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實時運動控制卡XPCIE1032H上位機C#開發(fā)（五）：通過RTSys進行調(diào)試與診斷

2023年12月08日 14:31:02人氣：554來源：深圳市正運動技術(shù)有限公司

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運動控制卡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。

運動控制卡XPCIE1032H.png

XPCIE1032H運動控制卡支持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(biāo)鎖存或兩路編碼器輸入。

XPCIE1032H運動控制卡搭配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。

RTSys開發(fā)軟件簡介

RTSys是正運動推出的集成運動控制+機器視覺功能的開發(fā)軟件，支持RTBasic、RTPlc梯形圖、RTHmi、RTVision機器視覺等二次開發(fā)，并可混合編程、實時仿真、在線跟蹤以及診斷與調(diào)試，快速實現(xiàn)智能裝備的視覺定位、測量、識別、檢測和復(fù)雜的運動控制等系統(tǒng)的開發(fā)，RTSys軟件開發(fā)界面如下圖所示。

用戶可通過串口或網(wǎng)口連接PC與控制器，使用RTSys軟件編寫的程序可以直接下載到正運動控制器里脫機運行，也可以在PC平臺仿真運行。

RTSys軟件支持四種編程方式：RtBasic、RtPLC梯形圖、HMI組態(tài)以及C語言編程。

RTSys軟件支持在線仿真調(diào)試，自帶仿真器ZMC Simulator和組態(tài)程序仿真工具xplc screen。

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

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。

?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，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。

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

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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(dāng)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控制卡安裝

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。

XPCIE1032H驅(qū)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(fā)（一）：驅(qū)動安裝與建立連接。

一、C#語言進行運動控制開發(fā)

具體C#新建項目以及程序開發(fā)流程具體可參考“運動控制卡應(yīng)用開發(fā)教程之C#”。

1、進入光盤資料選擇“PC函數(shù)庫2.1.1”。

2、點擊“Windows平臺”。

3、點擊“庫文件與例程”。

4、根據(jù)需要選擇對應(yīng)的函數(shù)庫和例程（64位為例），這里選擇64位。

5、解壓后選擇“C#”例程。

6、打開單軸運動項目文件夾（以單軸運動工程為例）。

7、打開項目后，編譯程序，可看到該例程控制臺程序界面如圖。

在該界面有一個LOCAL連接BUTTON按鈕，關(guān)聯(lián)的方法為ZAUX_FastOpen方法，MotionRT7選擇用此方式進行連接。

連接上板卡之后，在該界面可進行對應(yīng)的軸參數(shù)設(shè)置，設(shè)置完之后軸選擇，最后選擇運動方式，點擊運動即可。

二、相關(guān)PC函數(shù)介紹

相關(guān)PC函數(shù)介紹詳情可參考“ZMotion PC函數(shù)庫編程手冊 V2.1.1”。

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三、RTSys調(diào)試與診斷

1、控制器連接

上位機開發(fā)的同時，要在RTSys上進行運動監(jiān)控，首先要連接控制器。打開RTSys軟件，點擊菜單欄的控制器選項，選擇連接。

在彈出連接界面，選擇Local,點擊連接。

2、軸參數(shù)界面

連接成功之后，在界面右側(cè)，會出現(xiàn)一個軸參數(shù)界面，這個界面可以實時監(jiān)控軸的各個參數(shù)變化值。

通過上述C#單軸例程進行參數(shù)設(shè)置之后，RTSys中軸參數(shù)會實時同步數(shù)據(jù)。

此時通過上述C#上位機控制軸運動，在該界面可對軸運行進行實時監(jiān)控，通過DPOS監(jiān)控是否有脈沖發(fā)出以及MPOS參數(shù)監(jiān)控軸是否有實際動作，是否有位置反饋等。

通過ZAux_Direct_SetSpeed指令在上位機設(shè)置軸速度之后，實際軸速度變化不大；這個時候，我們可以在軸參數(shù)界面找到SPEED值，看是否和上位機設(shè)置的值一樣，進而排查上位機速度值是否寫進去。

3、手動運動界面

通過RTSys軟件進行手動運動調(diào)試：點擊RTSys菜單欄的工具按鈕，選擇手動運動，彈出手動運動界面，功能具體如下圖。

4、IO操作界面

點擊RTSys菜單欄工具按鈕，打開“輸入口”和“輸出口"界面進行IO口的監(jiān)控與調(diào)試。點擊IO選擇可手動選擇想要監(jiān)控的IO編號范圍。

上位機使用ZAux_Direct_GetIn指令讀取輸入口的狀態(tài)，通過ZAux_Direct_GetOp指令讀取輸出口狀態(tài)以及ZAux_Direct_SetOp指令設(shè)置輸出口狀態(tài)。

通過上位機指令設(shè)置對應(yīng)的IO口之后，這時候要確認(rèn)上位機是否操作成功，打開IO操作界面的輸入口和輸出口即可對其進行監(jiān)控與設(shè)置。

5、寄存器界面

點擊RTSys菜單欄的工具，打開寄存器界面，點擊該界面的寄存器類型下拉框，可監(jiān)控或設(shè)置MODBUS、VR、TABLE等寄存器的值。

該界面的“起始編號”指監(jiān)控對應(yīng)寄存器的起始編號?！皞€數(shù)”表示監(jiān)控的對應(yīng)寄存器從起始編號開始，監(jiān)控的寄存器個數(shù)。

上位機使用ZAux_Direct_MoveTable緩沖修改table寄存器的值，ZAux_Direct_SetVrf指令修改VR寄存器的值，以及ZAux_Modbus_Set0x指令修改modbus位寄存器的值以及其他寄存器的讀寫操作。上位機設(shè)置完對應(yīng)寄存器之后，便可打開寄存器界面判斷相關(guān)寄存器的值是否寫成功。

6、示波器界面

點擊RTSys菜單欄的工具，打開示波器界面，可對運動過程中的一些參數(shù)進行波形的抓取。

示波器的操作方法：在RTSys編寫好程序后，成功連接到控制器/仿真器后，打開示波器，設(shè)置好所需采集的數(shù)據(jù)源及對應(yīng)編號，點擊“啟動”，再將程序下載至RAM/ROM（上位機編程直接編譯運行上位機代碼），即可采樣

按以上操作程序里需加入“TRIGGER”指令自動觸發(fā)示波器采樣。否則，需在點擊“啟動”后，點擊“手動觸發(fā)”再下載程序至RAM/ROM才可成功采樣。

示波器界面功能說明：

（1）設(shè)置：打開示波器設(shè)置窗口，設(shè)置示波器相關(guān)參數(shù)。

（2）啟動：啟動示波器（但不觸發(fā)示波器采樣）。

（3）停止：停止示波器采樣。

（4）YT模式：有三種模式可切換，包括YT模式、XY模式、XYZ模式。切換成XY模式即XY平面顯示兩個軸的插補合成軌跡。XYZ模式即XYZ三維平面顯示合成軌跡。

（5）<<：按下隱藏通道名稱和峰值，只顯示通道編號。

（6）連續(xù)采集：不開啟連續(xù)采集時，到達采集深度后便停止采集，開啟了連續(xù)采集之后示波器會持續(xù)采樣。

（7）跟隨：開啟跟隨后橫軸自動移動到實時采樣處，跟隨波形顯示。

（8）顯示游標(biāo)：用于標(biāo)定測量示波器圖形數(shù)據(jù)或者是坐標(biāo)距離。在YT模式中使用該工具可測量兩點之間所用時間，在XY模式中則測量坐標(biāo)間距。X1和X2游標(biāo)線與波形相交的交點橫坐標(biāo)即為通道(x)顯示的數(shù)據(jù)，Y1和Y2游標(biāo)線與波形相交的交點縱坐標(biāo)即為通道(Y)顯示的數(shù)據(jù)。

（9）手動觸發(fā)：手動觸發(fā)示波器采樣按鈕（自動觸發(fā)使用trigger指令）。

（10）顯示：選擇當(dāng)前通道曲線是否顯示。

（11）編號：選擇需要采集的數(shù)據(jù)源編號，如軸號、數(shù)字量IO編號、TABLE編號、VR編號、MODBUS編號等。

（12）數(shù)據(jù)源：選擇采集的數(shù)據(jù)類型，下拉菜單選擇，多種類型參數(shù)可選。

（13）偏移：波形縱軸偏移量設(shè)置。

（14）垂至刻度：縱軸一格的刻度。

（15）水平刻度：橫軸一格的刻度。

注：若要設(shè)置示波器參數(shù)，如軸編號、數(shù)據(jù)源以及啟動示波器設(shè)置窗口，要先停止示波器再設(shè)置。

6、控制器狀態(tài)

點擊RTSys菜單欄的控制器選項，點擊控制器狀態(tài)，打開控制器狀態(tài)顯示窗口。該狀態(tài)包括基本信息、Zcan節(jié)點信息、槽位0節(jié)點信息、控制器通訊配置等內(nèi)容。

（1）基本信息：包括控制器型號、支持max任務(wù)數(shù)、IP地址、軟硬件版本號等控制器基本信息。

（2）Zcan節(jié)點：在該界面可顯示控制器的本地資源，包括軸數(shù)、數(shù)字量個數(shù)以及模擬量個數(shù)，還可顯示通過CAN接口擴展的板卡信息。

（3）槽位0節(jié)點：顯示通過EtherCat口所接的設(shè)備的節(jié)點號、設(shè)備ID、撥碼號等信息。

（4）控制器通訊配置：顯示CAN信息與RS232、RS485、RS422串口配置信息。

使用上述上位機單軸運動例程抓取軸0指令位置（DPOS）以及軸實際反饋速度（MSPEED）曲線時，先打開示波器界面，設(shè)置好抓取的軸號，以及選擇需要抓取的參數(shù)，設(shè)置完成之后，選擇YT模式，點擊啟動，點擊手動觸發(fā)，最后運行上位機程序，抓取波形圖如下所示。

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)（五）：通過RTSys進行調(diào)試與診斷，就分享到這里。

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正運動技術(shù)專注于運動控制技術(shù)研究和通用運動控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)。正運動技術(shù)匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅持自主創(chuàng)新的同時，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運動控制基礎(chǔ)技術(shù)的研究，是國內(nèi)少有、完整掌握運動控制核心技術(shù)和實時工控軟件平臺技術(shù)的企業(yè)。主要業(yè)務(wù)有：運動控制卡_運動控制器_EtherCAT運動控制卡_EtherCAT控制器_運動控制系統(tǒng)_視覺控制器__運動控制PLC_運動控制_機器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運動控制卡等等。

關(guān)鍵詞：編碼器數(shù)據(jù)傳輸機器視覺運動控制卡總線運動控制卡

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實時運動控制卡XPCIE1032H上位機C#開發(fā)（五）：通過RTSys進行調(diào)試與診斷

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