EtherCAT运动控制卡的硬件接线与C#的硬件外设读写与回零运动

　　

 

　　今天，正运动技术为大家分享一下《EtherCAT运动控制卡的硬件接线与C#的硬件外设读写与回零运动》。在正式学习之前，我们先了解一下正运动技术的运动控制卡ECI2618和ECI2828。这两款产品分别是6轴，8轴运动控制卡。

　　

　　

　　

　　ECI2618支持6轴脉冲输入与编码器反馈，板载24点输入，16点输出，2AD，2DA，支持手轮接口，其中特定输出口支持高速PWM控制。

　　

　　

　　

　　ECI2828支持8轴总线型输入与编码器反馈，板载24点输入，16点输出，2路AD，2路DA，支持手轮接口，其中特定输出口支持高速PWM控制。

　　ECI2618，ECI2828均使用同一套API函数，均支持C、C++、C#、LabVIEW、Python、Delphi等开发语言，支持VC6.0、VB6.0、Qt、.Net等平台，支持Windows、Linux、WinCE、iMac等操作系统。

　　接下来，进入正题。本节我们主要讲EtherCAT运动控制卡之ECI2820如何使用C#进行回零运动以及控制器外设信息读写功能。

　　一 ECI2828运动控制卡硬件介绍

　　

　　ECI2828系列控制卡支持多达16轴直线插补、任意圆弧插补、空间圆弧、螺旋插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随、虚拟轴、机械手指令等;采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制。

　　ECI2828系列运动控制卡支持以太网，232 通讯接口和电脑相连，接收电脑的指令运行，可以通过EtherCAT总线和CAN总线去连接各个扩展模块，从而扩展输入输出点数或运动轴。

　　ECI2828系列运动控制卡的应用程序可以使用 VC,VB，VS，C++，C#等软件来开发，程序运行时需要动态库 zmotion.dll。调试时可以把ZDevelop软件同时连接到控制器，从而方便调试、方便观察。

　　

　　

　　

　　ECI2828系列运动控制卡可搭配ZCAN扩展模块通过CAN总线协议的使用的CAN总线远程扩展模块。当IO、AIO、轴等资源不够的时候，可增加ZCAN扩展模块使用，以扩展IO端口、AIO端口、轴接口数量。以下是几种扩展板的接口示意图。

　　

　　

　　

　　

　　

　　二　C#语言进行运动控制开发

　

　　1.新建MFC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)：

　　A、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。

　

　

　

　　B、选择“函数库2.1”文件夹。

　　C、选择“Windows平台”文件夹。

　　D、根据需要选择对应的函数库这里选择64位库。

　　E、解压C#的压缩包,里面有C#对应的函数库。

　

　

　

　　F、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。

　　A、将zmcaux.cs文件复制到新建的项目里面中。

　

　

　

　　B、将zaux.dll和zmotion.dll文件放入bin\debug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，然后鼠标右键点击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。

　

　

　

　　至此项目新建完成，可进行C#项目开发。

　　2.查看PC函数手册

　　A、PC函数手册也在光盘资料里面，具体路径如下：“光盘资料\8.PC函数\函数库2.1\ZMotion函数库编程手册 V2.1.pdf”。

　

　

　

　　B、PC编程，一般如果网口对控制器和工控机进行链接。网口链接函数接口是ZAux_OpenEth();如果链接成功，该接口会返回一个链接句柄。通过操作这个链接句柄可以实现对控制器的控制。

　　

　

　

 

　

　

　　C、使用回零运动相关的指令操作链接句柄“g_handle”，对控制器进行回零运动控制以及各类外设接口的读取，回零运动相关的指令如下。

　

　

　

　

　

　　3.C#进行回零运动开发

　　(1)回零运动控制人机交互界面如下。

　

　

　

　　(2)例程简易流程图。

　

　

　

　　(3)在Form1的构造函数中调用接口ZAux_OpenEth()，使在系统初始化的时候自动链接控制器。

　　public Form1()

　　{

            　　InitializeComponent();

            　　//链接控制器

            　　zmcaux.ZAux_OpenEth("192.168.0.11", out g_handle);

            　　if (g_handle != (IntPtr)0)

            　　{

                    　　MessageBox.Show("控制器链接成功!", "提示");

                    　　timer1.Enabled = true;

            　　}

            　　else

            　　{

                    　　MessageBox.Show("控制器链接失败，请检测IP地址!", "警告");

            　　}

　　}

 

　　(4)通过定时器更新控制器轴状态：当前坐标、外设信息等等。

　　//定时器

　　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++)

    　　{

        　　//获取轴运动状态以及当前位置

        　　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扩展板状态：断开 ";

        　　else

        　　label_CanStatus.Text = "can扩展板状态：正常 ";

        　　label_X.Text = "X " + Convert.ToString(runstate[0] == 0 ? " 运行中 " : " 停止中 ") + curpos[0];

        　　label_Y.Text = "Y " + Convert.ToString(runstate[1] == 0 ? " 运行中 " : " 停止中 ") + curpos[1];

        　　label_Z.Text = "Z " + Convert.ToString(runstate[2] == 0 ? " 运行中 " : " 停止中 ") + curpos[2];

        　　label_R.Text = "R " + Convert.ToString(runstate[3] == 0 ? " 运行中 " : " 停止中 ") + curpos[3];

        　　//扫描模拟量大小

        　　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大小：" + Convert.ToString(adValue);

        　　label_DA.Text = "DA大小：" + Convert.ToString(daValue);

        　　//扫描轴状态

        　　zmcaux.ZAux_Direct_GetAxisStatus(g_handle, nAxis, ref axisstate);

        　　if (axisstate == 0)

    　　{

    　    　label_AxisStatus.Text = "轴状态：正 常";

    　　}

    　　    else if (((axisstate >> 4) & 1) == 1)

    　　{

    　    　label_AxisStatus.Text = "轴状态：正向硬限位报警!";

    　　}

    　    　else if (((axisstate >> 5) & 1) == 1)

    　　{

    　    　label_AxisStatus.Text = "轴状态：负向硬限位报警!";

    　　}

    　    　else if (((axisstate >> 22) & 1) == 1)

    　　{

    　    　label_AxisStatus.Text = "轴状态：伺服报警!";

    　　}

　　}

 

　　(5)通过回零按钮的事件处理函数来设置轴参数并开始运动。

　　//回零运动

　　private void button_home_Click(object sender, EventArgs e)

　　{

                　　if (g_handle == (IntPtr)0)

                　　{

                　　MessageBox.Show("未链接到控制器!", "提示");

                　　}

                　　else

                　　{

                    　　//设置轴参数

                    　　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)); //配置原点信号。ECI系列默认ON时信号有效，常开传感器需要反转输入口为OFF

                    　　zmcaux.ZAux_Direct_Single_Datum(g_handle, nAxis, home_mode);

                　　}

　　}

　　(6)通过停止按钮的事件处理函数来停止插补运动。

 

　　//停止运动

　　private void Stop_Click(object sender, EventArgs e)

　　{

        　　if (g_handle == (IntPtr)0)

        　　{

        　　MessageBox.Show("未链接到控制器!", "提示");

        　　}

        　　else

        　　{

                　　zmcaux.ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle, nAxis, 2);

        　　}

　　}

 

　　(7)通过参数设置按钮的事件处理函数来设置外设参数以及轴参数运动。

　　//参数设置

　　private void button_Para_Click(object sender, EventArgs e)

　　{

            　　//设置参数

            　　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));

            　　//设置轴参数

            　　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)); //配置原点信号。ECI系列默认ON时信号有效，常开传感器需要反转输入口为OFF

　　}

　　4.调试与监控

　　编译运行例程，同时连接ZDevelop软件进行调试，对运动控制的轴参数和运动情况进行监控。

　　(1)连接ZDevelop软件，并点击“视图”→“示波器”打开示波器对轴运动情况进行监控。

　

　

　

　　(2)运行上位机软件进行调试监控。

　

　

　

　　(3)Zdevelop连接扩展板状态显示。

　

　

　

　　本次，正运动技术EtherCAT运动控制卡的硬件接线与C#的硬件外设读写与回零运动，就分享到这里。

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