EtherCAT運(yùn)動控制器上位機(jī)開發(fā)之Python+Qt（三）：PDO配置與SDO讀寫

ZMC408CE控制器硬件介紹

ZMC408CE是正運(yùn)動推出的一款多軸高性能EtherCAT總線運(yùn)動控制器，具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盤等通訊接口，ZMC系列運(yùn)動控制器可應(yīng)用于各種需要脫機(jī)或聯(lián)機(jī)運(yùn)行的場合。

ZMC408CE支持8軸運(yùn)動控制，最多可擴(kuò)展至32軸，支持直線插補(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、同步跟隨等功能。

ZMC408CE支持PLC、Basic、HMI組態(tài)三種編程方式。PC上位機(jī)API編程支持C#、C++、LabVIEW、Matlab、Qt、Linux、VB.Net、Python等接口。

ZMC408CE支持8軸運(yùn)動控制，可采用脈沖軸（帶編碼器反饋）或EtherCAT總線軸，通用IO包含24路輸入口和16路輸出口，部分IO為高速IO，模擬量AD/DA各兩路，EtherCAT最快125us的刷新周期。

ZMC408CE支持8個通道的硬件比較輸出、硬件定時器、運(yùn)動中精準(zhǔn)輸出，還支持8通道PWM輸出，對應(yīng)的輸出口為OUT0-7，支持8個通道同時觸發(fā)硬件比較輸出。

更多關(guān)于ZMC408CE的詳情介紹，點擊“推薦|8通道PSO的高性能EtherCAT總線運(yùn)動控制器”查看。

PCIE464M控制卡硬件介紹

PCIE464M是一款基于PCIe的PCI Express的EtherCAT總線運(yùn)動控制卡，具有多項實時和高精度運(yùn)動控制控制功能。

用戶可直接將PCIE464M嵌入標(biāo)準(zhǔn)PC機(jī)實現(xiàn)高性能的EtherCAT運(yùn)動控制功能，實現(xiàn)高精多軸同步控制，EtherCAT控制周期最小可達(dá)100us！

PCIE464M內(nèi)置多路高速IO輸入輸出，可滿足用戶的多樣化高速IO應(yīng)用需求，如：高速色標(biāo)鎖存、高速PWM、多維位置比較輸出PSO、視覺飛拍、速度前瞻、編碼器位置檢測等應(yīng)用。

PCIE464M運(yùn)動控制卡上自帶16進(jìn)16出，第三方圖像處理工控機(jī)或PC無需額外配置IO數(shù)據(jù)采集卡和PLC，即可實現(xiàn)IPC形態(tài)的機(jī)器視覺運(yùn)動控制一體機(jī)，簡化硬件架構(gòu)，節(jié)省成本，軟硬件一體化。

更多關(guān)于PCIE464M的詳情介紹，點擊“PCIE464M-高速高精，超高速PCIe EthrtCAT實時運(yùn)動控制卡”查看。

ECI2A18B控制卡硬件介紹

ECI2A18B是正運(yùn)動推出的一款高性價比10軸脈沖型、模塊化的網(wǎng)絡(luò)型運(yùn)動控制卡，采用優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議可以實現(xiàn)實時的運(yùn)動控制，同時支持多種通信協(xié)議，方便與其他工業(yè)控制設(shè)備連接和集成。安裝配置相對便捷，適合于模塊化和靈活性要求較高的控制系統(tǒng)。

ECI2A18B控制卡最大可擴(kuò)展至12脈沖軸，支持8路高速輸入和4路高速輸出，集成豐富的運(yùn)動控制功能，包含多軸點位運(yùn)動、電子凸輪，直線插補(bǔ)，圓弧插補(bǔ)，連續(xù)插補(bǔ)運(yùn)動等，滿足多樣化的工業(yè)應(yīng)用需求。

ECI2A18B運(yùn)動控制卡可用于電子半導(dǎo)體設(shè)備（檢測類設(shè)備、組裝類設(shè)備、鎖附類設(shè)備、焊錫機(jī)）、點膠設(shè)備和流水線等10軸以內(nèi)脈沖的高性價比應(yīng)用場合。

更多關(guān)于ECI2A18B的詳情介紹，點擊“【加量不加價】正運(yùn)動網(wǎng)絡(luò)型運(yùn)動控制卡ECI2618B/ECI2A18B”查看。

一、Python+Qt開發(fā)流程

Python+Qt運(yùn)動控制開發(fā)流程參考“EtherCAT運(yùn)動控制器上位機(jī)之Python+Qt（一）：鏈接與單軸運(yùn)動”。

二、相關(guān)PC函數(shù)介紹

1.PC函數(shù)手冊可在光盤資料查看，具體路徑如下。

2.連接控制器。

3.下載bas文件到控制器。

4.下載zar文件到控制器。

5.SDO寫入。

6.SDO讀取。

7.讀取軸類型。

8.設(shè)置軸使能。

9.設(shè)置脈沖當(dāng)量。

10.單軸持續(xù)運(yùn)動。

三、例程演示

1.連接控制器。

#連接控制器, 控制器默認(rèn)IP是192.168.0.11，此處使用comboBox內(nèi)輸入的ip
def on_btn_open_clicked(self):
   strtemp = self.ui.comboBox.currentText()
   print("當(dāng)前的ip是 ：", strtemp)
   if self.Zmc.handle.value is not None:
       self.Zmc.ZAux_Close()
       self.time1.stop()
       self.ui.setWindowTitle("單軸運(yùn)動")
   iresult = self.Zmc.ZAux_OpenEth(strtemp)#連接控制器
   if 0 != iresult:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "連接失敗")
   else:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "連接成功")
       str_title = self.ui.windowTitle() + strtemp
       self.ui.setWindowTitle(str_title)
       self.Up_State()  #刷新函數(shù)
       self.time1.start(100)#開啟定時器

2.下載BAS文件到控制器。

#下載BAS文件到控制器
def on_btn_down_bas_clicked(self):  # 下載BAS文件到控制器
   if self.Zmc.handle.value is None:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "未連接控制器")
       return
   file_Date = QFileDialog.getOpenFileName(self.ui, "選擇BAS文件", "..", "Files(*.bas)")
   self.file_Name = file_Date[0].replace("/", "")
   print(self.file_Name)
   self.ui.textEdit_file_path.insertPlainText(self.file_Name + "n")
   # 讀取BAS文件中的變量判斷是否有加載BAS文件
   temp = self.Zmc.ZAux_Direct_GetUserVar("BUS_TYPE")[1].value  
   self.Bus_type = float(temp)
   # BAS文件下載到ROM
   ret = self.Zmc.ZAux_BasDown(self.file_Name, 1)  
   if ret != 0:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "文件下載失??！" + "錯誤碼為 ：%1 ".format(ret))

3.下載ZAR文件到控制器。

#下載ZAR文件到控制器
def on_btn_down_zar_clicked(self):  # 下載zar件到控制器
   if self.Zmc.handle.value is None:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "未連接控制器")
       return
   file_Date = QFileDialog.getOpenFileName(self.ui, "選擇zar文件", "..", "Files(*.zar)")
   self.file_Name = file_Date[0].replace("/", "")
   print(self.file_Name)
   self.ui.textEdit_file_path.insertPlainText(self.file_Name + "n")
   # 讀取zar文件中的變量判斷是否有加載zar文件
   temp = self.Zmc.ZAux_Direct_GetUserVar("BUS_TYPE")[1].value
   self.Bus_type = float(temp)
   # zar文件下載到ROM
   ret = self.Zmc.ZAux_ZarDown(self.file_Name, 1)
   if ret != 0:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "zar文件下載失??！" + "錯誤碼為 ：%1 ".format(ret))

4.SDO寫入數(shù)據(jù)。

#SDO寫入數(shù)據(jù)
def on_btn_Ecat_write_clicked(self):  # ETHERCAT寫
   if self.Zmc.handle.value is None:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "未連接控制器")
       return
   #節(jié)點編號
   m_sdo_node1 = int(self.ui.edit_node_1.text())
   # 對象字典編號
   m_sdo_index1 = int(self.ui.edit_dir_1.text())
   # 對象字典子編號
   m_sdo_sub1 = int(self.ui.edit_sub_node_1.text())
   # 數(shù)據(jù)類型
   m_sdo_type1 = self.ui.comboBox_type_1.currentIndex() + 1
   #寫入數(shù)據(jù)字典值的數(shù)據(jù)值 
   m_sdo_data1 = int(self.ui.edit_date_1.text())
   if self.Bus_type == 0:
       #SDO寫入
       ret = self.Zmc.ZAux_BusCmd_SDOWrite(0, m_sdo_node1, m_sdo_index1, m_sdo_sub1, m_sdo_type1, m_sdo_data1)
       if ret != 0:
           QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "寫入失敗")
           return
   else:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "非ETHERCAT模塊")
       return

5.SDO讀取數(shù)據(jù)。

#SDO讀取數(shù)據(jù)
def on_btn_Ecat_read_clicked(self):  # ETHERCAT讀取
   if self.Zmc.handle.value is None:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "未連接控制器")
       return
   #節(jié)點編號
   m_sdo_node2 = int(self.ui.edit_node_2.text())
   #對象字典編號
   m_sdo_index2 = int(self.ui.edit_dir_2.text())
   #對象字典子編號
   m_sdo_sub2 = int(self.ui.edit_sub_node_2.text())
   #數(shù)據(jù)類型
   m_sdo_type2 = self.ui.comboBox_type_2.currentIndex() + 1
   m_sdo_data2 = ctypes.c_int(0)
   print(self.Bus_type)
   if self.Bus_type == 0:
       #通過設(shè)備號和槽位號進(jìn)行 SDO 讀取。
       ret = self.Zmc.ZAux_BusCmd_SDORead(0, m_sdo_node2, m_sdo_index2, m_sdo_sub2, m_sdo_type2)
       #讀取的數(shù)據(jù)值
       m_sdo_data2 = int(ret[1].value)
       if ret != 0:
           QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "讀取失敗")
           return
       self.ui.edit_date_2.setText(str(m_sdo_data2))
   else:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "非ETHERCAT模塊")
       return

四、運(yùn)行效果

運(yùn)行python程序，通過RTSys軟件觀察運(yùn)行情況。

通過驅(qū)動器軟件查看sdo讀寫情況(對象字典為10進(jìn)制數(shù)據(jù))：此處以雷賽驅(qū)動為例讀寫驅(qū)動器SDO。

1.SDO_READ讀取驅(qū)動器SDO參數(shù)，比如先在驅(qū)動器軟件設(shè)置單圈脈沖數(shù)量為5000后，通過SDO_READ讀取驅(qū)動器單圈脈沖數(shù)。

2.SDO_WRITE寫入驅(qū)動器SDO參數(shù)，比如使用SDO_WRITE寫入單圈脈沖數(shù)量為10000后，通過驅(qū)動器軟件查看修改結(jié)果。

五、總線初始化bas文件

總線初始化BAS文件下載到控制器ROM里面掉電保存。

1.EtherCAT總線擴(kuò)展接線

每個EIO擴(kuò)展模塊在擴(kuò)展接線完成后，不需要進(jìn)行進(jìn)行二次開發(fā)，只需手動在EtherCAT主站控制器配置擴(kuò)展模塊唯一的IO地址和軸地址，配置完成即可訪問。

IO地址編號通過總線指令NODE_IO來設(shè)置，控制器上程序只需通過IO編號就可以訪問到擴(kuò)展模塊上的資源。軸地址的配置使用AXIS_ADDRESS指令映射綁定軸號，綁定完成通過BASE或AXIS指令指定軸號。

接線時注意EtherCAT IN連接上一級模塊，EtherCAT OUT連接下一級模塊，IN和OUT口不可混用。

EIO擴(kuò)展模塊接線參考

上圖涉及的編號概念如下；總線相關(guān)指令參數(shù)會用到如下編號：

1）槽位號(slot):

槽位號是指控制器上總線接口的編號，EtherCAT總線槽位號為0。

2）設(shè)備號(node):

設(shè)備號是指一個槽位上連接的所有設(shè)備的編號，從0開始，按設(shè)備在總線上的連接順序自動編號，可以通過NODE_COUNT(slot)指令查看總線上連接的設(shè)備總數(shù)。

3）驅(qū)動器編號:

控制器會自動識別出槽位上的驅(qū)動器，編號從0開始，按驅(qū)動器在總線上的連接順序自動編號。

驅(qū)動器編號與設(shè)備號不同，只給槽位上的驅(qū)動器設(shè)備編號，其他設(shè)備忽略，映射軸號時將會用到驅(qū)動器編號。

2.EtherCAT總線擴(kuò)展資源映射

1）IO映射

控制器上程序只需通過IO編號就可以訪問到擴(kuò)展模塊上的資源，EtherCAT總線擴(kuò)展模塊IO編號通過總線指令NODE_IO來設(shè)置，同時配置輸入和輸出。IO映射時先查看控制器自身的最大IO編號(包括外部IO接口和脈沖軸內(nèi)的接口)，再使用指令設(shè)置。若擴(kuò)展的IO與控制器自身IO編號重合，二者將同時起作用，所以IO映射的映射的編號在整個控制系統(tǒng)中均不得重復(fù)。

IO映射語法：

NODE_IO(slot,node)=iobaseslot：槽位號，0-缺省node：設(shè)備編號，編號從0開始iobase：映射IO起始編號，設(shè)置結(jié)果只會是8的倍數(shù)

2）軸映射

擴(kuò)展模塊的軸使用前需要使用AXIS_ADDRESS指令映射軸號，軸映射也需要注意整個系統(tǒng)的軸號不得重復(fù)。EIO系列擴(kuò)展軸的映射與總線驅(qū)動器的軸映射語法相同。

軸映射語法：

AXIS_ADDRESS(軸號)=(槽位號<<16)+驅(qū)動器編號+1

3.總線初始化BAS程序

'********************************ECAT總線初始化***********************
global CONST BUS_TYPE = 0         '總線類型。可用于上位機(jī)區(qū)分當(dāng)前總線類型
global CONST Bus_Slot  = 0        '槽位號0（單總線控制器缺省0）
global CONST PUL_AxisStart   = 0    '本地脈沖軸起始軸號
global CONST PUL_AxisNum   = 0    '本地脈沖軸軸數(shù)量
global CONST Bus_AxisStart   = 0      '總線軸起始軸號
global CONST Bus_NodeNum   = 1      '總線配置節(jié)點數(shù)量,用于判斷實際檢測到的從站數(shù)量是否一致
global  MAX_AXISNUM        '最大軸數(shù)
MAX_AXISNUM = SYS_ZFEATURE(0)
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，不同驅(qū)動器自身上電時間不同，具體根據(jù)驅(qū)動器調(diào)整延時
?"總線通訊周期：",SERVO_PERIOD,"us"
Ecat_Init()      '初始化ECAT總線 
while (Bus_InitStatus = 0)
   Ecat_Init()
wend
'*****************ECAT總線初始********************************************************************
'初始流程:  slot_scan（掃描總線） ->   從站節(jié)點映射軸/io  ->  SLOT_START（啟動總線） -> 初始化成功
'**************************************************************************************************
global sub Ecat_Init()
   local Node_Num,Temp_Axis,Drive_Vender,Drive_Device,Drive_Alias
   RAPIDSTOP(2)
   for i=0 to MAX_AXISNUM - 1        '初始化還原軸類型          
       AXIS_ENABLE(i) = 0
       atype(i)=0  
       AXIS_ADDRESS(i) =0
       DELAY(10)            '防止所有驅(qū)動器全部同時切換使能導(dǎo)致瞬間電流過大
   next
   Bus_InitStatus = -1
   Bus_TotalAxisnum = 0  
   SLOT_STOP(Bus_Slot)        
   delay(200)
   slot_scan(Bus_Slot)        '掃描總線
   if return then 
       ?"總線掃描成功","連接從站設(shè)備數(shù)："NODE_COUNT(Bus_Slot)
       if NODE_COUNT(Bus_Slot)  Bus_NodeNum then    '判斷總線檢測數(shù)量是否為實際接線數(shù)量
           ?"掃描節(jié)點數(shù)量與程序配置數(shù)量不一致!" ,"配置數(shù)量:"Bus_NodeNum,"檢測數(shù)量："NODE_COUNT(Bus_Slot)
           Bus_InitStatus = 0    '初始化失敗。報警提示
       endif   
       '"開始映射軸號"
       for Node_Num=0 to NODE_COUNT(Bus_Slot)-1            '遍歷掃描到的所有從站節(jié)點
           Drive_Vender = NODE_INFO(Bus_Slot,Node_Num,0)        '讀取驅(qū)動器廠商
           Drive_Device = NODE_INFO(Bus_Slot,Node_Num,1)        '讀取設(shè)備編號
           Drive_Alias = NODE_INFO(Bus_Slot,Node_Num,3)          '讀取設(shè)備撥碼ID
           if NODE_AXIS_COUNT(Bus_Slot,Node_Num)  0  then        '判斷當(dāng)前節(jié)點是否有電機(jī)
               '根據(jù)節(jié)點帶的電機(jī)數(shù)量循環(huán)配置軸參數(shù)(針對一拖多驅(qū)動器)
               for j=0 to NODE_AXIS_COUNT(Bus_Slot,Node_Num)-1      
                   Temp_Axis = Bus_AxisStart + Bus_TotalAxisnum    '軸號按NODE順序分配
                   'Temp_Axis = Drive_Alias    '軸號按驅(qū)動器設(shè)定的撥碼分配（一拖多需要特殊處理）          
                   base(Temp_Axis)
                   AXIS_ADDRESS(Temp_Axis)= (Bus_Slot

	

	4.BAS總線初始化關(guān)鍵函數(shù)

	1）SLOT_SCAN -- 總線掃描

	

	2）AXIS_ADDRESS -- 軸地址設(shè)置

	

	3）DRIVE_PROFILE -- 驅(qū)動器PDO設(shè)置

	

	4）SDO_READ -- 數(shù)據(jù)字典讀取

	

	5）SDO_WRITE -- 數(shù)據(jù)字典寫入

	

	本次，正運(yùn)動技術(shù)EtherCAT運(yùn)動控制器上位機(jī)開發(fā)之Python+Qt(三)：PDO配置與SDO讀寫，就分享到這里。

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	審核編輯 黃宇