EtherCAT運(yùn)動控制卡的總線軸參數(shù)設(shè)置和軸運(yùn)動

今天，正運(yùn)動技術(shù)為大家分享一下《EtherCAT運(yùn)動控制卡的總線軸參數(shù)設(shè)置和軸運(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)我們主要給大家分享一下EtherCAT運(yùn)動控制卡之ECI2820如何使用C#進(jìn)行EtherCAT總線軸運(yùn)動和軸參數(shù)設(shè)置。

一 ECI2828運(yùn)動控制卡硬件介紹

ECI2828系列運(yùn)動控制卡支持多達(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。

二 C#語言進(jìn)行運(yùn)動控制開發(fā)

1.新建MFC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?/p>

(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bin\debug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.PC函數(shù)介紹

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(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、我們會提供EtherCAT總線初始化的basic代碼，可以通過指令ZAux_BasDown()將總線初始化的basic代碼下載到控制器中，從而實(shí)現(xiàn)EtherCAT總線軸的初始化。

D、使用PC函數(shù)庫里面的相關(guān)的函數(shù)接口，通過操作鏈接句柄“g_handle”，對控制器進(jìn)行軸參數(shù)的設(shè)置和獲取。

軸參數(shù)設(shè)置相關(guān)函數(shù)接口：

軸運(yùn)動速度設(shè)置接口說明：

E、使用ZAux_BusCmd_SDORead()和ZAux_BusCmd_SDOWrite()接口，實(shí)現(xiàn)對總線驅(qū)動器SDO參數(shù)的讀寫。

3、C#開發(fā)實(shí)現(xiàn)EtherCAT總線軸運(yùn)動

(1)EtherCAT總線軸運(yùn)動控制例程界面如下。

(2)例程簡易流程圖。

(3)EtherCAT總線初始化Basic程序介紹，先將該程序下載到控制器中，PC再調(diào)用下面的總線初始化函數(shù)，即可完成總線初始化。

'********************ECAT總線初始化****************

global CONST BUS_TYPE = 0 '總線類型。

global CONST MAX_AXISNUM = 16 '最大軸數(shù)

global CONST Bus_Slot = 0 '槽位號0

global CONST Bus_AxisStart = 0 '總線軸起始軸號

global Bus_InitStatus '總線初始化完成狀態(tài)

Bus_InitStatus = -1

global Bus_TotalAxisnum '檢查掃描的總軸數(shù)

delay(3000) '延時3S等待驅(qū)動器上電

Ecat_Init()

end

global sub Ecat_Init()

'初始化還原軸類型

for i=0 to MAX_AXISNUM - 1

AXIS_ENABLE(i) = 0

ATYPE(i)=0

next

'掃描總線

Bus_InitStatus = -1

Bus_TotalAxisnum = 0

SLOT_STOP(Bus_Slot)

DELAY(200)

SLOT_SCAN(Bus_Slot)

'如果掃描成功

if return then

?"總線掃描成功","連接設(shè)備數(shù)："NODE_COUNT(Bus_Slot)

?

?"開始映射軸號"

'遍歷總線下所有從站節(jié)點(diǎn)

for i=0 to NODE_COUNT(Bus_Slot)-1

'判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否有電機(jī)

if NODE_AXIS_COUNT(Bus_Slot,i) <>0 then

for j=0 to NODE_AXIS_COUNT(Bus_Slot,i)-1

'映射軸號

AXIS_ADDRESS(Bus_AxisStart+i)=Bus_TotalAxisnum+1

'設(shè)置控制模式 65-位置 66-速度 67-轉(zhuǎn)矩

ATYPE(Bus_AxisStart+i)=65

'設(shè)置PROFILE功能

DRIVE_PROFILE(Bus_AxisStart+i)= 4

'每軸單獨(dú)分組

DISABLE_GROUP(Bus_AxisStart+i)

'映射驅(qū)動器上的IO起始地址

DRIVE_IO(Bus_AxisStart+i) = 128 + (Bus_AxisStart+i)*16

'設(shè)置限位信號

REV_IN(Bus_AxisStart+i) = 128 + (Bus_AxisStart+i)*16

FWD_IN(Bus_AxisStart+i) = 129 + (Bus_AxisStart+i)*16

DATUM_IN(Bus_AxisStart+i) = 130 + (Bus_AxisStart+i)*16

INVERT_IN(128 + (Bus_AxisStart+i)*16,off)

INVERT_IN(129 + (Bus_AxisStart+i)*16,off)

INVERT_IN(130 + (Bus_AxisStart+i)*16,off)

'總軸數(shù)+1

Bus_TotalAxisnum=Bus_TotalAxisnum+1

next

endif

next

?"軸號映射完成","連接總軸數(shù)："Bus_TotalAxisnum

WA 2000

'啟動總線

SLOT_START(Bus_Slot)

if return then

?"總線開啟成功"

?"開始清除驅(qū)動器錯誤(根據(jù)驅(qū)動器數(shù)據(jù)字典設(shè)置)"

for i= Bus_AxisStart to Bus_AxisStart + Bus_TotalAxisnum - 1

DRIVE_CONTROLWORD(i)=128 '根據(jù)驅(qū)動器數(shù)據(jù)字典

wa 100

DRIVE_CONTROLWORD(i)=6

wa 100

DRIVE_CONTROLWORD(i)=15

wa 100

next

?"驅(qū)動器錯誤清除完成"

wa 100

?"清除控制器錯誤"

DATUM(0)

DRIVE_CLEAR(0)

?"控制器錯誤清除完成"

wa 100

?"軸使能準(zhǔn)備"

for i= Bus_AxisStart to Bus_AxisStart + Bus_TotalAxisnum - 1

base(i)

AXIS_ENABLE=1

next

'使能總開關(guān)

WDOG=1

Bus_InitStatus = 1

?"軸使能完成"

else

?"總線開啟失敗"

Bus_InitStatus = 0

endif

else

?"總線掃描失敗"

Bus_InitStatus = 0

endif

end sub

(4)在連接按鈕的事件處理函數(shù)中調(diào)用接口ZAux_OpenEth()，實(shí)現(xiàn)與控制器的連接。

//網(wǎng)口連接控制器

private void C_Open_Eth_Click(object sender, EventArgs e)

{

zmcaux.ZAux_OpenEth(C_Ip_Address.Text, out g_handle);

if (g_handle != (IntPtr)0)

{

this.Text = "已連接";

timer1.Enabled = true;

}

}

(5)通過定時器更新控制器軸參數(shù)和總線軸初始化情況。

//定時器

private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)

{

int ret = 0;

float[] f_AxisPara = new float[10];

int[] i_AxisPara = new int[10];

if (g_handle != (IntPtr)0)

{

//獲取軸參數(shù),軸狀態(tài)

m_axisnum = Convert.ToInt32(C_Move_Axis.Text);

ret += zmcaux.ZAux_Direct_GetAxisEnable(g_handle, m_axisnum, ref i_AxisPara[0]);

ret += zmcaux.ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, m_axisnum, ref f_AxisPara[0]);

ret += zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(g_handle, m_axisnum, ref f_AxisPara[1]);

ret += zmcaux.ZAux_Direct_GetAxisStatus(g_handle, m_axisnum, ref i_AxisPara[1]);

ret += zmcaux.ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, m_axisnum, ref i_AxisPara[2]);

if (ret == 0)

{

C_AxisEnable.Text = (i_AxisPara[0] == 0) ? "off" : "on";

C_AxisMpos.Text = f_AxisPara[0].ToString();

C_AxisDpos.Text = f_AxisPara[1].ToString();

C_AxisStatus.Text = i_AxisPara[1].ToString();

C_AxisIdle.Text = i_AxisPara[2].ToString();

}

//如果已經(jīng)加載文件并且正在初始化---讀取總線初始化狀態(tài)

if (g_basflag && g_InitStatus == -1)

{

float tempstatus = -1;

int m_BusNodeNum = 0;

float m_BusAxisNum = 0;

ret += zmcaux.ZAux_Direct_GetUserVar(g_handle, "BUS_TYPE", ref Bus_type); //讀取BAS文件中的變量判斷總線類型

ret += zmcaux.ZAux_Direct_GetUserVar(g_handle, "Bus_InitStatus", ref tempstatus); //讀取BAS文件中的變量判斷總線初始化完成狀態(tài)

ret += zmcaux.ZAux_BusCmd_GetNodeNum(g_handle, 0, ref m_BusNodeNum); //讀取槽位0上節(jié)點(diǎn)個數(shù)。

ret += zmcaux.ZAux_Direct_GetUserVar(g_handle, "Bus_TotalAxisnum", ref m_BusAxisNum); //讀取BAS文件中的變量判斷掃描的總軸數(shù)

g_InitStatus = (int)tempstatus;

if (ret == 0 && g_InitStatus != -1)

{

C_Bus_Status.Text = (g_InitStatus == 1) ? "初始化成功" : "初始化失敗";

C_NodeNum.Text = m_BusNodeNum.ToString();

C_AxisNum.Text = m_BusAxisNum.ToString();

}

}

}

}

(6)通過BAS文件下載按鈕的事件處理函數(shù)，調(diào)用BAS文件下載接口將廠商提供的EtherCAT總線初始化的Basic代碼下載到控制器中。

//下載總線初始化的BAS文件到控制器

private void C_Download_Click(object sender, EventArgs e)

{

if (g_handle == (IntPtr)0)

{

MessageBox.Show("未鏈接到控制器!", "提示");

}

else

{

int ret = 0;

string strFilePath;

OpenFileDialog openFileDialog1 = new OpenFileDialog();

openFileDialog1.InitialDirectory = "\";

openFileDialog1.Filter = "配置文件(*.bas)|*.bas";

openFileDialog1.RestoreDirectory = true;

openFileDialog1.FilterIndex = 1;

//打開配置文件

if (openFileDialog1.ShowDialog() == DialogResult.OK)

{

strFilePath = openFileDialog1.FileName;

C_BasFile.Text = strFilePath;

//下載到ROM

ret = zmcaux.ZAux_BasDown(g_handle, strFilePath, 1);

if (ret != 0)

{

MessageBox.Show("文件下載失敗!", "提示");

}

else

{

MessageBox.Show("文件下載成功", "提示");

}

}

}

}

(7)通過總線初始化按鈕的事件處理函數(shù)調(diào)用運(yùn)行basic程序里的總線初始化函數(shù)進(jìn)行總線初始化。

//總線初始化，下載ROM時程序會自動初始化一次

private void C_BusInit_Click(object sender, EventArgs e)

{

if (g_handle == (IntPtr)0)

{

MessageBox.Show("未鏈接到控制器!", "提示");

}

else

{

int ret;

if (g_basflag && (g_InitStatus != -1))

{

g_InitStatus = -1;

StringBuilder buffer = new StringBuilder(10240);

C_Bus_Status.Text = "初始化未完成";

//調(diào)用basic程序中的總線初始化函數(shù)Ecat_Init()

ret = zmcaux.ZAux_Execute(g_handle, "RUNTASK 1,Ecat_Init", buffer, 0);

}

}

}

(8)通過設(shè)置按鈕的事件處理函數(shù)來設(shè)置軸參數(shù)。

//軸參數(shù)設(shè)置按鈕

private void AxisParaSet_Click(object sender, EventArgs e)

{

int ret = 0;

ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, m_axisnum, Convert.ToSingle(C_AxisUnits.Text));

ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, m_axisnum, Convert.ToSingle(C_AxisSpeed.Text));

ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, m_axisnum, Convert.ToSingle(C_AxisAcc.Text));

}

(9)通過運(yùn)動按鈕的事件處理函數(shù)來控制軸運(yùn)動。

//持續(xù)正轉(zhuǎn)運(yùn)動

private void C_Button_Fwd_Click(object sender, EventArgs e)

{

int ret = 0;

//更新軸參數(shù)

ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, m_axisnum, Convert.ToSingle(C_AxisUnits.Text));

ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, m_axisnum, Convert.ToSingle(C_AxisSpeed.Text));

ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, m_axisnum, Convert.ToSingle(C_AxisAcc.Text));

//持續(xù)正方向運(yùn)動

ret = zmcaux.ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle, m_axisnum, 1);

}

//反轉(zhuǎn)

private void C_Button_Rev_Click(object sender, EventArgs e)

{

//更新軸參數(shù)

int ret = 0;

ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, m_axisnum, Convert.ToSingle(C_AxisUnits.Text));

ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, m_axisnum, Convert.ToSingle(C_AxisSpeed.Text));

ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, m_axisnum, Convert.ToSingle(C_AxisAcc.Text));

//持續(xù)負(fù)方向運(yùn)動

ret = zmcaux.ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle, m_axisnum,-1);

}

(10)通過SDO讀寫按鈕的事件處理函數(shù)來讀寫驅(qū)動器的SDO參數(shù)。

private void C_Sdo_Read_Click(object sender, EventArgs e) //ETHERCAT讀取

{

if (g_handle == (IntPtr)0)

{

MessageBox.Show("未鏈接到控制器!", "提示");

return;

}

int ret = 0;

string str;

uint m_sdo_node2 = Convert.ToUInt32(C_SdoNode1.Text);

str = Convert.ToString(C_SdoReg1.Text);

uint m_sdo_index2 = uint.Parse(str, System.Globalization.NumberStyles.AllowHexSpecifier);

uint m_sdo_sub2 = Convert.ToUInt32(C_SdoIsub1.Text);

uint m_sdo_type2 = Convert.ToUInt32(C_SdoType1.SelectedIndex.ToString()) + 1;

int m_sdo_data2 = 0;

if (Bus_type == 0)

{

ret = zmcaux.ZAux_BusCmd_SDORead(g_handle, 0, m_sdo_node2, m_sdo_index2, m_sdo_sub2, m_sdo_type2, ref m_sdo_data2);

if (ret != 0)

{

MessageBox.Show("讀取失敗");

return;

}

C_Sdodata1.Text = m_sdo_data2.ToString();

}

else

{

MessageBox.Show("非ETHERCAT模塊");

return;

}

}

private void C_Sdo_Write_Click(object sender, EventArgs e) //ETHERCAT寫

{

if (g_handle == (IntPtr)0)

{

MessageBox.Show("未鏈接到控制器!", "提示");

return;

}

int ret = 0;

string str;

uint m_sdo_node1 = Convert.ToUInt32(C_SdoNode0.Text);

str = Convert.ToString(C_SdoReg0.Text);

uint m_sdo_index1 = uint.Parse(str, System.Globalization.NumberStyles.AllowHexSpecifier);

uint m_sdo_sub1 = Convert.ToUInt32(C_SdoIsub0.Text);

uint m_sdo_type1 = Convert.ToUInt32(C_SdoType0.SelectedIndex.ToString()) + 1;

int m_sdo_data1 = Convert.ToInt32(C_Sdodata0.Text);

if (Bus_type == 0)

{

ret = zmcaux.ZAux_BusCmd_SDOWrite(g_handle, 0, m_sdo_node1, m_sdo_index1, m_sdo_sub1, m_sdo_type1, m_sdo_data1);

if (ret != 0)

{

MessageBox.Show("寫入失敗");

return;

}

}

else

{

MessageBox.Show("非ETHERCAT模塊");

return;

}

}

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，對軸參數(shù)和軸狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

(2)總線軸運(yùn)動與軸參數(shù)設(shè)置演示

視頻鏈接：https://www.bilibili.com/video/BV1B64y1v7Sf/

本次，正運(yùn)動技術(shù)EtherCAT運(yùn)動控制卡的總線軸參數(shù)設(shè)置和軸運(yùn)動，就分享到這里。

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