分享一下运动控制卡之ECIO系列IO卡的用法
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。
ECI0032系统架构图
ECI0064系统架构图
2.硬件接口
通用输入口电路图
通用输入口接线参考图
通用输出口电路图
通用输出口接线参考图
3.控制器基本信息
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。
2.选择开发语言为“Visual C#”和.NET Framework 4以及Windows窗体应用程序。
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。
2）选择“函数库2.1”文件夹。
3）选择“Windows平台”文件夹。
4）根据需要选择对应的函数库，这里选择64位库。
5）解压C#压缩包,里面有C#对应的函数库。
6）函数库具体路径如下。
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。
2）将zaux.dll和zmotion.dll文件放入bindebug文件夹中。
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。
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。
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。
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 |
|
||||
| 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 | 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 |
|
||||||||
| 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 | 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 |
|
||||||||
| 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 | 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
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。
（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。
（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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