分享一下运动控制卡之ECIO系列IO卡的用法

伺服与运动控制 2023-02-17 4174

描述

今天，给大家分享一下运动控制卡之ECIO系列IO卡的用法，C#语言进行ECI IO卡的开发以及测试多个IO读写的交互速度。

01 ECI0032/ECI0064 IO卡硬件介绍

1.功能介绍

ECI0032/ECI0064等ECI0系列运动控制卡支持以太网、RS232通讯接口和电脑相连，接收电脑的指令运行，可以通过CAN总线连接各个扩展模块，从而扩展输入输出点数。

ECI0032/ECI0064等ECI0系列采用了优化的网络通讯协议，可以实现实时的逻辑控制和IO状态的监控。

ECI0032/ECI0064等ECI0系列IO卡的应用程序可以使用VC，VB，VS，C++，C#等软件开发，程序运行时需要动态库zmotion.dll，调试时可以将ZDevelop软件同时连接控制器，从而方便调试、方便观察。

RS232接口

RS232接口

ECI0032系统架构图

RS232接口

ECI0064系统架构图

2.硬件接口

RS232接口

通用输入口电路图

RS232接口

通用输入口接线参考图

RS232接口

通用输出口电路图

RS232接口

通用输出口接线参考图

3.控制器基本信息

RS232接口

02 C#语言进行ECI IO卡的开发

（一）新建WinForm项目并添加函数库

1.在VS2015菜单“文件”→“新建”→“项目”，启动创建项目向导。

RS232接口

2.选择开发语言为“Visual C#”和.NET Framework 4以及Windows窗体应用程序。

RS232接口

3.找到厂家提供的光盘资料里面的C#函数库，路径如下（64位库为例）。

1）进入厂商提供的光盘资料找到“8.PC函数”文件夹，并点击进入。

RS232接口

2）选择“函数库2.1”文件夹。

RS232接口

3）选择“Windows平台”文件夹。

RS232接口

4）根据需要选择对应的函数库，这里选择64位库。

RS232接口

5）解压C#压缩包,里面有C#对应的函数库。

RS232接口

6）函数库具体路径如下。

RS232接口

4.将厂商提供的C#的库文件以及相关文件复制到新建的项目中。

1）将zmcaux.cs文件复制到新建的项目里面中。

RS232接口

2）将zaux.dll和zmotion.dll文件放入bindebug文件夹中。

RS232接口

5.用vs打开新建的项目文件，在右边的解决方案资源管理器中点击显示所有文件，然后鼠标右击zmcaux.cs文件，点击包括在项目中。

RS232接口

6.双击Form1.cs里面的Form1，出现代码编辑界面，在文件开头写入using cszmcaux，并声明控制器句柄g_handle。

RS232接口

7.至此，项目新建完成，可进行C#项目开发。

（二）PC函数介绍

1.PC函数手册可在光盘资料查看，具体路径如下。

RS232接口

2.链接控制器，获取链接句柄。

指令3

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。

3.快速读取多个输入口当前状态接口说明。

指令200

ZAux_GetModbusIn

指令原型

int32 __stdcall ZAux_GetModbusIn (ZMC_HANDLE handle,int ionumfirst, int ionumend, uint8 * pValueList);

指令说明

快速读取多个当前的输入状态

输入参数

参数名	描述
handle	连接句柄
ionumfirst	IN起始编号
ionumend	IN结束编号

输出参数

参数名	描述
pValueList	位状态，按位存储

返回值

成功返回值为0，非0详见错误码说明

指令示例

多个IO读取

详细说明

Modbus方式获取出来的状态是未反转前的状态。如果有用INVERT_IN反转，读取的状态可能就是不对的

4.快速读取多个输出口当前状态接口说明。

指令201

ZAux_GetModbusOut

指令原型

int32 __stdcall ZAux_GetModbusOut (ZMC_HANDLE handle,int ionumfirst, int ionumend, uint8 * pValueList);

指令说明

快速读取多个当前的输出状态。Modbus方式获取出来的状态是未反转前的状态。如果有用INVERT_IN反转，读取的状态可能就是不对的

输入参数

参数名	描述
handle	连接句柄
ionumfirst	OUT起始编号
ionumend	OUT结束编号

输出参数

参数名	描述
pValueList	位状态，按位存储

返回值

成功返回值为0，非0详见错误码说明

指令示例

多个IO读取

详细说明

Modbus方式获取出来的状态是未反转前的状态。如果有用INVERT_IN反转，读取的状态可能就是不对的

03 C#快速读取多个IO状态测试例程

1.例程界面

RS232接口

2.相关代码

①链接按钮的事件处理函数中调用链接控制器的接口函数ZAux_OpenEth（），与控制器进行链接,链接成功后启动定时器1监控控制器的IO状态。

//链接控制器
private void LinkButton_Click(object sender, EventArgs e)
{
    zmcaux.ZAux_OpenEth(IP_comboBox.Text, out g_handle);
    if (g_handle != (IntPtr)0)
    {
        // MessageBox.Show("控制器链接成功!", "提示");
        timer1.Enabled = true;
        LinkButton.BackColor = Color.FromArgb(200, 255, 200);
    }
    else
    {
        MessageBox.Show("控制器链接失败，请检测IP地址!", "警告");
        LinkButton.BackColor = Color.FromArgb(255, 200, 200);
    }
}

②通过定时器1监控控制器的IO状态。

//定时器更新IO信息
private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
{
    int j, k;
    int TestNum = 50;
    //快速读取输入口状态接口时间测试
    byte[] InState = new byte[4];
    DateTime beforeDT = System.DateTime.Now;
    for (int count = 0; count < TestNum; count++)
    {
        zmcaux.ZAux_GetModbusIn(g_handle, 0, 32, InState);
        for (int i = 0; i < 32; i++)
        {
            j = i / 8;
            k = i % 8; 
            if (((InState[j] >> k) & 1) == 1)
            {
                InStatus[i].BackColor = Color.FromArgb(200, 255, 200); 
            }
            else
            {
                InStatus[i].BackColor = Color.FromArgb(255, 200, 200);
            }
        }
    }
    DateTime afterDT = System.DateTime.Now;
    //计算beforeDT与afterDT的时间差
    TimeSpan ts = afterDT - beforeDT;
    InMoitoring.Text = "输入口监控_刷新时间:  " + (ts.TotalMilliseconds * 1000 / TestNum).ToString() + " us    ";
    //快速读取输出口状态接口时间测试
    byte[] OutState = new byte[4];
    DateTime beforeDTOP = System.DateTime.Now;
    for (int count = 0; count < TestNum; count++)
    { 
        zmcaux.ZAux_GetModbusOut(g_handle, 0, 32, OutState);
        for (int i = 0; i < 32; i++)
        {
            j = i / 8;
            k = i % 8;
            if (((OutState[j] >> k) & 1) == 1)
            {
                OutStatus[i].BackColor = Color.FromArgb(200, 255, 200);
            }
            else
            {
                OutStatus[i].BackColor = Color.FromArgb(255, 200, 200);
            }
        }
    }
    DateTime afterDTOP = System.DateTime.Now;
    //计算beforeDTOP与afterDTOP的时间差
    ts = afterDTOP - beforeDTOP;
    OutMoitoring.Text = "输出口监控_刷新时间:  " + (ts.TotalMilliseconds * 1000 / TestNum).ToString() + " us    ";
}

③多个输入口状态读取速度测试函数。

//多个输入口状态读取交互速度测试
private void ReadInTest_Click(object sender, EventArgs e)
{
    int j, k;
    int testNum = Convert.ToInt32(TestNum.Text.ToString());
    int readInNum = Convert.ToInt32(ReadInNum.Text.ToString());
    //快速读取输入口状态接口时间测试
    byte[] InState = new byte[4];
    DateTime beforeDT = System.DateTime.Now;
    for (int count = 0; count < testNum; count++)
    {
        zmcaux.ZAux_GetModbusIn(g_handle, 0, readInNum, InState);
        if (count % 100 == 0)
        {
            for (int i = 0; i < 32; i++)
            {
                j = i / 8;
                k = i % 8;
                if (((InState[j] >> k) & 1) == 1)
                {
                    InStatus[i].BackColor = Color.FromArgb(200, 255, 200);
                }
                else
                {
                    InStatus[i].BackColor = Color.FromArgb(255, 200, 200);
                }
            }
        }
    }
    DateTime afterDT = System.DateTime.Now;
    //计算beforeDT与afterDT的时间差
    TimeSpan ts = afterDT - beforeDT;
    //总耗时 ms
    ReadInTotTime.Text = ts.TotalMilliseconds.ToString("0.00");
    //平均耗时 us
    ReadInTime.Text = (ts.TotalMilliseconds * 1000 / testNum).ToString("0.00");
}

④多个输出口状态读取速度测试函数。

//多个输出口状态读取交互速度测试
private void ReadOutTest_Click(object sender, EventArgs e)
{
    int j, k;
    int testNum = Convert.ToInt32(TestNum.Text.ToString());
    int readOutNum = Convert.ToInt32(ReadOutNum.Text.ToString());
    //快速读取输入口状态接口时间测试
    byte[] OutState = new byte[4];
    DateTime beforeDT = System.DateTime.Now;
    for (int count = 0; count < testNum; count++)
    {
        zmcaux.ZAux_GetModbusOut(g_handle, 0, readOutNum, OutState); 
        if (count % 100 == 0)
        {
            for (int i = 0; i < 32; i++)
            {
                j = i / 8;
                k = i % 8;
                if (((OutState[j] >> k) & 1) == 1)
                {
                    OutStatus[i].BackColor = Color.FromArgb(200, 255, 200);
                }
                else
                {
                    OutStatus[i].BackColor = Color.FromArgb(255, 200, 200);
                }
            }
        }
    }
    DateTime afterDT = System.DateTime.Now;
    //计算beforeDT与afterDT的时间差
    TimeSpan ts = afterDT - beforeDT;
    //总耗时 ms
    ReadOutTolTime.Text = ts.TotalMilliseconds.ToString("0.00");
    //平均耗时 us
    ReadOutTime.Text = (ts.TotalMilliseconds * 1000 / testNum).ToString("0.00");
}

⑤多个输出口状态设置速度测试函数。

//多个输出口状态设置交互速度测试
private void WriteOutTest_Click(object sender, EventArgs e)
{
    int testNum = Convert.ToInt32(TestNum.Text.ToString());
    int writeOutNum = Convert.ToInt32(WriteOutNum.Text.ToString());
    //快速读取输入口状态接口时间测试
    byte[] OutState = new byte[4];
    DateTime beforeDT = System.DateTime.Now;
    for (int count = 0; count < testNum; count++)
    {
        zmcaux.ZAux_GetModbusOut(g_handle, 0, writeOutNum, OutState);
    }
    DateTime afterDT = System.DateTime.Now;
    //计算beforeDT与afterDT的时间差
    TimeSpan ts = afterDT - beforeDT;
    //总耗时 ms
    WriteOutTolTime.Text = ts.TotalMilliseconds.ToString("0.00");
    //平均耗时 us
    WriteOutTime.Text = (ts.TotalMilliseconds * 1000 / testNum).ToString("0.00");
}

3.多个IO状态与上位机交互速度测试结果

（1）32个输入输出口读写1000次，交互速度测试结果。

RS232接口

（2）32个输入输出口读写1W次，交互速度测试结果。

（3）32个输入输出口读写10W次，交互速度测试结果。

RS232接口

（4）32个输入输出口定时器实时交互的测试结果演示。

04 分析与结论

以上分别是对32个输入口的读速度、32个输出口的读速度以及32个输出口的写速度进行测试，从上面的运行效果图的数据显示来看，无论是输入口还是输出口，它们的交互速度都保持在200us左右。

当测试次数从1000次增加到1W次，甚至10W次时，交互速度依旧保持在200us左右。测试效果十分稳定。测试数据如下表所示：

测试次数	读32个输入口	读32个输出口	写32个输出口
1000	228.39us	197.47us	196.47us
10000	225.99us	195.29us	194.17us
100000	225.37us	194.59us	194.45us

审核编辑：刘清

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