PCIe EtherCAT實時運動控制卡PCIE464的IO與編碼器讀寫應(yīng)用

硬件介紹

PCIE464運動控制卡是正運動推出的一款EtherCAT總線+脈沖型、PCIE接口式的運動控制卡，可選6-64軸運動控制，支持多路高速數(shù)字輸入輸出，可輕松實現(xiàn)多軸同步控制和高速數(shù)據(jù)傳輸。

PCIE464運動控制卡適合于多軸點位運動、插補運動、軌跡規(guī)劃、手輪控制、編碼器位置檢測、IO控制、位置鎖存等功能的應(yīng)用。PCIE464運動控制卡適用于3C電子加工、檢測設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備、SMT加工、激光加工、光通訊設(shè)備、鋰電及光伏設(shè)備、以及非標(biāo)自動化設(shè)備等高速高精應(yīng)用場合。

PCIE4系列控制卡的應(yīng)用程序可以使用VC，VB，VS，C++，C#等軟件開發(fā)，程序運行時需要動態(tài)庫zmotion.dll，調(diào)試時可以將RTSys軟件同時連接控制器，從而方便調(diào)試、方便觀察。

接線參考

1、IN數(shù)字量輸入接口

數(shù)字輸入分布在J400（IN0-IN7）和X400（IN8-IN39）信號接口中。

2、OUT數(shù)字量輸出接口

數(shù)字輸出分布在 J400（OUT0-7）和 X400（OUT8-OUT39）信號接口中。

3、編碼器輸入接口

J400包含一個差分脈沖輸出接口，一個差分編碼器反饋，通過轉(zhuǎn)接板接入。其中IN2-7有單端編碼器軸的功能，只支持24V編碼器輸入。

C#語言進行項目開發(fā)

1、在VS2010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(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（32位庫為例）。

1）進入廠商提供的光盤資料找到“04PC函數(shù)”文件夾，并點擊進入。

2）選擇“函數(shù)庫2.1”文件夾。

3）選擇“Windows平臺”文件夾。

4）根據(jù)需要選擇對應(yīng)的函數(shù)庫，這里選擇32位庫。

5）解壓C#壓縮包,里面有C#對應(yīng)的函數(shù)庫。

6）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)制到新建的項目中。

1）將zmcaux.cs文件復(fù)制到新建的項目里面中。

2）將zauxdll.dll和zmotion.dll文件放入bindebug文件夾中。

5.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。

6、至此，項目新建完成，可進行C#項目開發(fā)。

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.鏈接控制卡，獲取鏈接句柄。

3.讀取單個I/O信號。

4.批量讀取I/O信號。

5.設(shè)置單個輸出口。

6.批量設(shè)置輸出口。

7.讀取單軸編碼器反饋位置。

8.批量讀取編碼器反饋位置,BASIC字符串為MPOS。

9.自定義函數(shù)封裝指令。

單個或批量讀取IO和編碼器數(shù)據(jù)

1.鏈接控制器獲取句柄，上位機操作通過獲取到的句柄來操作控制器。

//連接PCIe控制卡,控制卡卡號缺省從0開始
int ret = zmcaux.ZAux_OpenPci(0, out g_handle);
if (g_handle != (IntPtr)0)
{
   MessageBox.Show("控制卡鏈接成功!" , "提示");
   timer_GetData.Enabled = true;  //開啟定時器或在單獨線程里實時讀取I/O信號
}
else
{
   MessageBox.Show("控制卡鏈接失敗，請檢測PCI卡號!" , "警告");
}

2.開啟定時器實時讀取I/O信號。

//定時器刷新I/O和軸反饋數(shù)據(jù)
private void timer_GetData_Tick(object sender, EventArgs e)
{
   uint[] instate = new uint[4];
   uint[] opstate = new uint[4];
   float[] mpos = new float[4];
   for (int i = 0; i < 4; i++)
   {
       zmcaux.ZAux_Direct_GetIn(g_handle, i, ref instate[i]); //讀取單個IN
       zmcaux.ZAux_Direct_GetOp(g_handle, i, ref opstate[i]); //讀取單個OUT
       zmcaux.ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, i, ref mpos[i]); //讀取單軸反饋位置MPOS
   }
   IN0.Checked = (instate[0] == 1);
   IN1.Checked = (instate[1] == 1);
   IN2.Checked = (instate[2] == 1);
   IN3.Checked = (instate[3] == 1);
   OP0.Checked = (opstate[0] == 1);
   OP1.Checked = (opstate[1] == 1);
   OP2.Checked = (opstate[2] == 1);
   OP3.Checked = (opstate[3] == 1);
   MPOS0.Text = mpos[0].ToString();
   MPOS1.Text = mpos[1].ToString();
   MPOS2.Text = mpos[2].ToString();
   MPOS3.Text = mpos[3].ToString();
   int[] inputs = new int[4];
   uint[] outputs = new uint[4];
   float[] allmpos = new float[8];
   zmcaux.ZAux_Direct_GetInMulti(g_handle, 16, 31, inputs); //批量讀取輸入IN16-31
   zmcaux.ZAux_Direct_GetOutMulti(g_handle, 16, 31, outputs); //批量讀取輸出OUT16-31
   zmcaux.ZAux_Direct_GetAllAxisPara(g_handle, "MPOS", 8, allmpos);//批量讀取軸反饋位置MPOS 0-7
   InputGroup1631.Text = inputs[0].ToString("X4"); 
}

3.單個或批量設(shè)置OP輸出口。

//單個輸出口狀態(tài)切換函數(shù)
private void OP0_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
{
    if (g_handle == (IntPtr)0)
    {
        MessageBox.Show("未鏈接到控制卡!", "提示");
        return;
    }
    if (OP0.Checked)
    {
        zmcaux.ZAux_Direct_SetOp(g_handle,0, 1);
        OP0.Text = "out0 打開";
    }
    else
    {
        zmcaux.ZAux_Direct_SetOp(g_handle, 0, 0);
        OP0.Text = "out0 關(guān)閉";
    }
}
//批量切換輸出口狀態(tài)函數(shù)
private void OutputGroup03_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
{
   if (g_handle == (IntPtr)0)
   {
       MessageBox.Show("未鏈接到控制卡!", "提示");
       return;
   }  
   uint[] iostate = new uint[4];
   if (OutputGroup03.Checked)
   {
       iostate[0] = 0xF;    //以二進制組合OUT,十六進制0xF即OUT0-3全部置1
       zmcaux.ZAux_Direct_SetOutMulti(g_handle, 0, 3, iostate);
       OutputGroup03.Text = "全部置ON";
       OP0.Checked = true;
       OP1.Checked = true;
       OP2.Checked = true;
       OP3.Checked = true;
   }
   else
   {
       iostate[0] = 0x0;
       zmcaux.ZAux_Direct_SetOutMulti(g_handle, 0, 3, iostate);
       OutputGroup03.Text = "全部置OFF";
       OP0.Checked = false;
       OP1.Checked = false;
       OP2.Checked = false;
       OP3.Checked = false;
   }
}

4.若想驗證通過函數(shù)獲取的IO狀態(tài)和數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，可以使用正運動的調(diào)試軟件RTSys連接到控制卡。

通過工具→輸入口/輸出口觀察當(dāng)前控制卡的實時IO狀態(tài)，通過軸參數(shù)窗口觀察各軸的反饋位置MPOS，并與C#獲取的數(shù)據(jù)進行對比。

5.自定義函數(shù)封裝，單條命令批量獲取需要的部分I/O和部分軸數(shù)據(jù)。

通過組合不同的Basic命令字符串，中間以英文逗號字符隔開，一次性下發(fā)讀取所需的數(shù)據(jù)，如：

（1）獲取某個輸入信號，對應(yīng)Basic命令字符串為：IN(輸入口序號)；（2）獲取某個輸出信號，對應(yīng)Basic命令字符串為：OP(輸入口序號)；（3）獲取某軸反饋位置，對應(yīng)Basic命令字符串為：MPOS(軸號)；其他參數(shù)也可以使用此方式，具體Basic字符串可參考PC手冊“軸參數(shù)指令表”。

舉例說明，需要單條命令獲取輸入0，輸入3，輸出1，輸出4，軸2和軸5的反饋數(shù)據(jù)，則需要通過ZAux_Execute函數(shù)下發(fā)字符串:

“?IN(0),IN(3),OP(1),OP(4),MPOS(2),MPOS(5)”；

其中，英文 “?”字符和“PRINT”字符為同一含義，表示讀取后續(xù)參數(shù)的值；參數(shù)字符不用區(qū)分大小寫。

private void getData_Click(object sender, EventArgs e)
{
   //通過Execute函數(shù)發(fā)送Basic字符串組合實現(xiàn)一次性讀取多個參數(shù)
   if (g_handle == (IntPtr)0)
   {
       MessageBox.Show("未鏈接到控制卡!", "提示");
       return;
   }
   string pszCommand;                                      //發(fā)送的Basic命令字符串
   StringBuilder psResponse = new StringBuilder(1024);     //接收返回的字符串
   uint uiResponseLength = 1024;                           //接收返回的字符長度,不能小于接收的字符串長度
   pszCommand = "?IN(4),IN(5),OP(4),OP(5),MPOS(4),MPOS(5)";//讀取數(shù)據(jù)Basic字符串,共6個數(shù)據(jù)
   zmcaux.ZAux_Execute(g_handle, pszCommand, psResponse, uiResponseLength);    
   string psResponseResult = "";
   psResponseResult += psResponse;
   string[] parts = psResponseResult.Split('t');          //這里以空格對字符串分割
   IN4.Checked = Convert.ToInt32(parts[0]) == 1;
   IN5.Checked = Convert.ToInt32(parts[1]) == 1;
   OP4.Checked = Convert.ToInt32(parts[2]) == 1;
   OP5.Checked = Convert.ToInt32(parts[3]) == 1;
   MPOS4.Text = parts[4];
   MPOS5.Text = parts[5];
}

調(diào)試軟件RTSys命令與輸出窗口的在線命令,與上述封裝函數(shù)為相同的功能。

本次，正運動技術(shù)PCIe EtherCAT實時運動控制卡PCIE464的IO與編碼器讀寫應(yīng)用，就分享到這里。

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審核編輯 黃宇