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      超高速實時運動控制卡XPCIE1032H上位機C#開發(fā)(一):驅(qū)動安裝與建立連接

      2023年11月13日 09:36:41人氣:268來源:深圳市正運動技術(shù)有限公司


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      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(shù)字輸入輸出,可輕松實現(xiàn)多軸同步控制和高速數(shù)據(jù)傳輸。
      XPCIE1032H集成了強大的運動控制功能,結(jié)合MotionRT7運動控制實時軟核,解決了高速高精應(yīng)用中,PC Windows開發(fā)的非實時痛點,指令交互速度比傳統(tǒng)的PCI/PCIe快10倍。

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      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(nèi)核,使用本地LOCAL接口連接,通過高速的核內(nèi)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。

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      ?XPCIE1032H與MotionRT7實時內(nèi)核的配合具有以下優(yōu)勢:

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      1.支持多種上位機語言開發(fā),所有系列產(chǎn)品均可調(diào)用同一套API函數(shù)庫;

      2.借助核內(nèi)交互,可以快速調(diào)用運動指令,響應(yīng)時間快至微秒級,比傳統(tǒng)PCI/PCIe快10倍;

      3.解決傳統(tǒng)PCI/PCIe運動控制卡在Windows環(huán)境下控制系統(tǒng)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(yīng)用;

      5.提供高速輸入接口,便于實現(xiàn)位置鎖存;

      6.支持EtherCAT總線和脈沖輸出混合聯(lián)動、混合插補。

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

      1.安裝驅(qū)動程序并簽名認證,識別XPCIE1032H;

      2.打開并執(zhí)行文件“MotionRT710.exe”,配置參數(shù)和運行運動控制實時內(nèi)核;

      3.使用ZDevelop軟件連接到控制器,進行參數(shù)監(jiān)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(fā),通過LOCAL鏈接方式連接到運動控制卡,實現(xiàn)實時運動控制。

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      ?與傳統(tǒng)PCI/PCIe卡和PLC的測試數(shù)據(jù)結(jié)果對比:

      平均值

      C++ LOCAL

      C# LOCAL

      傳統(tǒng)PCI/PCIe卡接口交互

      PLC網(wǎng)口通訊交互

      1w次單條讀取交互周期

      4.70us

      5.3us

      64us

      500us-10ms

      10w次單條讀取交互周期

      3.90us

      5.7us

      65us

      500us-10ms

      1w次多條讀取交互周期

      6.20us

      8.85us

      472us

      500us-10ms

      10w次多條讀取交互周期

      5.50us

      8.37us

      471us

      500us-10ms

      我們可以從測試對比結(jié)果看出,XPCIE1032H運動控制卡配合實時運動控制內(nèi)核MotionRT7,在LOCAL鏈接(核內(nèi)交互)的方式下,指令交互的效率是非常穩(wěn)定,當測試數(shù)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(yīng)用。
      XPCIE1032H卡安裝
      • 關(guān)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(yīng)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。


      • 卸下臨近插槽的一條擋板條,用螺絲將轉(zhuǎn)接板固定在機箱該插槽上。





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      一、驅(qū)動安裝
      首先需要到正運動技術(shù)下載《MotionRT7運動控制實時內(nèi)核》安裝包,并檢測此時PCIE卡已安裝到工控機的PCIE插槽上,無明顯松動翹邊。

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      方法一:使用驅(qū)動目錄中自帶的安裝向?qū)к浖pinst_amd64.exe自動安裝,具體操作按軟件指南。

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      方法二:手動安裝。
      1.打開“設(shè)備管理器”菜單選擇“其他設(shè)備”中的“PCI設(shè)備”。

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      2.若存在多個PCI設(shè)備時,鼠標右擊“屬性”查看詳細信息,屬性選擇“硬件ID”,確認為PCI\VEN_EF34&DEV_1000&開頭的PCI設(shè)備。

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      3.右擊選擇“更新驅(qū)動程序”。

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      4.選擇“手動瀏覽”查找驅(qū)動程序。

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      5.點擊瀏覽,選擇驅(qū)動driver文件夾。

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      6.點擊下一步。

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      7.等待安裝完成,點擊關(guān)閉。

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      8.在設(shè)備管理器中有ZMotionRT Controller就是安裝成功。
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      二、建立連接
      1.運行控制臺程序

      (1)打開控制臺程序所在位置,運行可執(zhí)行文件“MotionRt710.exe”。

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      (2)點擊“Start”。

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      (3)保存XPCIE卡Config配置。
      a.先點擊【Stop】按鈕關(guān)閉MontionRT7控制臺,再點擊UpdateCard更新卡信息。

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      b.點擊“-->”將當前配置保存到歷史配置中,方便下次打開可以直接使用。

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      c.保存完成后,點擊確定。

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      2.新建C#項目VS2022

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      3.到正運動技術(shù)的下載中心選擇需要的平臺庫文件

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      4.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。

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

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      5.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

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      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

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      7.相關(guān)PC函數(shù)介紹

      企業(yè)微信截圖_20231110090619.png

      在form設(shè)計界面找到需要用到的控件拖拽到窗體中進行UI界面設(shè)計,效果如下。
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      8.相關(guān)程序

      (1)通過LOCAL鏈接方式的鏈接按鈕的消息響應(yīng)函數(shù)來鏈接控制器。

      private void button4_Click(object sender, EventArgs e)

      {

          //LOCAL方式連接

          int ret = zmcaux.ZAux_FastOpen(5, "LOCAL", 1000, out g_handle); 

          if (ret == 0)

          {

              label2.Text = "已鏈接";

              label2.BackColor = Color.Green;

              MessageBox.Show("控制器鏈接成功!", "提示");

          }

          else

          {

              MessageBox.Show("鏈接失敗,請選擇正確的LOCAL!");

          }

      }


      (2)通過單條指令交互周期的測試按鈕的事件處理函數(shù)來計算單條指令的交互周期和總耗時。

      private void SingleRun(object sender, EventArgs e)

      {

          float dpos = 0;

          DateTime beforeDT = System.DateTime.Now;

          for (int i = 0; i <10000; i++)

          {

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

          }

          DateTime afterDT = System.DateTime.Now;

          TimeSpan ts = afterDT - beforeDT;

          label14.Text = (ts.TotalMilliseconds).ToString();

          label2.Text = ((ts.TotalMilliseconds * 1000) / 10000).ToString();

          label16.Text = dpos.ToString();

      }

      (3)通過多條指令交互周期的測試按鈕的事件處理函數(shù)來計算多條指令的交互周期和總耗時。

      private void MuchRun(object sender, EventArgs e)

      {

          int[] status = { 0, 0, 0, 0 };

          float[] dpos = { 0, 0, 0, 0 };

          uint[] num = { 0, 0, 0, 0 };

          string cmd;

          int star = 0;

          StringBuilder cmdBuff = new StringBuilder(2048);

          string[] tmp = new string[12];

          cmd = "?dpos(0),dpos(1),dpos(2),dpos(3),axisstatus(0),axisstatus(1),axisstatus(2),axisstatus(3),in(0),in(1),in(2),in(3)";

          DateTime beforeDT = System.DateTime.Now;

          for (int i = 0; i < 10000; i++)

          {

              zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, cmd, cmdBuff, 2048);

          }

          DateTime afterDT = System.DateTime.Now;

          TimeSpan ts = afterDT - beforeDT;

          label23.Text = (ts.TotalMilliseconds).ToString();

          label16.Text = ((ts.TotalMilliseconds * 1000) / 10000).ToString();

          string s = cmdBuff.ToString();

          string[] arrS = new string[20];

          for (int i = 0; i < s.Length; i++)

          {

              if (s[i] != 9)

              {

                  arrS[star] += s[i];

              }

              else

              {

                  star++;

                  continue;

              }

          }

          label24.Text = arrS[0];

          label25.Text = arrS[1];

          label26.Text = arrS[2];

          label27.Text = arrS[3];

          label28.Text = arrS[4];

          label30.Text = arrS[5];

          label32.Text = arrS[6];

          label34.Text = arrS[7];

          if (Convert.ToInt32(arrS[8]) == 0)

          {

              label29.BackColor = Color.Red;

              label29.Text = "信號未觸";

          }

          else

          {

              label29.BackColor = Color.Green;

              label29.Text = "信號已觸";

          }

          if (Convert.ToInt32(arrS[9]) == 0)

          {

              label31.BackColor = Color.Red;

              label31.Text = "信號未觸";

          }

          else

          {

              label31.BackColor = Color.Green;

              label31.Text = "信號已觸";

          }

          if (Convert.ToInt32(arrS[10]) == 0)

          {

              label33.BackColor = Color.Red;

              label33.Text = "信號未觸";

          }

          else

          {

              label33.BackColor = Color.Green;

              label33.Text = "信號已觸";

          }

          if (Convert.ToInt32(arrS[11]) == 0)

          {

              label35.BackColor = Color.Red;

              label35.Text = "信號未觸";

          }

          else

          {

              label35.BackColor = Color.Green;

              label35.Text = "信號已觸";

          }

      }

      (4)通過斷開按鈕的消息響應(yīng)函數(shù)來斷開控制器的鏈接。

      private void button1_Click(object sender, EventArgs e)

      {

          zmcaux.ZAux_Close(g_handle);

          g_handle = (IntPtr)0;

          label2.Text = "未連接";

          label2.BackColor = Color.Red;

      }

      9.運行效果

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      本次,正運動技術(shù)EtherCAT超高速實時運動控制卡XPCIE1032H上位機C#開發(fā)(一):驅(qū)動安裝與建立連接,就分享到這里。

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