EtherCAT超高速實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡XPCIE1032H上位機(jī)C#開發(fā)（一）：驅(qū)動(dòng)安裝與建立連接

XPCIE1032H功能簡(jiǎn)介

XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制卡，可選6-64軸運(yùn)動(dòng)控制，支持多路高速數(shù)字輸入輸出，可輕松實(shí)現(xiàn)多軸同步控制和高速數(shù)據(jù)傳輸。

XPCIE1032H集成了強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制功能，結(jié)合MotionRT7運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)軟核，解決了高速高精應(yīng)用中，PC Windows開發(fā)的非實(shí)時(shí)痛點(diǎn)，指令交互速度比傳統(tǒng)的PCI/PCIe快10倍。

XPCIE1032H支持PWM，PSO功能，板載16進(jìn)16出通用IO口，其中輸出口全部為高速輸出口，可配置為4路PWM輸出口或者16路高速PSO硬件比較輸出口。輸入口含有8路高速輸入口，可配置為4路高速色標(biāo)鎖存或兩路編碼器輸入。

XPCIE1032H搭配MotionRT7實(shí)時(shí)內(nèi)核，使用本地LOCAL接口連接，通過高速的核內(nèi)交互，可以做到更快速的指令交互，單條指令與多條指令一次性交互時(shí)間可以達(dá)到3-5us左右。

?XPCIE1032H與MotionRT7實(shí)時(shí)內(nèi)核的配合具有以下優(yōu)勢(shì)：

1.支持多種上位機(jī)語(yǔ)言開發(fā)，所有系列產(chǎn)品均可調(diào)用同一套API函數(shù)庫(kù)；

2.借助核內(nèi)交互，可以快速調(diào)用運(yùn)動(dòng)指令，響應(yīng)時(shí)間快至微秒級(jí)，比傳統(tǒng)PCI/PCIe快10倍；

3.解決傳統(tǒng)PCI/PCIe運(yùn)動(dòng)控制卡在Windows環(huán)境下控制系統(tǒng)的非實(shí)時(shí)性問題；

4.支持一維/二維/三維PSO（高速硬件位置比較輸出），適用于視覺飛拍、精密點(diǎn)膠和激光能量控制等應(yīng)用；

5.提供高速輸入接口，便于實(shí)現(xiàn)位置鎖存；

6.支持EtherCAT總線和脈沖輸出混合聯(lián)動(dòng)、混合插補(bǔ)。

?使用XPCIE1032H和MotionRT7進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)時(shí)，通常需要進(jìn)行以下步驟：

1.安裝驅(qū)動(dòng)程序并簽名認(rèn)證，識(shí)別XPCIE1032H；

2.打開并執(zhí)行文件“MotionRT710.exe”，配置參數(shù)和運(yùn)行運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)內(nèi)核；

3.使用ZDevelop軟件連接到控制器，進(jìn)行參數(shù)監(jiān)控。連接時(shí)請(qǐng)使用PCI/LOCAL方式，并確保ZDevelop軟件版本在3.10以上；

4.完成控制程序開發(fā)，通過LOCAL鏈接方式連接到運(yùn)動(dòng)控制卡，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制。

?與傳統(tǒng)PCI/PCIe卡和PLC的測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)比：

我們可以從測(cè)試對(duì)比結(jié)果看出，XPCIE1032H運(yùn)動(dòng)控制卡配合實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制內(nèi)核MotionRT7，在LOCAL鏈接（核內(nèi)交互）的方式下，指令交互的效率是非常穩(wěn)定，當(dāng)測(cè)試數(shù)量從1w增加到10w時(shí)，單條指令交互時(shí)間與多條指令交互時(shí)間波動(dòng)不大，非常適用于高速高精的應(yīng)用。

XPCIE1032H卡安裝

關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源。

打開計(jì)算機(jī)機(jī)箱，選擇一條空閑的XPCIE卡槽，用螺絲刀卸下相應(yīng)的擋板條。

將運(yùn)動(dòng)控制卡插入該槽，擰緊擋板條上的固定螺絲。

卸下臨近插槽的一條擋板條，用螺絲將轉(zhuǎn)接板固定在機(jī)箱該插槽上。

一、驅(qū)動(dòng)安裝

首先需要到正運(yùn)動(dòng)技術(shù)官網(wǎng)下載《MotionRT7運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)內(nèi)核》安裝包，并檢測(cè)此時(shí)PCIE卡已安裝到工控機(jī)的PCIE插槽上，無明顯松動(dòng)翹邊。

下載地址：http://www.zmotion.com.cn/download_list_4.html

方法一：使用驅(qū)動(dòng)目錄中自帶的安裝向?qū)к浖pinst_amd64.exe自動(dòng)安裝，具體操作按軟件指南。

方法二：手動(dòng)安裝。

1.打開“設(shè)備管理器”菜單選擇“其他設(shè)備”中的“PCI設(shè)備”。

2.若存在多個(gè)PCI設(shè)備時(shí)，鼠標(biāo)右擊“屬性”查看詳細(xì)信息，屬性選擇“硬件ID”，確認(rèn)為PCIVEN_EF34&DEV_1000&開頭的PCI設(shè)備。

3.右擊選擇“更新驅(qū)動(dòng)程序”。

4.選擇“手動(dòng)瀏覽”查找驅(qū)動(dòng)程序。

5.點(diǎn)擊瀏覽，選擇驅(qū)動(dòng)driver文件夾。

6.點(diǎn)擊下一步。

7.等待安裝完成，點(diǎn)擊關(guān)閉。

8.在設(shè)備管理器中有ZMotionRT Controller就是安裝成功。

二、建立連接

1.運(yùn)行控制臺(tái)程序

（1）打開控制臺(tái)程序所在位置，運(yùn)行可執(zhí)行文件“MotionRt710.exe”。

（2）點(diǎn)擊“Start”。

（3）保存XPCIE卡Config配置。

a.先點(diǎn)擊【Stop】按鈕關(guān)閉MontionRT7控制臺(tái)，再點(diǎn)擊UpdateCard更新卡信息。

b.點(diǎn)擊“-->”將當(dāng)前配置保存到歷史配置中，方便下次打開可以直接使用。

c.保存完成后，點(diǎn)擊確定。

2.新建C#項(xiàng)目（VS2022）

3.到正運(yùn)動(dòng)技術(shù)官網(wǎng)的下載中心選擇需要的平臺(tái)庫(kù)文件

庫(kù)文件下載地址：http://www.zmotion.com.cn/download_list_21.html

4.解壓下載的安裝包找到“Zmcaux.cs”，“zauxdll.dll”，“zmotion.dll”放入到項(xiàng)目文件中

（1）“Zmcaux.cs”放在項(xiàng)目根目錄文件中，與bin目錄同級(jí)。

（2）“zauxdll.dll”，“zmotion.dll”放在bin → Debug。

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

7.相關(guān)PC函數(shù)介紹

在form設(shè)計(jì)界面找到需要用到的控件拖拽到窗體中進(jìn)行UI界面設(shè)計(jì)，效果如下。

8.相關(guān)程序

（1）通過LOCAL鏈接方式的鏈接按鈕的消息響應(yīng)函數(shù)來鏈接控制器。

private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
{
   //LOCAL方式連接
   int ret = zmcaux.ZAux_FastOpen(5, "LOCAL", 1000, out g_handle); 
   if (ret == 0)
   {
       label2.Text = "已鏈接";
       label2.BackColor = Color.Green;
       MessageBox.Show("控制器鏈接成功!", "提示");
   }
   else
   {
       MessageBox.Show("鏈接失敗，請(qǐng)選擇正確的LOCAL！");
   }
}

（2）通過單條指令交互周期的測(cè)試按鈕的事件處理函數(shù)來計(jì)算單條指令的交互周期和總耗時(shí)。

private void SingleRun(object sender, EventArgs e)
{
   float dpos = 0;
   DateTime beforeDT = System.DateTime.Now;
   for (int i = 0; i 

	

	

	（3）通過多條指令交互周期的測(cè)試按鈕的事件處理函數(shù)來計(jì)算多條指令的交互周期和總耗時(shí)。

	
private void MuchRun(object sender, EventArgs e)
{
   int[] status = { 0, 0, 0, 0 };
   float[] dpos = { 0, 0, 0, 0 };
   uint[] num = { 0, 0, 0, 0 };
   string cmd;
   int star = 0;
   StringBuilder cmdBuff = new StringBuilder(2048);
   string[] tmp = new string[12];
   cmd = "?dpos(0),dpos(1),dpos(2),dpos(3),axisstatus(0),axisstatus(1),axisstatus(2),axisstatus(3),in(0),in(1),in(2),in(3)";
   DateTime beforeDT = System.DateTime.Now;
   for (int i = 0; i < 10000; i++)
   {
       zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, cmd, cmdBuff, 2048);
   }
   DateTime afterDT = System.DateTime.Now;
   TimeSpan ts = afterDT - beforeDT;
   label23.Text = (ts.TotalMilliseconds).ToString();
   label16.Text = ((ts.TotalMilliseconds * 1000) / 10000).ToString();
   string s = cmdBuff.ToString();
   string[] arrS = new string[20];
   for (int i = 0; i < s.Length; i++)
   {
       if (s[i] != 9)
       {
           arrS[star] += s[i];
       }
       else
       {
           star++;
           continue;
       }
   }
   label24.Text = arrS[0];
   label25.Text = arrS[1];
   label26.Text = arrS[2];
   label27.Text = arrS[3];
   label28.Text = arrS[4];
   label30.Text = arrS[5];
   label32.Text = arrS[6];
   label34.Text = arrS[7];
   if (Convert.ToInt32(arrS[8]) == 0)
   {
       label29.BackColor = Color.Red;
       label29.Text = "信號(hào)未觸";
   }
   else
   {
       label29.BackColor = Color.Green;
       label29.Text = "信號(hào)已觸";
   }
   if (Convert.ToInt32(arrS[9]) == 0)
   {
       label31.BackColor = Color.Red;
       label31.Text = "信號(hào)未觸";
   }
   else
   {
       label31.BackColor = Color.Green;
       label31.Text = "信號(hào)已觸";
   }
   if (Convert.ToInt32(arrS[10]) == 0)
   {
       label33.BackColor = Color.Red;
       label33.Text = "信號(hào)未觸";
   }
   else
   {
       label33.BackColor = Color.Green;
       label33.Text = "信號(hào)已觸";
   }
   if (Convert.ToInt32(arrS[11]) == 0)
   {
       label35.BackColor = Color.Red;
       label35.Text = "信號(hào)未觸";
   }
   else
   {
       label35.BackColor = Color.Green;
       label35.Text = "信號(hào)已觸";
   }
}

	

	

	（4）通過斷開按鈕的消息響應(yīng)函數(shù)來斷開控制器的鏈接。

	
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
   zmcaux.ZAux_Close(g_handle);
   g_handle = (IntPtr)0;
   label2.Text = "未連接";
   label2.BackColor = Color.Red;
}

	

	9.運(yùn)行效果

	

	本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)EtherCAT超高速實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡XPCIE1032H上位機(jī)C#開發(fā)（一）：驅(qū)動(dòng)安裝與建立連接，就分享到這里。

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	審核編輯 黃宇