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)小助手給大家分享一下EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡之ECI2828如何使用C#實(shí)現(xiàn)PWM輸出與模擬量輸出和運(yùn)動(dòng)速度的同步。本文的應(yīng)用場(chǎng)景有激光切割和激光打標(biāo)的能量控制以及其它適用的場(chǎng)景。
今天，正運(yùn)動(dòng)小助手給大家分享一下EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡之ECI2828如何使用C#實(shí)現(xiàn)PWM輸出與模擬量輸出和運(yùn)動(dòng)速度的同步。本文的應(yīng)用場(chǎng)景有激光切割和激光打標(biāo)的能量控制以及其它適用的場(chǎng)景。
一ECI2828硬件介紹
ECI2828系列運(yùn)動(dòng)控制卡支持多達(dá)16 軸直線(xiàn)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、虛擬軸和機(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)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(guò)EtherCAT總線(xiàn)和CAN總線(xiàn)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++以及C#等軟件來(lái)開(kāi)發(fā)，程序運(yùn)行時(shí)需要?jiǎng)討B(tài)庫(kù) 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系列典型連接配置圖
二C#語(yǔ)言進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制開(kāi)發(fā)
一新建WinForm項(xiàng)目并添加函數(shù)庫(kù)
1.在VS2015菜單“文件”→“新建”→ “項(xiàng)目”，啟動(dòng)創(chuàng)建項(xiàng)目向?qū)А?/p>
2.選擇開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為“Visual C#”和.NET framework 4以及Windows 窗體應(yīng)用程序。
3.找到廠(chǎng)家提供的光盤(pán)資料里面的C#函數(shù)庫(kù)，路徑如下(64位庫(kù)為例)：
A.進(jìn)入廠(chǎng)商提供的光盤(pán)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(kù)2.1”文件夾。
C.選擇“Windows平臺(tái)”文件夾。
D.根據(jù)需要選擇對(duì)應(yīng)的函數(shù)庫(kù)這里選擇64位庫(kù)。
E.解壓C#的壓縮包,里面有C#對(duì)應(yīng)的函數(shù)庫(kù)。
F.函數(shù)庫(kù)具體路徑如下。
4.將廠(chǎng)商提供的C#的庫(kù)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(kāi)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(kāi)頭寫(xiě)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(kāi)發(fā)。
二查看PC函數(shù)手冊(cè)
1.PC函數(shù)手冊(cè)也在光盤(pán)資料里面，具體路徑如下：“光盤(pán)資料8.PC函數(shù)函數(shù)庫(kù)2.1Motion函數(shù)庫(kù)編程手冊(cè) V2.1.pdf”。
2.PC編程，一般如果網(wǎng)口對(duì)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(guò)操作這個(gè)鏈接句柄可以實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器的控制。
ZAux_OpenEth()接口說(shuō)明：
3.多軸插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)接口ZAux_Direct_MoveAbs介紹：
4.運(yùn)動(dòng)控制卡AD、DA監(jiān)控相關(guān)接口介紹：
三實(shí)現(xiàn)IO動(dòng)作與運(yùn)動(dòng)控制同步
1.C#開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)IO動(dòng)作與運(yùn)動(dòng)控制同步例程界面如下。
2.應(yīng)用場(chǎng)景：激光切割的能量控制、激光打標(biāo)的能量控制等運(yùn)動(dòng)過(guò)程中需要控制能量和速度同步的場(chǎng)合。
3.鏈接按鈕的事件處理函數(shù)中，調(diào)用鏈接控制器的接口函數(shù)ZAux_OpenEth（），與控制器進(jìn)行鏈接,鏈接成功后啟動(dòng)定時(shí)器監(jiān)控控制器的IO狀態(tài)。
//鏈接控制器
private void link_Click(object sender, EventArgs e)
{
zmcaux.ZAux_OpenEth(IP_List.Text, out g_handle);
if (g_handle != (IntPtr)0)
{
timer1.Enabled = true;
//設(shè)置鏈接狀態(tài)按鈕
status.BackColor = System.Drawing.Color.Green;
status.Text = "已鏈接";
}
else
{
MessageBox.Show("控制器鏈接失敗，請(qǐng)檢測(cè)IP地址!", "警告");
//設(shè)置鏈接狀態(tài)按鈕
status.BackColor = System.Drawing.Color.Red;
status.Text = "已斷開(kāi)";
}
}
4.通過(guò)定時(shí)器監(jiān)控控制器的AD/DA的狀態(tài)信息。
//定時(shí)器1
private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
{
//AD狀態(tài)監(jiān)控
zmcaux.ZAux_Direct_GetAD(g_handle, 0, ref AIN_Status[0]);
AIN_Status[0] = AIN_Status[0] / 4096 * 10;
AD0.Text = "ADO：" + Convert.ToDouble(AIN_Status[0]).ToString("0.00") + "v";
zmcaux.ZAux_Direct_GetAD(g_handle, 1, ref AIN_Status[1]);
AIN_Status[1] = AIN_Status[1] / 4096 * 10;
AD1.Text = "AD1：" + Convert.ToDouble(AIN_Status[1]).ToString("0.00") + "v";
//DA狀態(tài)監(jiān)控
zmcaux.ZAux_Direct_GetDA(g_handle, 0, ref AOUT_Status[0]);
AOUT_Status[0] = AOUT_Status[0] / 4096 * 10;
DA0.Text = " " + Convert.ToDouble(AOUT_Status[0]).ToString("0.00") + "v";
zmcaux.ZAux_Direct_GetDA(g_handle, 1, ref AOUT_Status[1]);
AOUT_Status[1] = AOUT_Status[1] / 4096 * 10;
DA1.Text = " " + Convert.ToDouble(AOUT_Status[1]).ToString("0.00") + "v";
}
5.通過(guò)DA設(shè)置的生效按鈕的事件處理函數(shù)來(lái)設(shè)置模擬量輸出。
//設(shè)置DA0
private void SetDA0_Click(object sender, EventArgs e)
{
float DA0_Num = 0;
DA0_Num = (float)Convert.ToDouble(DA0_data.Text.ToString());
DA0_Num = DA0_Num / 10 * 4096;
//Console.WriteLine(DA0_Num);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDA(g_handle, 0, DA0_Num);
}
//設(shè)置DA1
private void SetDA1_Click(object sender, EventArgs e)
{
float DA1_Num = 0;
DA1_Num = (float)Convert.ToDouble(DA1_data.Text.ToString());
DA1_Num = DA1_Num / 10 * 4096;
//Console.WriteLine(DA1_Num);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDA(g_handle, 1, DA1_Num);
}
6.通過(guò)測(cè)試按鈕啟動(dòng)測(cè)試函數(shù)，設(shè)置運(yùn)動(dòng)的前瞻參數(shù)，然后控制X和Y軸進(jìn)行連續(xù)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，走出A-B-C-D-E-A的軌跡。
//測(cè)試按鈕
private void TestBotton_Click(object sender, EventArgs e)
{
int[] AxisList = new int[2];
float[] DisList = new float[2];
float[] flag = new float[1];
flag[0] = 1;
AxisList[0] = 0;
AxisList[1] = 1;
zmcaux.ZAux_Direct_SetTable(g_handle, 0, 1, flag);
//軸坐標(biāo)清零
zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, 0, 0);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, 1, 0);
//設(shè)置軸參數(shù)（插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)設(shè)置主軸參數(shù)即可）
zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, 0, 100); //速度
zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, 0, 2000); //加速度
zmcaux.ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, 0, 2000); //減速度
zmcaux.ZAux_Direct_SetSramp(g_handle, 0, 50); //S曲線(xiàn)時(shí)間
zmcaux.ZAux_Direct_SetMerge(g_handle, 0, 1); //打開(kāi)連續(xù)插補(bǔ)
//設(shè)置運(yùn)動(dòng)前瞻參數(shù)
//拐角減速
int mode = 0;
mode = mode + 2;
zmcaux.ZAux_Direct_SetCornerMode(g_handle, 0, mode);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDecelAngle(g_handle, 0, (float)(45 * Math.PI / 180));
zmcaux.ZAux_Direct_SetStopAngle(g_handle, 0, (float)(135 * Math.PI / 180));
zmcaux.ZAux_Direct_SetForceSpeed(g_handle, 0, 50);
//小圓限速
mode = mode + 8;
zmcaux.ZAux_Direct_SetCornerMode(g_handle, 0, mode);
zmcaux.ZAux_Direct_SetFullSpRadius(g_handle, 0, 120);
zmcaux.ZAux_Direct_SetForceSpeed(g_handle, 0, 50);
//觸發(fā)ZDevelop上的示波器采集圖像
zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle);
//運(yùn)行到點(diǎn)B
DisList[0] = 100;
DisList[1] = 100;
zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 2, AxisList, DisList);
//運(yùn)行到點(diǎn)C
zmcaux.ZAux_Direct_MoveCirc2Abs(g_handle, 2, AxisList, 160, 80, 200, 0);
//運(yùn)行到點(diǎn)D
zmcaux.ZAux_Direct_MoveCirc2Abs(g_handle, 2, AxisList, 240, -80, 300, -100);
//運(yùn)行到點(diǎn)E
DisList[0] = 300;
DisList[1] = -150;
zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 2, AxisList, DisList);
//運(yùn)行到點(diǎn)A
DisList[0] = 0;
DisList[1] = 0;
zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 2, AxisList, DisList);
zmcaux.ZAux_Direct_MoveTable(g_handle, 0, 0, 0);
}
7.因?yàn)閃indows系統(tǒng)不是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)性不高。所以需要通過(guò)ZDevelop軟件寫(xiě)一個(gè)Basic的程序用于實(shí)時(shí)監(jiān)控插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的速度變化然后更新PWM的占空比設(shè)置和模擬量輸出。Basic程序如下：
'eci2820有3個(gè)線(xiàn)程，線(xiàn)程號(hào)分別是0、1、2
runtask 1,lable_scan '開(kāi)啟線(xiàn)程1，運(yùn)行實(shí)時(shí)掃描程序
end
lable_scan:
dim temp
WHILE 1
if TABLE(0) and VP_SPEED(0)<>temp then
'VP_SPEED表示軸插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)的合速度
AOUT(0) = 10*VP_SPEED(0) '實(shí)時(shí)更新模擬量輸出的值
PWM_DUTY(0)=VP_SPEED(0)/100 '實(shí)時(shí)更新PWM的占空比
temp=VP_SPEED(0)
?"插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)合速度為：",VP_SPEED(0)
?"PWM0 的占空比為 ：",PWM_DUTY(0)*100,"%"
endif
WEND
end
四調(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(duì)控制器狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
1.控制器狀態(tài)監(jiān)控。
2.模擬量輸出與PWM輸出和運(yùn)動(dòng)速度的同步。
模擬激光加工的相關(guān)工藝，走下圖軌跡從A點(diǎn)(0,0)進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)(100,100),在B點(diǎn)處走1/4圓到點(diǎn)C（200,0）接著在走1/4圓到點(diǎn)D（300，-100），最后進(jìn)行直線(xiàn)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)點(diǎn)E（300，-150）然后運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)A（0,0）。
因?yàn)樵O(shè)置了一些前瞻參數(shù)，在不同角度運(yùn)動(dòng)的速度是不一樣的。但是想要保證在每點(diǎn)的激光量要一致，所以要實(shí)現(xiàn)模擬量輸出或PWM的占空比要和速度保持步。
本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡的PWM與模擬量輸出和運(yùn)動(dòng)速度的同步，就分享到這里。
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