XPCIE1032H功能簡介

XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT總線運動控制卡，可選6-64軸運動控制，支持多路高速數字輸入輸出，可輕松實現多軸同步控制和高速數據傳輸。

XPCIE1032H集成了強大的運動控制功能，結合MotionRT7運動控制實時軟核，解決了高速高精應用中，PC Windows開發的非實時痛點，指令交互速度比傳統的PCI/PCIe快10倍。

XPCIE1032H支持PWM，PSO功能，板載16進16出通用IO口，其中輸出口全部為高速輸出口，可配置為4路PWM輸出口或者16路高速PSO硬件比較輸出口。輸入口含有8路高速輸入口，可配置為4路高速色標鎖存或兩路編碼器輸入。

XPCIE1032H搭配MotionRT7實時內核，使用本地LOCAL接口連接，通過高速的核內交互，可以做到更快速的指令交互，單條指令與多條指令一次性交互時間可以達到3-5us左右。

?XPCIE1032H與MotionRT7實時內核的配合具有以下優勢：

1.支持多種上位機語言開發，所有系列產品均可調用同一套API函數庫；

2.借助核內交互，可以快速調用運動指令，響應時間快至微秒級，比傳統PCI/PCIe快10倍；

3.解決傳統PCI/PCIe運動控制卡在Windows環境下控制系統的非實時性問題；

4.支持一維/二維/三維PSO（高速硬件位置比較輸出），適用于視覺飛拍、精密點膠和激光能量控制等應用；

5.提供高速輸入接口，便于實現位置鎖存；

6.支持EtherCAT總線和脈沖輸出混合聯動、混合插補。

?使用XPCIE1032H和MotionRT7進行項目開發時，通常需要進行以下步驟：

1.安裝驅動程序，識別XPCIE1032H；

2.打開并執行文件“MotionRT710.exe”，配置參數和運行運動控制實時內核；

3.使用ZDevelop軟件連接到控制器，進行參數監控。連接時請使用PCI/LOCAL方式，并確保ZDevelop軟件版本在3.10以上；

4.完成控制程序開發，通過LOCAL鏈接方式連接到運動控制卡，實現實時運動控制。

?與傳統PCI/PCIe卡和PLC的測試數據結果對比：

我們可以從測試對比結果看出，XPCIE1032H運動控制卡配合實時運動控制內核MotionRT7，在LOCAL鏈接（核內交互）的方式下，指令交互的效率是非常穩定，當測試數量從1w增加到10w時，單條指令交互時間與多條指令交互時間波動不大，非常適用于高速高精的應用。

XPCIE1032H控制卡安裝

關閉計算機電源。

打開計算機機箱，選擇一條空閑的XPCIE卡槽，用螺絲刀卸下相應的擋板條。

將運動控制卡插入該槽，擰緊擋板條上的固定螺絲。

XPCIE1032H驅動安裝與建立連接參考往期文章EtherCAT超高速實時運動控制卡XPCIE1032H上位機C#開發（一）：驅動安裝與建立連接。

一、C#語言進行運動控制項目開發

1.到正運動技術官網的下載中心選擇需要的平臺庫文件。

2.解壓下載的安裝包找到“ Zmcaux.cs ”，“ zauxdll.dll ”，“ zmotion.dll ”放入到項目文件中。

（1）“Zmcaux.cs”放在項目根目錄文件中，與bin目錄同級。

（2）“zauxdll.dll”，“zmotion.dll”放在bin → Debug。

3.用vs打開新建的項目文件，在右邊的解決方案資源管理器中點擊顯示所有，然后鼠標右鍵點擊zmcaux.cs文件，點擊包括在項目中。

4.雙擊Form1.cs里面的Form1，出現代碼編輯界面，在文件開頭寫入using cszmcaux,并聲明控制器句柄g_handle。

二、PC函數紹

相關PC函數介紹詳情可參考“ZMotion PC函數庫編程手冊 V2.1.1”。

在form設計界面找到需要用到的控件拖拽到窗體中進行UI界面設計，效果如下。

三、相關程序以及設計思路

本次設計操作步驟相應的流程圖如下：

本例程以運動控制卡XPLCIE1032H搭載MotionRT7實時內核，通過EthereCAT總線口接節點0（匯川驅動器-0軸），節點1（正運動擴展模塊EIO16084）1-4軸映射為總線軸為例：

注意：在總線初始化basic程序，驅動器PDO不能設置為-1，因為該PDO列表不含數據字典6060，不支持驅動器回零。

關于pdo列表的配置詳細說明，可以查閱basic編程手冊，搜索DRIVE_PROFILE指令。

1、初始化程序執行后，通過ZAux_Direct_GetUserVar函數接口，可以讀取basic程序自定義的變量。

本節案例獲取的是總線初始化映射軸數量、總線初始化起始軸號和總線初始化完成狀態。下圖是事先編輯好的basic程序的自定義變量。

使用定時器將總線軸數量，總線起始軸號，初始化狀態等總線初始化信息進行獲取更新。

//讀取basic程序自定義變量--總線初始化的總軸數
zmcaux.ZAux_Direct_GetUserVar(g_handle, "Bus_TotalAxisnum", ref EcatAxisNum);
//讀取basic程序自定義變量--總線初始化的總線起始軸號
zmcaux.ZAux_Direct_GetUserVar(g_handle, "Bus_AxisStart", ref EcatStartAxisNum);
//讀取basic程序自定義變量--總線初始化的初始化狀態
zmcaux.ZAux_Direct_GetUserVar(g_handle, "Bus_InitStatus", ref EcatInitStatus)

2、使用RTsys軟件，點擊軟件菜單欄的幫助→Zbasic幫助→搜索，搜索DATUM指令,選擇回零模式并設置回零模式對應的參數。

假設回零模式選擇的是13，需要設置原點開關、限位開關、回零速度（SPEED）和爬行速度（CREEP）。

該模式進行回零時軸以SPEED速度正向運行，碰到限位開關會反向查找原點。找到原點后以CREEP速度反向爬行，直到離開原點。

private void Controllers_DatumPara_Button_Click(object sender, EventArgs e)
{
   if (g_handle == (IntPtr)0)
   {
       MessageBox.Show("未連接到控制器!", "提示");
   }
   else
   {
       //軸基本參數設置,控制器回零的速度是SPEED
       AxisParaSet();
       int[] ret = new int[7];
       //設置回零爬行速度
       ret[0] = zmcaux.ZAux_Direct_SetCreep(g_handle, MoveAxis, Convert.ToSingle(Datum_Creep_Value.Text));
       //配置原點信號。ZMC系列默認OFF時信號有效,常開傳感器需要反轉輸入口為ON
       ret[1] = zmcaux.ZAux_Direct_SetDatumIn(g_handle, MoveAxis, Convert.ToInt32(DatumIO_Value.Text));
       ret[2] = zmcaux.ZAux_Direct_SetInvertIn(g_handle, Convert.ToInt32(DatumIO_Value.Text), 1);
       //正硬限位IO設置
       ret[3] = zmcaux.ZAux_Direct_SetFwdIn(g_handle, MoveAxis, Convert.ToInt32(FWD_IO_Value.Text));
       ret[4] = zmcaux.ZAux_Direct_SetInvertIn(g_handle, Convert.ToInt32(FWD_IO_Value.Text), 1);
       //負硬限位IO設置
       ret[5] = zmcaux.ZAux_Direct_SetRevIn(g_handle, MoveAxis, Convert.ToInt32(REV_IO_Value.Text));
       ret[6] = zmcaux.ZAux_Direct_SetInvertIn(g_handle, Convert.ToInt32(REV_IO_Value.Text), 1);
       //設置控制器回零模式
       Controllers_DatumMode = Convert.ToInt32(Controllers_DatumMode_Value.Text);
       //定義臨時的變量記錄各個函數的返回值
       int FinalRet = -1;
       for(int i = 0; i < 7; ++i)
       {
           FinalRet *= ret[i];
       }
       if (FinalRet == 0)  //說明所有函數的返回值都是0,回零等參數均設置成功
       {
           MessageBox.Show("控制器回零參數設置成功!", "提示");
       }
       else
       {
           MessageBox.Show("控制器回零參數設置失敗!", "提示");
       }
   }
}

3、使用ZAux_Direct_Single_Datum函數，函數語法如下：

語法：ZAux_Direct_Single_Datum（連接句柄，軸號，控制器回零模式）

選擇回零的軸號，模式以及設置完參數，確認參數按鈕然后點擊回零按鈕，此時軸以控制器回零參數進行回零。

private void Controllers_Datum_Button_Click(object sender, EventArgs e)
{
   if (g_handle == (IntPtr)0)
   {
       MessageBox.Show("未連接到控制器!", "提示");
       return;
   }
   int ret = -1;
   //觸發示波器
   zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle);
   //控制器回零
   ret = zmcaux.ZAux_Direct_Single_Datum(g_handle, MoveAxis, Controllers_DatumMode);
   if(ret != 0)
   {
       MessageBox.Show("控制器回零啟動失敗!", "提示");
   }
   else
   {
       MessageBox.Show("控制器回零啟動成功!", "提示");
   }
}

4、查閱驅動器手冊→回零模式介紹，選擇驅動器支持的回零模式（數據字典6098），然后設置該回零模式的回零高速，回零低速等參數。

在本次例程選擇的是模式19，開始回零時原點開關(HW)為0，以設置的回零高速Speed(50units/s)正向開始回零，遇到原點開關(HW)為1后以回零低速Creep(20units/s)反向爬行，直到原點開關(HW)為0時停機，回零完成。

private void Drivers_DatumPara_Button_Click(object sender, EventArgs e)
{
   if (g_handle == (IntPtr)0)
   {
       MessageBox.Show("未連接到控制器!", "提示");
       return;
   }
   int ret1, ret2, ret3;
   //設置驅動器回零高速
   ret1 = zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, MoveAxis, Convert.ToSingle(Datum_HighSpeed_Value.Text));
   //設置驅動器回零低速
   ret2 = zmcaux.ZAux_Direct_SetCreep(g_handle, MoveAxis, Convert.ToSingle(Datum_LowSpeed_Value.Text));
   //設置驅動器回零偏移
   ret3 = zmcaux.ZAux_BusCmd_SetDatumOffpos(g_handle, (uint)MoveAxis, Convert.ToSingle(Datum_OffSet_Value.Text));
   //設置驅動器回零模式
   Drivers_DatumMode = Convert.ToInt32(Drivers_DatumMode_Value.Text);
   if (ret1 == 0 && ret2 == 0 && ret3 == 0)
   {
       MessageBox.Show("驅動器回零參數設置成功!", "提示");
   }
   else
   {
       MessageBox.Show("驅動器回零參數設置失敗!", "提示");
   }
}

5、使用ZAux_BusCmd_Datum函數，函數語法如下:

語法：ZAux_BusCmd_Datum（連接句柄，軸號，驅動器回零模式）

選擇回零的軸號，模式以及設置完參數，確認參數按鈕然后點擊回零按鈕，此時軸以驅動器回零參數進行回零。

private void Drivers_Datum_Button_Click(object sender, EventArgs e)
{
   if (g_handle == (IntPtr)0)
   {
       MessageBox.Show("未連接到控制器!", "提示");
       return;
   }
   int ret = -1;
   //觸發示波器
   zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle);
   //驅動器回零
   ret = zmcaux.ZAux_BusCmd_Datum(g_handle, (uint)MoveAxis, (uint)Drivers_DatumMode);
   if (ret != 0)
   {
       MessageBox.Show("驅動器回零啟動失敗!", "提示");
   }
   else
   {
       MessageBox.Show("驅動器回零啟動成功!", "提示");
   }
}

四、運行效果

打開RTsys編程軟件，通過Local連接到控制器，同步上位機的軸等等參數。然后在工具欄→示波器界面，打開示波器觀察波形。

選擇好數據源和編號，點擊啟動；在上位機界面點擊回零按鈕，回到RTsys軟件點擊手動觸發，觀察對應回零模式的波形。

⊙控制器回零：以模式13（軸以SPEED速度正向運行，碰到限位開關會反向查找原點。找到原點后以Creep速度反向爬行，直到離開原點）為例，抓取的圖形如下。

⊙總線驅動器回零：查閱驅動器手冊，選擇驅動器支持的回零模式。

這里以模式19為例，回零啟動時，原點信號為0，以回零高速(50units/s)正向回零運行；當原點信號為1時以回零低速Creep(20units/s)反向爬行；再次遇到下降沿將停機,回零完成。

審核編輯 黃宇