EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器上位機(jī)之Python+Qt（一）：鏈接與單軸運(yùn)動(dòng)

ZMC408CE硬件介紹

ZMC408CE是正運(yùn)動(dòng)推出的一款多軸高性能EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制器，具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盤等通訊接口，ZMC系列運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)通道的硬件比較輸出、硬件定時(shí)器、運(yùn)動(dòng)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(gè)通道同時(shí)觸發(fā)硬件比較輸出。

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

PCIE464M硬件介紹

PCIE464M是一款基于PCIe的PCI Express的EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制卡，具有多項(xiàng)實(shí)時(shí)和高精度運(yùn)動(dòng)控制控制功能。

用戶可直接將PCIE464M嵌入標(biāo)準(zhǔn)PC機(jī)實(shí)現(xiàn)高性能的EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制功能，實(shí)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(dòng)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(shí)現(xiàn)IPC形態(tài)的機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)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(diǎn)擊“PCIE464M-高速高精，超高速PCIe EthrtCAT實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡”查看。

一、Python語言開發(fā)流程

本文案例Python開發(fā)環(huán)境：

操作系統(tǒng)環(huán)境：Win10_64位

Python版本：python-3.10.10-amd64.exe

Pycharm版本：pycharm-community-2024.1.3.exe

1）安裝漢化包：點(diǎn)擊file → setting → plugins，然后搜索Chinese中文包。

2）python解析器安裝Pyside2軟件包（QT庫）：File → Settings → Project pythonProject。

3）配置自定義控件：File → Settings → Tools → External Tools點(diǎn)擊+新增自定義工具。

自定義QtDesigner

目的：用于生成.ui文件

Name：QtDesigner

Group：Qt

Program：PySide2安裝路徑下的 designer.exe 路徑

例如：C:PythonPython39Scriptspyside2-designer.exe

Working directory：

$ProjectFileDir$

自定義Pyside2-uic

目的：將制作好的.ui文件轉(zhuǎn)化為.py文件

Name：Pyside2-uic

Group：Qt

Program：Python安裝目錄下Scriptspyside2-uic.exe

例如：C:PythonPython39Scriptspyside2-uic.exe

Arguments：$FileName$ -o $FileNameWithoutExtension$.py

Working directory：

$FileDir$

自定義Pyside2-rcc

目的：將圖片文件轉(zhuǎn)化為.py文件

Name：Pyside2-rcc

Group：Qt

Program：Python安裝目錄下Scriptspyside2-rcc.exe

例如：C:PythonPython39Scriptspyside2-rcc.exe

Arguments：$FileName$ -o $FileNameWithoutExtension$_rc.py

Working directory：$FileDir$

4）配置好自定義控件后，后續(xù)可以直接在pycharm菜單中使用。

二、Python+Qt進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制開發(fā)

1、新建項(xiàng)目

2、UI設(shè)置界面

1）進(jìn)入項(xiàng)目ui設(shè)置界面：工具 → Qt → QtDesigner。

2）設(shè)置項(xiàng)目Ui：通過拖動(dòng)控件到界面設(shè)置ui。

3）ui設(shè)置完后保存文件：文件 → 保存。

3、Python運(yùn)行UI

1）添加UI運(yùn)行的python文件：選中項(xiàng)目右鍵 → 新建 → Python File。

2）Ui_Weiget文件里面添加UI處理的類。

from PySide2.QtCore import QFile
from PySide2.QtUiTools import QUiLoader
class UiInterFace:
   def __init__(self):
       # 從文件中加載UI定義
       q_state_file = QFile("mainWeiget.ui")
       q_state_file.open(QFile.ReadOnly)
       q_state_file.close()
       # 從 UI 定義中動(dòng)態(tài) 創(chuàng)建一個(gè)相應(yīng)的窗口對象
       self.ui = QUiLoader().load(q_state_file)

3）同步驟1添加主運(yùn)行python文件Main，并添加主入口運(yùn)行函數(shù)。

from PySide2.QtWidgets import QApplication
from Ui_Weiget import UiInterFace
if __name__ == "__main__":
   app = QApplication([])  #加載所有控件
   ui_interface = UiInterFace()   #創(chuàng)建窗體對象
   ui_interface.ui.show()    #主窗口的控件，全部顯示在界面上
   app.exec_()             #進(jìn)入QApplication的事件處理循環(huán)

4）此時(shí)在Main文件點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，可以運(yùn)行程序顯示UI界面。

4、添加庫文件、庫函數(shù)封裝的Python文件。

1）找到廠家提供的光盤資料里面的python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“04PC函數(shù)”文件夾，并點(diǎn)擊進(jìn)入。

B、選擇“PC函數(shù)庫V2.1”文件夾。

C、選擇“Windows平臺(tái)”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Python64壓縮包,里面有Python對應(yīng)的函數(shù)庫，與

運(yùn)動(dòng)函數(shù)封裝的python文件。

2）將廠商提供的python的庫文件以及相關(guān)文件復(fù)制到新建的項(xiàng)目中。

A、進(jìn)入dll文件夾，選中zauxdll.dl、zmotion.dll、zauxdllPython.py三個(gè)文件復(fù)制。

B、選中新建的項(xiàng)目粘貼，便把對應(yīng)的庫文件與封裝的運(yùn)動(dòng)Python文件粘貼到了項(xiàng)目中。

3）進(jìn)入ui的python文件在文件開頭處導(dǎo)入zauxdllPython文件的ZAUXDLL類，并在界面類中創(chuàng)建ZAUXDLL對象。

三、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、讀取當(dāng)前軸運(yùn)動(dòng)是否在運(yùn)動(dòng)中。

4、設(shè)置脈沖當(dāng)量。

5、設(shè)置軸運(yùn)動(dòng)速度。

6、單軸持續(xù)運(yùn)動(dòng)。

7、單軸絕對運(yùn)動(dòng)。

8、單軸停止運(yùn)動(dòng)。

四、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(dòng)")
   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(shí)器

2、軸運(yùn)動(dòng)。

#軸運(yùn)行函數(shù)
def on_btn_Run_clicked(self):
   if self.Zmc.handle.value is None:
       QMessageBox.warning(self.ui, "警告", "未連接控制器")
       return
   # 獲取軸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)0 –運(yùn)動(dòng)中，-1-未運(yùn)動(dòng)
   isidle=self.Zmc.ZAux_Direct_GetIfIdle(self.axis_Num)[1].value 
   isidle=int(isidle)
   if self.mode == 1 and not isidle:
       QMessageBox.warning(self.ui, "警告", "未停止")
       return
   # 設(shè)置脈沖當(dāng)量
   str_tmp = self.ui.edit_Units.text()
   float_tmp = float(str_tmp)
   self.Zmc.ZAux_Direct_SetUnits(self.axis_Num, float_tmp)#設(shè)置脈沖單量
   # 設(shè)置運(yùn)動(dòng)速度
   str_tmp = self.ui.edit_Speed.text()
   float_tmp = float(str_tmp)
   self.Zmc.ZAux_Direct_SetSpeed(self.axis_Num, float_tmp)#設(shè)置運(yùn)動(dòng)速度
   # 設(shè)置加速度
   str_tmp = self.ui.edit_Accel.text()
   float_tmp = float(str_tmp)
   self.Zmc.ZAux_Direct_SetAccel(self.axis_Num, float_tmp)#設(shè)置加速度
   # 設(shè)置減速度
   str_tmp = self.ui.edit_Decel.text()
   float_tmp = float(str_tmp)
   self.Zmc.ZAux_Direct_SetDecel(self.axis_Num, float_tmp)#設(shè)置減速
   # 設(shè)置S曲線
   str_tmp = self.ui.edit_Sramp.text()
   float_tmp = float(str_tmp)
   self.Zmc.ZAux_Direct_SetSramp(self.axis_Num, float_tmp)# 設(shè)置S曲線
   if 0 == self.mode:
       # 單軸持續(xù)運(yùn)動(dòng)
       self.Zmc.ZAux_Direct_Single_Vmove(self.axis_Num, self.direction)
   elif 1 == self.mode:
       str_tmp = self.ui.edit_Distance.text()
       float_tmp = float(str_tmp)
       # 單軸相對運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)
       self.Zmc.ZAux_Direct_Single_Move(self.axis_Num, -float_tmp if self.direction == -1 else float_tmp)

3、停止軸運(yùn)動(dòng)。

#停止軸運(yùn)動(dòng)
def on_btn_Stop_clicked(self):
   if self.Zmc.handle.value is None:
       QMessageBox.warning(self.ui, "警告", "未連接控制器")
       return
   #獲取軸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)0 –運(yùn)動(dòng)中，-1-未運(yùn)動(dòng)
   isidle=self.Zmc.ZAux_Direct_GetIfIdle(self.axis_Num)[1].value
   if isidle:
       QMessageBox.warning(self.ui, "警告", "已停止")
       return
   #停止單軸運(yùn)動(dòng)
   self.Zmc.ZAux_Direct_Single_Cancel(self.axis_Num, 2)

4、運(yùn)行程序觀察運(yùn)行效果。

運(yùn)行python程序，通過RTSys軟件觀察運(yùn)行情況。

本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器上位機(jī)開發(fā)之Python+Qt（一）：鏈接與單軸運(yùn)動(dòng)，就分享到這里。

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