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EtherCAT總線和CAN總線去連接各個(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#等軟件來開發(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。

　　 二 C#語(yǔ)言進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制開發(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.找到廠家提供的光盤資料里面的C#函數(shù)庫(kù)，路徑如下(64位庫(kù)為例)：

　　A.進(jìn)入廠商提供的光盤資料找到“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bin\debug文件夾中。

　　5.用VS打開新建的項(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，在文件開頭寫入 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)目開發(fā)。

　　 二 查看PC函數(shù)手冊(cè)

　　1.PC函數(shù)手冊(cè)也在光盤資料里面，具體路徑如下：“光盤資料\8.PC函數(shù)\函數(shù)庫(kù)2.1\ZMotion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。通過操作這個(gè)鏈接句柄可以實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器的控制。

　　　　　　 三 實(shí)現(xiàn)IO動(dòng)作與運(yùn)動(dòng)控制同步

　　1.C#開發(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";

        　　}

    　　}

　　4.通過定時(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DA設(shè)置的生效按鈕的事件處理函數(shù)來設(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曲線時(shí)間

        　　zmcaux.ZAux_Direct_SetMerge(g_handle, 0, 1); //打開連續(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ZDevelop軟件寫一個(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)線程，線程號(hào)分別是0、1、2runtask 1,lable_scan '開啟線程1，運(yùn)行實(shí)時(shí)掃描程序

  end

 lable_scan:dim temp

  WHILE 1

  ifTABLE(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)行直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過點(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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