Windows实时运动控制软核(六):LOCAL高速接口测试之Matlab

 

 今天，正运动小助手给大家分享一下MotionRT7的安装和使用，以及使用Matlab对MotionRT7开发的前期准备。  

 

 

01

MotionRT7简介

MotionRT7是深圳市正运动技术推出的跨平台运动控制实时内核，也是国内首家完全自主自研，自主可控的Windows运动控制实时软核。

1.MotionRT7具备以下特点（1）独立软件安装，适合各种Windows电脑；绿色免安装，快速体验；采用硬件绑定的运行许可证授权（未授权也可试用）；可以方便配置、启动、连接、模拟运行等。

（2）与MotionRT其它版本功能兼容，一次开发，可快速切换到嵌入式，Linux各种平台。

（3）统一函数库接口，快速的本地LOCAL接口，运动函数调用快至us级别，比普通PCI卡快数十倍。

（4）集成机器视觉，快速搭建各类运动控制+机器视觉的实时应用。

（5）强大多卡功能，最多240轴联动，支持跨卡联动，脉冲与总线联动，振镜与平台联动，轻松实现位置锁存/PSO等高级功能。

2.持续迭代的运动控制实时内核MotionRT

MotionRT是正运动技术持续建设与发展的运动控制实时内核，已不断迭代7代，从MotionRT1到MotionRT7。

3.MotionRT7采用模块化软件架构

运动控制程序、视觉算法、MotionRT7运动控制引擎，通过高共享内存进行数据交互，大大提升运动控制与机器视觉的交互效率。用户自定义功能，融合Gmc、Gear/Cam、Frame、Robotics、CNC等算法，打造用户的专用控制系统。4.统一开放的API函数

统一完善的SDK库，所有的第三方开发环境同用一套API接口，跨平台的产品架构，提高效率，保持兼容性。

 

5.简单易用的运动控制功能特性

a.点位运动、直线插补、圆弧插补、螺旋插补、连续轨迹加工；

b.电子凸轮、电子齿轮、同步跟随、位置锁存、虚拟轴叠加；

c.S曲线加减速，SS曲线加减速，轨迹运动更柔和；

d.1D/2D/3D高速位置同步输出PS0，充分满足视觉飞拍、高速点胶、激光加工；

e.客户可自定义运动控制算法或者机器人正反解算法；

f.方便与第三方视觉配合。

6.开放的EtherCAT与配置调试工具

ZDevelop具备开放易用的配置，开发，调试，诊断等工具。ZDevelop不仅是个绿色免费的软件，而且具备轴调试，轴状态，示波器等工具。

MotionRT7广泛支持EtherCAT总线，支持市面上广泛易用的EtherCAT伺服，EtherCAT步进，EtherCAT IO，EtherCAT阀岛和EtherCAT传感器。

我司后续将持续完善EtherCAT的配置工具，持续努力做最好用的运动控制。

 

 

02

MotionRT7的安装和使用

第一步：安装驱动程序

1.打开“设备管理器”，选择“操作”中的“添加过时硬件”，选择“手动选择”。

2.点击“下一步”。

3.点击“从磁盘安装”。

4.点击“浏览按钮”选择驱动所在的路径，打开文件夹“driver_signed”，选择“ZMotionRt64.inf”。

5.一直点击下一步，直到安装完成。

 注意：驱动更新时，要从设备管理器删除设备，一定要选择把驱动文件也删除。6.MotionRT7驱动安装视频演示。

第二步：运行控制台程序

1.打开控制台程序所在位置，运行可执行文件“MotionRt710.exe”。

2.点击“Start”。

第三步：使用ZDevelop软件链接到控制器，进行参数监控

ZDevelop链接控制器，软件版本3.10以上，使用PCI/LOCAL方式进行连接。

第四步：网口扩展EtherCAT主站协议1.查看网络连接。2.选择用作EtherCAT的网卡，右键属性，安装协议。

 

3.点击从磁盘安装，选择驱动器所在的路径，打开文件夹”driver_signed”，选择“MotionRtPacket.inf”。

4.安装成功后，确认ZMotionRT64 Packet Protocol Driver前面有选上。

在RT控制台程序选择增加AddEcat，这时能看到对应网卡，选择后，启动RT。

5.MotionRT7 EtherCAT协议安装视频演示。

 自带PC网卡EtherCAT具有一定的实时性，若EtherCAT要提升性能，则需要把网口其它的协议都去掉以提升实时性。如需进一步提升实时性，请使用正运动专门的EtherCAT运动控制卡XPCIE1032。更多关于MotionRT7的参数设置以及相关问题，请参照“MotionRT7说明书”。

相关资料请前往正运动技术官网www.zmotion.com.cn或联系正运动相关人员。

 

 

03

Matlab进行MotionRT7项目的开发

1、打开MATLAB R2020a，新建工程：菜单“主页”→“新建”→“工程”→“空白工程”，启动创建项目向导。  

2、选择工程保存路径，设置工程名，点击创建。

3、命令行输入GUIDE新建GUI。4、将产品配套光盘“..函数库dll”文件夹中的动态链接库“zmotion.dll”、“zauxdll.dll”复制到MATLAB工作目录中。

5、头文件“zauxdll2.h”复制到工程文件夹中。

6、配置MATLAB开发环境。（1）在matlab命令行输入mbuild -setup以及mex -setup，选择安装的c语言编译器。

（2）使用loadlibrary('zauxdll.dll','zauxdll2.h')，加载函数库。

（3）libfunctions zauxdll-full或libfunctionsview zauxdll，显示共享库函数签名。

7、使用calllib调用zauxdll函数库中函数，详细可查看MATLAB帮助。

至此，用户就可以在MATLAB函数库中调用任意函数并编写应用程序，具体函数的用法及功能可以参考光盘资料ZMotion PC函数库编程手册。

（1）相关PC函数介绍

指令1	ZAUX_FastOpen
指令原型	int32__stdcall  ZAux_FastOpen(ZMC_CONNECTION_TYPE type,char *pconnectstring, uint32 uims, ZMC_HANDLE * phandle)
指令说明	与控制器建立连接, 可以指定连接的等待时间
输入参数	参数名 描述 type 连接类型 type: 1-COM 2-ETH 4-PCI 5-LOCAL pconnectstring 连接字符串: COM口号/IP地址/LOCAL uims 连接超时时间 uims;单位ms
输出参数	参数名 描述 phandle 控制器连接句柄
返回值	成功返回值为0，非0详见错误码说明
指令示例	1.串口连接:ZMC_HANDLE phandle;//控制器连接句柄 Char comID[32]= "0";//串口ID ZAux_FastOpen(1, comID,1000s ,&phandle);   2.网口连接例子： ZMC_HANDLE  phandle;//控制器连接句柄 Char EthID[32]= "192.168.0.11";//网口ID ZAux_FastOpen(1, EthID,1000s ,&phandle);   3.LOCAL接口连接例子： ZMC_HANDLE  phandle;//控制器连接句柄 ZAux_FastOpen(ZMC_CONNECTION_LOCAL, "LOCAL1",3000,&g_handle);
详细说明	/

 

指令2	ZAux_OpenEth
指令原型	int32__stdcall  ZAux_OpenEth(char  *ipaddr, ZMC_HANDLE * phandle)
指令说明	以太网连接控制器
输入参数	参数名 描述 Ipaddr 连接的IP地址
输出参数	参数名 描述 Phandle 返回的连接句柄
返回值	成功返回值为0，非0详见错误码说明
指令示例	网口连接控制器
详细说明	1.网口采用RJ45标准网线接口，通讯速率为100Mbit/s。 2.控制器出厂的IP地址为192.168.0.11，端口号为502。对端通讯设备需与控制器处于同一网段,才可进行连接。 3.最常用的控制器连接方式。 4.ZMC_HANDLE类型：Zmotion库中，专门用于控制卡连接数据定义类型。

 

指令3	ZAux_Direct_GetDpos
指令原型	int32__stdcall  ZAux_Direct_GetDpos(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float  *pfValue)
指令说明	读取轴当前位置或称控制器发送的需求位置，单位units
输入参数	参数名 描述 handle 连接标识 iaxis 轴号
输出参数	参数名 描述 pfValue 获取当前轴位置
返回值	成功返回值为0，非0详见错误码说明
指令示例	轴基本运动参数设置获取
详细说明	/

 

指令4	ZAux_Execute
指令原型	int32__stdcall  ZAux_Execute(ZMC_HANDLE handle, const char  *pszCommand, char  *psResponse, uint32  uiResponseLength)
指令说明	发送字符串命令到控制器，缓存方式(当控制器没有缓冲时自动阻塞)
输入参数	参数名 描述 handle 连接句柄 pszCommand 发送的命令字符串 uiResponseLength 返回的字符长度
输出参数	参数名 描述 psResponse 返回的字符串
返回值	成功返回值为0，非0详见错误码说明
指令示例	在线命令函数的使用
详细说明	上位机调用上位机未封装的Basic指令功能

 

指令5	ZAux_DirectCommand
指令原型	int32__stdcall  ZAux_DirectCommand(ZMC_HANDLE handle, const char  *pszCommand,char  *psResponse, uint32 uiResponseLength)
指令说明	发送字符串命令到控制器，直接方式（不进缓冲区,有少数命令，暂时不支持）
输入参数	参数名 描述 handle 连接句柄 pszCommand 发送的命令字符串 uiResponseLength 返回的字符长度
输出参数	参数名 描述 uiResponseLength 返回的字符串
返回值	成功返回值为0，非0详见错误码说明
指令示例	在线命令函数的使用
详细说明	上位机调用上位机未封装的Basic指令功能

 

指令6	ZAux_Close
指令原型	int32__stdcall  ZAux_Close(ZMC_HANDLE  handle)
指令说明	关闭控制器连接
输入参数	参数名 描述 Handle 连接句柄
输出参数	/
返回值	成功返回值为0，非0详见错误码说明
指令示例	串口连接控制器
详细说明	/

在MATLAB的GUI设计界面，找到需要用到的控件拖拽到窗体中进行UI界面设计，效果如下。

 

注：使用IP模式连接MotionRT7的时候，要将motionRT710中的Config配置项Eth num的值设置为一个大于0的数（1-12），输入的IP为本机IP，可以在ZDevelop中直接查看。

（2）相关代码①通过IP链接方式的链接按钮的消息响应函数来链接控制器。

% --- IP链接方式链接控制器Executes on button press in btn_open_eth.
function btn_open_eth_Callback(hObject, eventdata, handles)
global g_handleptr;%定义连接句柄
calllib('zauxdll','ZAux_Close',g_handleptr);
str_zmc_connect =get(handles.edit_ip,'String');
disp("连接控制器:"+str_zmc_connect);
[res,~] = calllib('zauxdll','ZAux_OpenEth',str_zmc_connect ,g_handleptr);
commandCheckHandler("ZAux_OpenEth",res);
if res==0
    fprintf('ETH连接控制器成功
');
    set(gcf,'NumberTitle', 'off', 'Name', '(网口连接成功)');
else
    fprintf('ETH连接控制器失败,错误码%d
',res);
    set(gcf,'NumberTitle', 'off', 'Name', '(未连接)');
    msgbox('Connection failure，Please check the IP！');%连接控制器失败，请检查IP地址
    return;
end

②通过LOCAL链接方式的链接按钮的消息响应函数来链接控制器。

% --- Local链接方式链接控制器Executes on button press in btn_open_local.
function btn_open_local_Callback(hObject, eventdata, handles)
global g_handleptr;%定义连接句柄
calllib('zauxdll','ZAux_Close',g_handleptr);
str_zmc_connect =get(handles.edit_local,'String');
disp("连接控制器:LOCAL");
[res,~] = calllib('zauxdll','ZAux_FastOpen',5,str_zmc_connect ,3000,g_handleptr);
commandCheckHandler("ZAux_FastOpen",res);
if res==0
    fprintf('LOCAL连接控制器成功
');
    set(gcf,'NumberTitle', 'off', 'Name', '(LOCAL连接成功)');
else
    fprintf('连接控制器失败,错误码%d
',res);
    set(gcf,'NumberTitle', 'off', 'Name', '(未连接)');
    msgbox('Connection failure，Please check the LOCAL！');%连接控制器失败，请检查IP地址
    return;
end

③通过断开按钮的消息响应函数来断开控制器的链接。

% ---断开连接 Executes on button press in btn_close.
function btn_close_Callback(hObject, eventdata, handles)
global g_handleptr;%定义连接句柄
[res,~] =calllib('zauxdll','ZAux_Close',g_handleptr);
commandCheckHandler("ZAux_FastOpen",res);
disp("关闭与控制器连接");%打印

④通过启动按钮下载basic文件并实时获取轴坐标进行绘制测试。

% --- 启动Executes on button press in btn_test1.
function btn_test1_Callback(hObject, eventdata, handles)
global g_handleptr;
h = animatedline; %创建空白动态曲线
axis([-500 2000 -500 1000]) %设置坐标系范围
Response =char(512*512);
cmd=char('?dpos(0),dpos(1),dpos(2),dpos(3),axisstatus(0),axisstatus(1),axisstatus(2),axisstatus(3),in(0),in(1),in(2),in(3)');
char Response;
cmdpath=char('C:UsersLemonMATLABProjectsLocalRunSPBasic1.bas');
[~,~,~]=calllib('zauxdll','ZAux_BasDown',g_handleptr, cmdpath,1);
for k = 1:10000
[~,~,~,Response]=calllib('zauxdll','ZAux_DirectCommand',g_handleptr, cmd, Response,255);
    Para = strsplit(Response,' ');
    x=str2double(Para(1));
    y=str2double(Para(2));
    set(handles.edit_dpos0,'String',Para(1));
    set(handles.edit_dpos1,'String',Para(2));
    set(handles.edit_dpos2,'String',Para(3));
    set(handles.edit_dpos3,'String',Para(4));
    set(handles.edit_axisstatus0,'String',Para(5));
    set(handles.edit_axisstatus1,'String',Para(6));
    set(handles.edit_axisstatus2,'String',Para(7));
    set(handles.edit_axisstatus3,'String',Para(8));
    set(handles.edit_in0,'String',Para(9));
    set(handles.edit_in1,'String',Para(10));
    set(handles.edit_in2,'String',Para(11));
    set(handles.edit_in3,'String',Para(12));
    addpoints(h,x,y);
    drawnow
end

（3）运行效果

（4）效果演示

 

（5）分析与结论MotionRT7的出现，无疑是一次重大的惊喜与升级，它在为我们进行大批量指令交互的过程中，提供了更好的效率与稳定性，给生产创造更高的效率与更多的价值！相关的函数请参照“ZMotion PC函数库编程手册”。  

审核编辑 ：李倩