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)控制卡的硬件接線與C#的硬件外設(shè)讀寫與回零運(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)控制卡的硬件接線與C#的硬件外設(shè)讀寫與回零運(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等開發(fā)語言，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，進(jìn)入正題。本節(jié)我們主要講EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡之ECI2820如何使用C#進(jìn)行回零運(yùn)動(dòng)以及控制器外設(shè)信息讀寫功能。
一ECI2828運(yùn)動(dòng)控制卡硬件介紹
ECI2828系列控制卡支持多達(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)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#等軟件來開發(fā)，程序運(yùn)行時(shí)需要?jiǎng)討B(tài)庫 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。
ECI2828系列運(yùn)動(dòng)控制卡可搭配ZCAN擴(kuò)展模塊通過CAN總線協(xié)議的使用的CAN總線遠(yuǎn)程擴(kuò)展模塊。當(dāng)IO、AIO、軸等資源不夠的時(shí)候，可增加ZCAN擴(kuò)展模塊使用，以擴(kuò)展IO端口、AIO端口、軸接口數(shù)量。以下是幾種擴(kuò)展板的接口示意圖。
二C#語言進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制開發(fā)
1.新建WinForm項(xiàng)目并添加函數(shù)庫
（1）在VS2015菜單“文件”→“新建”→ “項(xiàng)目” ，啟動(dòng)創(chuàng)建項(xiàng)目向?qū)А?nbsp;
（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(64位庫為例)：
A、進(jìn)入廠商提供的光盤資料找到“8.PC函數(shù)”文件夾，并點(diǎn)擊進(jìn)入。
B、選擇“函數(shù)庫2.1”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C#的壓縮包,里面有C#對應(yīng)的函數(shù)庫。
F、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(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。
至此項(xiàng)目新建完成，可進(jìn)行C#項(xiàng)目開發(fā)。
2.查看PC函數(shù)手冊
A、PC函數(shù)手冊也在光盤資料里面，具體路徑如下：“光盤資料8.PC函數(shù)函數(shù)庫2.1Motion函數(shù)庫編程手冊 V2.1.pdf”。
B、PC編程，一般如果網(wǎng)口對控制器和工控機(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。通過操作這個(gè)鏈接句柄可以實(shí)現(xiàn)對控制器的控制。
ZAux_OpenEth()接口說明：
項(xiàng)目應(yīng)用截圖：
C、使用回零運(yùn)動(dòng)相關(guān)的指令操作鏈接句柄“g_handle”，對控制器進(jìn)行回零運(yùn)動(dòng)控制以及各類外設(shè)接口的讀取，回零運(yùn)動(dòng)相關(guān)的指令如下。
回零運(yùn)動(dòng)指令：
模擬量輸入AD讀取指令：
模擬量輸出DA讀取指令：
設(shè)置回零信號(hào)點(diǎn)，正限位信號(hào)點(diǎn)，負(fù)限位信號(hào)點(diǎn):
3.C#進(jìn)行回零運(yùn)動(dòng)開發(fā)
（1）回零運(yùn)動(dòng)控制人機(jī)交互界面如下。
（2）例程簡易流程圖。
（3）在Form1的構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用接口ZAux_OpenEth（），使在系統(tǒng)初始化的時(shí)候自動(dòng)鏈接控制器。
public Form1()
{
InitializeComponent();
//鏈接控制器
zmcaux.ZAux_OpenEth("192.168.0.11", out g_handle);
if (g_handle != (IntPtr)0)
{
MessageBox.Show("控制器鏈接成功!", "提示");
timer1.Enabled = true;
}
else
{
MessageBox.Show("控制器鏈接失敗，請檢測IP地址!", "警告");
}
}
（4）通過定時(shí)器更新控制器軸狀態(tài)：當(dāng)前坐標(biāo)、外設(shè)信息等等。
//定時(shí)器
private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
{
int[] runstate = new int[4];
float[] curpos = new float[4];
float adValue = 0;
float daValue = 0;
int axisstate = 0;
int canstatus = 0;
for (int i = 0; i<4; i++)
{
//獲取軸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及當(dāng)前位置
zmcaux.ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, i, ref runstate[i]);
zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(g_handle, i, ref curpos[i]);
}
canstatus = CanioStatus();
if (canstatus == 0)
label_CanStatus.Text = "can擴(kuò)展板狀態(tài)：斷開 ";
else
label_CanStatus.Text = "can擴(kuò)展板狀態(tài)：正常 ";
label_X.Text = "X " + Convert.ToString(runstate[0] == 0 ? " 運(yùn)行中 " : " 停止中 ") + curpos[0];
label_Y.Text = "Y " + Convert.ToString(runstate[1] == 0 ? " 運(yùn)行中 " : " 停止中 ") + curpos[1];
label_Z.Text = "Z " + Convert.ToString(runstate[2] == 0 ? " 運(yùn)行中 " : " 停止中 ") + curpos[2];
label_R.Text = "R " + Convert.ToString(runstate[3] == 0 ? " 運(yùn)行中 " : " 停止中 ") + curpos[3];
//掃描模擬量大小
zmcaux.ZAux_Direct_GetAD(g_handle, Convert.ToInt32(textBox_AD.Text), ref adValue);
zmcaux.ZAux_Direct_GetDA(g_handle, Convert.ToInt32(textBox_DA.Text), ref daValue);
label_AD.Text = "AD大?。?quot; + Convert.ToString(adValue);
label_DA.Text = "DA大?。?quot; + Convert.ToString(daValue);
//掃描軸狀態(tài)
zmcaux.ZAux_Direct_GetAxisStatus(g_handle, nAxis, ref axisstate);
if (axisstate == 0)
{
label_AxisStatus.Text = "軸狀態(tài)：正 常";
}
else if (((axisstate >> 4) & 1) == 1)
{
label_AxisStatus.Text = "軸狀態(tài)：正向硬限位報(bào)警！";
}
else if (((axisstate >> 5) & 1) == 1)
{
label_AxisStatus.Text = "軸狀態(tài)：負(fù)向硬限位報(bào)警！";
}
else if (((axisstate >> 22) & 1) == 1)
{
label_AxisStatus.Text = "軸狀態(tài)：伺服報(bào)警！";
}
}
（5）通過回零按鈕的事件處理函數(shù)來設(shè)置軸參數(shù)并開始運(yùn)動(dòng)。
//回零運(yùn)動(dòng)
private void button_home_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (g_handle == (IntPtr)0)
{
MessageBox.Show("未鏈接到控制器!", "提示");
}
else
{
//設(shè)置軸參數(shù)
zmcaux.ZAux_Direct_SetAtype(g_handle, nAxis, 7); //可以用于Z相回零
zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, nAxis, Convert.ToSingle(TextBox_units.Text));
zmcaux.ZAux_Direct_SetLspeed(g_handle, nAxis, Convert.ToSingle(TextBox_lspeed.Text));
zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, nAxis, Convert.ToSingle(TextBox_speed.Text));
zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, nAxis, Convert.ToSingle(TextBox_accel.Text));
zmcaux.ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, nAxis, Convert.ToSingle(TextBox_decel.Text));
zmcaux.ZAux_Direct_SetCreep(g_handle, nAxis, Convert.ToSingle(TextBox_creep.Text));
zmcaux.ZAux_Direct_SetDatumIn(g_handle, nAxis, Convert.ToInt32(TextBox_homeio.Text)); //配置原點(diǎn)信號(hào)。ECI系列默認(rèn)ON時(shí)信號(hào)有效，常開傳感器需要反轉(zhuǎn)輸入口為OFF
zmcaux.ZAux_Direct_Single_Datum(g_handle, nAxis, home_mode);
}
}
（6）通過停止按鈕的事件處理函數(shù)來停止插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。
//停止運(yùn)動(dòng)
private void Stop_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (g_handle == (IntPtr)0)
{
MessageBox.Show("未鏈接到控制器!", "提示");
}
else
{
zmcaux.ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle, nAxis, 2);
}
}
（7）通過參數(shù)設(shè)置按鈕的事件處理函數(shù)來設(shè)置外設(shè)參數(shù)以及軸參數(shù)運(yùn)動(dòng)。
//參數(shù)設(shè)置
private void button_Para_Click(object sender, EventArgs e)
{
//設(shè)置參數(shù)
zmcaux.ZAux_Direct_SetDA(g_handle,Convert.ToInt32(textBox_DA.Text),(float)Convert.ToDouble(textBox_DaValue.Text));
zmcaux.ZAux_Direct_SetFwdIn(g_handle,nAxis,Convert.ToInt32(textBox_Fwd.Text));
zmcaux.ZAux_Direct_SetRevIn(g_handle,nAxis,Convert.ToInt32(textBox_Rev.Text));
//設(shè)置軸參數(shù)
zmcaux.ZAux_Direct_SetAtype(g_handle, nAxis, 7); //可以用于Z相回零
zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle,nAxis,Convert.ToSingle(TextBox_units.Text));
zmcaux.ZAux_Direct_SetLspeed(g_handle,nAxis,Convert.ToSingle(TextBox_lspeed.Text));
zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle,nAxis,Convert.ToSingle(TextBox_speed.Text));
zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle,nAxis,Convert.ToSingle(TextBox_accel.Text));
zmcaux.ZAux_Direct_SetDecel(g_handle,nAxis,Convert.ToSingle(TextBox_decel.Text));
zmcaux.ZAux_Direct_SetCreep(g_handle,nAxis,Convert.ToSingle(TextBox_creep.Text));
zmcaux.ZAux_Direct_SetDatumIn(g_handle,nAxis,Convert.ToInt32(TextBox_homeio.Text)); //配置原點(diǎn)信號(hào)。ECI系列默認(rèn)ON時(shí)信號(hào)有效，常開傳感器需要反轉(zhuǎn)輸入口為OFF
}
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，并點(diǎn)擊“視圖”→“示波器”打開示波器對軸運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)控。
（2）運(yùn)行上位機(jī)軟件進(jìn)行調(diào)試監(jiān)控。
（3）Zdevelop連接擴(kuò)展板狀態(tài)顯示。
本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡的硬件接線與C#的硬件外設(shè)讀寫與回零運(yùn)動(dòng)，就分享到這里。
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