關(guān)鍵詞：正運(yùn)動(dòng)技術(shù),EtherCAT,運(yùn)動(dòng)控制卡
摘要：今天，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)為大家分享一下《EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡的總線軸參數(shù)設(shè)置和軸運(yùn)動(dòng)》。在正式學(xué)習(xí)之前，我們先了解一下正運(yùn)動(dòng)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)控制卡ECI2618和ECI2828。這兩款產(chǎn)品分別是6軸，8軸運(yùn)動(dòng)控制卡。
今天，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)為大家分享一下《EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡的總線軸參數(shù)設(shè)置和軸運(yùn)動(dòng)》。在正式學(xué)習(xí)之前，我們先了解一下正運(yùn)動(dòng)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)控制卡ECI2618和ECI2828。這兩款產(chǎn)品分別是6軸，8軸運(yùn)動(dòng)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(kāi)發(fā)語(yǔ)言，支持VC6.0、VB6.0、Qt、.Net等平臺(tái)，支持Windows、Linux、WinCE、iMac等操作系統(tǒng)。
接下來(lái)，進(jìn)入正題。本節(jié)我們主要給大家分享一下EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡之ECI2820如何使用C#進(jìn)行EtherCAT總線軸運(yùn)動(dòng)和軸參數(shù)設(shè)置。
一ECI2828運(yùn)動(dòng)控制卡硬件介紹
ECI2828系列運(yùn)動(dòng)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(shí)的運(yùn)動(dòng)控制。
ECI2828系列運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)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(guò)EtherCAT總線和CAN總線去連接各個(gè)擴(kuò)展模塊，從而擴(kuò)展輸入輸出點(diǎn)數(shù)或運(yùn)動(dòng)軸。
ECI2828系列運(yùn)動(dòng)控制卡的應(yīng)用程序可以使用 VC,VB，VS，C++，C#等軟件來(lái)開(kāi)發(fā)，程序運(yùn)行時(shí)需要?jiǎng)討B(tài)庫(kù) zmotion.dll。調(diào)試時(shí)可以把ZDevelop軟件同時(shí)連接到控制器，從而方便調(diào)試、方便觀察。
二C#語(yǔ)言進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制開(kāi)發(fā)
1.新建WinForm項(xiàng)目并添加函數(shù)庫(kù)
（1）在VS2015菜單“文件”→“新建”→ “項(xiàng)目”，啟動(dòng)創(chuàng)建項(xiàng)目向?qū)А?/p>
（2）選擇開(kāi)發(fā)語(yǔ)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(pán)資料里面的C#函數(shù)庫(kù)，路徑如下(64位庫(kù)為例)：
A、進(jìn)入廠商提供的光盤(pán)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(kù)2.1”文件夾。
C、選擇“Windows平臺(tái)”文件夾。
D、根據(jù)需要選擇對(duì)應(yīng)的函數(shù)庫(kù)這里選擇64位庫(kù)。
E、解壓C#的壓縮包,里面有C#對(duì)應(yīng)的函數(shù)庫(kù)。
F、函數(shù)庫(kù)具體路徑如下。
（4）將廠商提供的C#的庫(kù)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(kāi)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(kāi)頭寫(xiě)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(kāi)發(fā)。
2.PC函數(shù)介紹
A、PC函數(shù)手冊(cè)也在光盤(pán)資料里面，具體路徑如下：“光盤(pán)資料8.PC函數(shù)函數(shù)庫(kù)2.1Motion函數(shù)庫(kù)編程手冊(cè) V2.1.pdf”。
B、PC編程，一般如果網(wǎng)口對(duì)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(huì)返回一個(gè)鏈接句柄。通過(guò)操作這個(gè)鏈接句柄可以實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器的控制。
ZAux_OpenEth()接口說(shuō)明：
項(xiàng)目應(yīng)用截圖：
C、我們會(huì)提供EtherCAT總線初始化的basic代碼，可以通過(guò)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(kù)里面的相關(guān)的函數(shù)接口，通過(guò)操作鏈接句柄“g_handle”，對(duì)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(dòng)速度設(shè)置接口說(shuō)明：
E、使用ZAux_BusCmd_SDORead()和ZAux_BusCmd_SDOWrite()接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)總線驅(qū)動(dòng)器SDO參數(shù)的讀寫(xiě)。
3、C#開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)EtherCAT總線軸運(yùn)動(dòng)
（1）EtherCAT總線軸運(yùn)動(dòng)控制例程界面如下。
（2）例程簡(jiǎn)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(lèi)型。
global ConST MAX_AXISNUM = 16 '最大軸數(shù)
global ConST Bus_Slot = 0 '槽位號(hào)0
global ConST Bus_AxisStart = 0 '總線軸起始軸號(hào)
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(shí)3S等待驅(qū)動(dòng)器上電
Ecat_Init()
end
global sub Ecat_Init()
'初始化還原軸類(lèi)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(kāi)始映射軸號(hào)"
'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(hào)
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(dòng)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(hào)
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(hào)映射完成","連接總軸數(shù)："Bus_TotalAxisnum
WA 2000
'啟動(dòng)總線
SLOT_START(Bus_Slot)
if return then
?"總線開(kāi)啟成功"
?"開(kāi)始清除驅(qū)動(dòng)器錯(cuò)誤(根據(jù)驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)器錯(cuò)誤清除完成"
wa 100
?"清除控制器錯(cuò)誤"
DATUM(0)
DRIVE_CLEAR(0)
?"控制器錯(cuò)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(kāi)關(guān)
WDOG=1
Bus_InitStatus = 1
?"軸使能完成"
else
?"總線開(kāi)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(guò)定時(shí)器更新控制器軸參數(shù)和總線軸初始化情況。
//定時(shí)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(lèi)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(gè)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(guò)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(kāi)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(guò)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(shí)程序會(huì)自動(dòng)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(guò)設(shè)置按鈕的事件處理函數(shù)來(lái)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(guò)運(yùn)動(dòng)按鈕的事件處理函數(shù)來(lái)控制軸運(yùn)動(dòng)。
//持續(xù)正轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)
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(dòng)
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(dòng)
ret = zmcaux.ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle, m_axisnum,-1);
}
（10）通過(guò)SDO讀寫(xiě)按鈕的事件處理函數(shù)來(lái)讀寫(xiě)驅(qū)動(dòng)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(xiě)
{
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(xiě)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(shí)連接ZDevelop軟件進(jìn)行調(diào)試，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的軸參數(shù)和運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)控。
（1）連接ZDevelop軟件，對(duì)軸參數(shù)和軸狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
（2）總線軸運(yùn)動(dòng)與軸參數(shù)設(shè)置演示
本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡的總線軸參數(shù)設(shè)置和軸運(yùn)動(dòng)，就分享到這里。
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