制開發(fā)

1.新建MFC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?qū)А?/p>

(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)。

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2.1\ZMotion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。

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。

3.C#進行回零運動開發(fā)

(1)回零運動控制人機交互界面如下。

(2)例程簡易流程圖。

(3)在Form1的構造函數(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(tài)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(tài)：斷開 ";

else

label_CanStatus.Text = "can擴展板狀態(tài)：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?。? + Convert.ToString(adValue);

label_DA.Text = "DA大?。? + 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)來設置軸參數(shù)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(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(shù)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(shù)設置按鈕的事件處理函數(shù)來設置外設參數(shù)以及軸參數(shù)運動。

//參數(shù)設置

private void button_Para_Click(object sender, EventArgs e)

{

//設置參數(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(diào)試與監(jiān)控

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

(2)運行上位機軟件進行調(diào)試監(jiān)控。

(3)Zdevelop連接擴展板狀態(tài)顯示。

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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