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EtherCAT运动控制卡IO动作与运动控制的同步

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EtherCAT运动控制卡IO动作与运动控制的同步

2022/1/4 10:48:33

今天，正运动小助手给大家分享一下EtherCAT运动控制卡之ECI2828如何使用C#实现IO动作与运动控制的同步。

一ECI2828运动控制卡硬件介绍

ECI2828系列运动控制卡支持多达 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、虚拟轴和机械手指令等；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。

image.png

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。

image.png

ECI2828系列典型连接配置图

二C#语言进行运动控制开发

（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。

image.png

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

image.png

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。

image.png

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。

image.png

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。

image.png

B.将zaux.dll和zmotion.dll文件放入bin\debug文件夹中。

image.png

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。 

image.png

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。

image.png

至此项目新建完成，可进行C#项目开发。

（二）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”。

image.png

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。

ZAux_OpenEth()接口说明：

image.png

C.多轴插补运动接口ZAux_Direct_MoveAbs介绍：

image.png

D.运动控制卡IO监控相关接口介绍：

image.png

image.png

E.IO操作与运动控制同步相关接口介绍：

image.png

（三）C#开发实现IO动作与运动控制的同步

1.例程界面如下。

image.png

2.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监控控制器的IO状态。

//链接控制器

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;

        //设置链接状态按钮

        status.BackColor = System.Drawing.Color.Green;

        status.Text = "已链接";

    }

    else

    {

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

        //设置链接状态按钮

        status.BackColor = System.Drawing.Color.Red;

        status.Text = "已断开";

    }

}

3.通过定时器监控控制器的IO状态和轴零的位置信息。

//定时器1

private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)

{

    float DPOS_0 = 0,DPOS_1 = 0;

    //IN0状态监控

    zmcaux.ZAux_Direct_GetIn(g_handle, 0, ref IN_Status[0]);

    if (IN_Status[0] == 1)

    {

        IN0.BackColor = System.Drawing.Color.Green;

    }

    else

    {

        IN0.BackColor = System.Drawing.Color.Red;

    }

    //IN1状态监控

    zmcaux.ZAux_Direct_GetIn(g_handle, 1, ref IN_Status[1]);

    if (IN_Status[1] == 1)

    {

        IN1.BackColor = System.Drawing.Color.Green;

    }

    else

    {

        IN1.BackColor = System.Drawing.Color.Red;

    }

    //IN2状态监控

    zmcaux.ZAux_Direct_GetIn(g_handle, 2, ref IN_Status[2]);

    if (IN_Status[2] == 1)

    {

        IN2.BackColor = System.Drawing.Color.Green;

    }

    else

    {

        IN2.BackColor = System.Drawing.Color.Red;

    }

    //OUT0状态监控

    zmcaux.ZAux_Direct_GetOp(g_handle, 0, ref OUT_Status[0]);

    if (OUT_Status[0] == 1)

    {

        OUT0.BackColor = System.Drawing.Color.Green;

    }

    else

    {

        OUT0.BackColor = System.Drawing.Color.Red;

    }

    //OUT1状态监控

    zmcaux.ZAux_Direct_GetOp(g_handle, 1, ref OUT_Status[1]);

    if (OUT_Status[1] == 1)

    {

        OUT1.BackColor = System.Drawing.Color.Green;

    }

    else

    {

        OUT1.BackColor = System.Drawing.Color.Red;

    }

    //OUT2状态监控

    zmcaux.ZAux_Direct_GetOp(g_handle, 2, ref OUT_Status[2]);

    if (OUT_Status[2] == 1)

    {

        OUT2.BackColor = System.Drawing.Color.Green;

    }

    else

    {

        OUT2.BackColor = System.Drawing.Color.Red;

    }

    zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(g_handle, 0, ref DPOS_0);

    zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(g_handle, 1, ref DPOS_1);

    AXIS0_DPOS.Text = "轴0位置：" + DPOS_0+" 轴1位置：" + DPOS_1;

}

4.通过PWM的生效按钮的事件处理函数来打开和设置输出口的PWM功能。

//pwm0设置

private void SET0_Click(object sender, EventArgs e)

{

    PWM_Duty[0] = (float)Convert.ToDouble(PWM0_Duty.Text) / 100;

    PWM_Freq[0] = (float)Convert.ToDouble(PWM0_freq.Text);

    zmcaux.ZAux_Direct_SetPwmDuty(g_handle, 0, PWM_Duty[0]);

    zmcaux.ZAux_Direct_SetPwmFreq(g_handle, 0, PWM_Freq[0]);

}

//pwm1设置

private void SET1_Click(object sender, EventArgs e)

{

    PWM_Duty[1] = (float)Convert.ToDouble(PWM1_duty.Text) / 100;

    PWM_Freq[1] = (float)Convert.ToDouble(PWM1_freq.Text);

    zmcaux.ZAux_Direct_SetPwmDuty(g_handle, 1, PWM_Duty[1]);

    zmcaux.ZAux_Direct_SetPwmFreq(g_handle, 1, PWM_Freq[1]);

}

//pwm2设置

private void SET2_Click(object sender, EventArgs e)

{

    PWM_Duty[2] = (float)Convert.ToDouble(PWM2_duty.Text) / 100;

    PWM_Freq[2] = (float)Convert.ToDouble(PWM2_freq.Text);

    zmcaux.ZAux_Direct_SetPwmDuty(g_handle, 2, PWM_Duty[2]);

    zmcaux.ZAux_Direct_SetPwmFreq(g_handle, 2, PWM_Freq[2]);

}

5.通过测试按钮启动测试函数，进行IO动作与运动控制的同步功能的测试。

//测试按钮

private void TestBotton_Click(object sender, EventArgs e)

{

    int[] AxisList = new int[2];

    float[] DisList = new float[2];

    AxisList[0] = 0;

    AxisList[1] = 1;

    //轴坐标清零

    zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, 0, 0);

    zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, 1, 0);

    //设置轴参数（插补运动设置主轴参数即可）

    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); //减速度

    zmcaux.ZAux_Direct_SetSramp(g_handle, 0, 50);   //S曲线时间

    zmcaux.ZAux_Direct_SetMerge(g_handle, 0, 1);    //打开连续插补

    //设置运动前瞻参数

    //1、拐角减速

    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);

    //小圆限速

    mode = mode + 8;

    zmcaux.ZAux_Direct_SetCornerMode(g_handle, 0, mode);

    zmcaux.ZAux_Direct_SetFullSpRadius(g_handle, 0, 55);

    zmcaux.ZAux_Direct_SetForceSpeed(g_handle, 0, 50);

    //触发ZDevelop上的示波器采集图像

    zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle);

    //运行到点A，打开OUT0

    DisList[0] = 100;

    DisList[1] = 0;

    zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 2, AxisList, DisList);

    zmcaux.ZAux_Direct_MoveOp(g_handle, 0, 0, 1);

    //按照轨迹运行到B点

    DisList[0] = 150;

    DisList[1] = 0;

    zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 2, AxisList, DisList);

    zmcaux.ZAux_Direct_MoveCirc2Abs(g_handle, 2, AxisList, 200, 50, 150, 100);

    DisList[0] = 100;

    DisList[1] = 100;

    zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 2, AxisList, DisList);

    //关闭out2

    zmcaux.ZAux_Direct_MoveOp(g_handle, 0, 0, 0);

    //运行到点O

    DisList[0] = 0;

    DisList[1] = 0;

    zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 2, AxisList, DisList);

}

（四）调试与监控

编译运行例程，同时连接ZDevelop软件进行调试，控制器状态进行监控。

1.控制器状态监控

image.png

2.IO动作和运动同步演示

模拟激光加工的相关工艺，走下图轨迹从O点(0,0)沿X轴正方向运动到A点(100,0),在A点处打开激光。然后继续向X轴正方向运动，运动到A’点(150,0),接着已A’点为起点画一个半径为50的逆时针方向的半圆,运动到B’点(150,100)。然后向X轴负方向运动，运动到B点(100,100),在B点处关闭激光，最后回到O点(0,0)。其中输出口O的状态模拟激光的开和关。

image.png

轨迹图

image.png

轨迹波形图

image.png

IO动作和运动同步图

3.例程演示

image.png

本次，正运动技术EtherCAT运动控制卡的IO动作与运动控制的同步，就分享到这里。

更多精彩内容请关注“正运动小助手”公众号，需要相关开发环境与例程代码，请咨询正运动技术销售工程师：400-089-8936。

本文由正运动技术原创，欢迎大家转载，共同学习，一起提高中国智能制造水平。文章版权归正运动技术所有，如有转载请注明文章来源。

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