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      Windows實時運動控制軟核(四):LOCAL高速接口測試之VB.NET
      深圳市正運動技術有限公司
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      今天,正運動小助手給大家分享一下MotionRT7的安裝和使用,以及使用VB.NET對MotionRT7開發的前期準備。

      01  MotionRT7簡介

      MotionRT7是深圳市正運動技術推出的跨平臺運動控制實時內核,也是國內首家完全自主自研, 自主可控的Windows運動控制實時軟核。

      企業微信截圖_20230105091600.png

      1.MotionRT7具備以下特點

      (1)獨立軟件安裝,適合各種Windows電腦;綠色免安裝,快速體驗;采用硬件綁定的運行許可證授權(未授權也可試用); 可以方便配置、啟動、連接、模擬運行等。

      (2)與MotionRT其它版本功能兼容,一次開發,可快速切換到嵌入式,Linux各種平臺。

      (3)統一函數庫接口,快速的本地LOCAL接口,運動函數調用快至us級別,比普通PCI卡快數十倍。

      (4)集成機器視覺,快速搭建各類運動控制+機器視覺的實時應用。

      (5)強大多卡功能,最多240 軸聯動,支持跨卡聯動,脈沖與總線聯動,振鏡與平臺聯動,輕松實現位置鎖存 /PSO等高級功能。

      2.持續迭代的運動控制實時內核MotionRT

      MotionRT是正運動技術持續建設與發展的運動控制實時內核,已不斷迭代 7代,從 MotionRT1到 MotionRT7。

      QQ截圖20221203135934.png

      3.MotionRT7采用模塊化軟件架構

      企業微信截圖_20230105091714.png

      運動控制程序、視覺算法、MotionRT7運動控制引擎,通過高共享內存進行數據交互,大大提升運動控制與機器視覺的交互效率。

      用戶自定義功能,融合Gmc、Gear/Cam、Frame、Robotics、CNC 等算法,打造 用戶的專用控制系統。

      4.統一開放的API函數

      統一完善的SDK庫 ,所有的第三方開發環境同一套API接口,跨平臺的產品架構,提高效率,保持兼容性。

      企業微信截圖_20230105091730.png

      5.簡單易用的運動控制功能特性

      a.點位運動、直線插補、圓弧插補、螺旋插補、連續軌跡加工;

      b.電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、位置鎖存、虛擬軸疊加;

      c.S曲線加減速,SS曲線加減速,軌跡運動更柔和;

      d.1D/2D/3D高速位置同步輸出PS0,充分滿足視覺飛拍、高速點膠、激光加工;

      e.客戶可自定義運動控制算法或者機器人正反解算法;

      f. 方便與第三方視覺配合。

      6.開放的EtherCAT與配置調試工具

      ZDevelop具備開放易用的配置,開發,調試,診斷等工具。ZDevelop不僅是個綠色免費的軟件,而且具備軸調試,軸狀態,示波器等工具。

      企業微信截圖_20230105091744.png

      MotionRT7廣泛支持EtherCAT總線,支持市面上廣泛易用的EtherCAT伺服,EtherCAT步進,EtherCAT IO,EtherCAT閥島和EtherCAT傳感器。

      我司后續將持續完善EtherCAT的配置工具,持續努力做最好用的運動控制。

      02  MotionRT7的安裝和使用

      第一步:安裝驅動程序

      1.打開“設備管理器”,選擇“操作”中的“添加過時硬件”,選擇“手動選擇”。

      企業微信截圖_20230105091758.png

      企業微信截圖_20230105091819.png

      2.點擊“下一步”。

      企業微信截圖_20230105091837.png

      3.點擊“從磁盤安裝”。

      企業微信截圖_20230105091848.png

      4.點擊“瀏覽按鈕”選擇驅動所在的路徑,打開文件夾“driver_signed”,選擇“ZMotionRt64.inf”。

      企業微信截圖_20230105091900.png

      企業微信截圖_20230105091914.png

      5.一直點擊下一步,直到安裝完成。

      企業微信截圖_20230105091926.png

      注意:驅動更新時,要從設備管理器刪除設備,一定要選擇把驅動文件也刪除。

      6.MotionRT7驅動安裝視頻演示

      第二步:運行控制臺程序

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

      企業微信截圖_20230105091939.png

      2.點擊“Start”。

      企業微信截圖_20230105091951.png

      第三步:使用ZDevelop軟件鏈接到控制器,進行參數監控

      ZDevelop鏈接控制器,軟件版本3.10以上,使用PCI/LOCAL方式進行連接。

      企業微信截圖_20230105092002.png

      企業微信截圖_20230105092014.png

      第四步:網口擴展EtherCAT主站協議

      1.查看網絡連接。

      企業微信截圖_20230105092351.png

      2.選擇用作EtherCAT的網卡,右鍵屬性,安裝協議。

      企業微信截圖_20230105092403.png

      企業微信截圖_20230105092422.png

      企業微信截圖_20230105092433.png

      3.點擊從磁盤安裝,選擇驅動器所在的路徑,打開文件夾”driver_signed”,選擇“MotionRtPacket.inf”。

      企業微信截圖_20230105092448.png

      企業微信截圖_20230105092458.png

      企業微信截圖_20230105092509.png

      企業微信截圖_20230105092521.png

      4.安裝成功后,確認ZMotionRT64 Packet Protocol Driver前面有選上。

      在RT控制臺程序選擇增加AddEcat,這時能看到對應網卡,選擇后,啟動RT。

      企業微信截圖_20230105092531.png

      5. MotionRT7 EtherCAT協議安裝視頻演示。

      自帶PC的網卡EtherCAT具有一定的實時性,如EtherCAT要提升性能,則需要把網口其它的協議都去掉以提升實時性。

      如需進一步提升實時性,請使用正運動專門的EtherCAT運動控制卡XPCIE1032。

      更多關于MotionRT7的參數設置以及相關問題,請參照“MotionRT7說明書” 。

      相關資料請前往正運動技術官網www.zmotion.com.cn或聯系正運動相關人員。

      03  VB.NET進行MotionRT7項目的開發

      1.創建VB.NET項目。

      企業微信截圖_20230105092551.png

      2.將Zmcaux.vb放入剛創建的項目文件夾目錄下,再將zauxdll.dll、zmotion.dll這兩個文件放入目錄下的bin\debug文件夾中。VB函數庫可聯系正運動相關人員獲取。

      企業微信截圖_20230105092603.png

      企業微信截圖_20230105092616.png

      (1)相關PC函數介紹

      企業微信截圖_20230105092629.png

      企業微信截圖_20230105092640.png

      企業微信截圖_20230105092650.png

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      企業微信截圖_20230105092710.png
      企業微信截圖_20230105092719.png

      在VB.NET的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。

      企業微信截圖_20230105092731.png

      注:使用IP模式連接MotionRT7的時候,要將MotionRT710中的Config配置項Eth num的值設置為一個大于0的數(1-12),輸入的IP為本機IP,可以在ZDevelop中直接查看。

      (2)相關程序

      ①通過IP鏈接方式的鏈接按鈕的消息響應函數來鏈接控制器。

      'IP鏈接方式鏈接控制器
      Private Sub OPEN_ETH_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles OPEN_ETH.Click
          If g_handle = 0 Then
              Dim ret = ZAux_OpenEth(TextBox1.Text, g_handle)
              If (ret = 0) Then
                  Label3.Text = "已鏈接"
                  Label3.TextAlign = ContentAlignment.MiddleCenter
                  Label3.BackColor = Color.FromArgb(192, 255, 192)
              Else
                  MessageBox.Show("鏈接失敗,請輸入正確的ip!")
              End If
          Else
              MessageBox.Show("控制器已鏈接,請先斷開另一個鏈接!")
          End If
      End Sub

      ②通過LOCAL鏈接方式的鏈接按鈕的消息響應函數來鏈接控制器。

      'LOCAL鏈接方式鏈接控制器
      Private Sub OPEN_LOCAL_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles OPEN_LOCAL.Click
          If g_handle = 0 Then
              Dim ret = ZAux_FastOpen(5, ComboBox1.Text, 3000, g_handle)
              If (ret = 0) Then
                  Label4.Text = "已鏈接"
                  Label4.TextAlign = ContentAlignment.MiddleCenter
                  Label4.BackColor = Color.FromArgb(192, 255, 192)
              Else
                  MessageBox.Show("鏈接失敗,請選擇正確的LOCAL!")
              End If
          Else
              MessageBox.Show("控制器已鏈接,請先斷開另一個鏈接!")
          End If
      End Sub

      ③通過斷開按鈕的消息響應函數來斷開控制器的鏈接。

      Private Sub CLOSE_LOCAL_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles CLOSE_LOCAL.Click
          If g_handle <> 0 Then          '斷開LOCAL鏈接   
              ZAux_Close(g_handle)
              g_handle = 0
              Label4.Text = "未鏈接"
              Label4.TextAlign = ContentAlignment.MiddleCenter
              Label4.BackColor = Color.FromArgb(255, 192, 192)
          End If
      End Sub

      ④通過單條指令交互周期的測試按鈕對單條指令交互的周期進行測試。

      Private Sub SingleTest_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles SingleTest.Click
          Dim CsDpos As Single = 0
          Dim TestNum As Integer = 0
          If ComboBox2.Text = "1W" Then
              TestNum = 10000
          ElseIf ComboBox2.Text = "10W" Then
              TestNum = 100000
          ElseIf ComboBox2.Text = "100W" Then
              TestNum = 1000000
          End If
          Dim beforeDT As Date = Date.Now
          For lv_i As Integer = 0 To TestNum
              ZAux_Direct_GetDpos(g_handle, 0, CsDpos)
          Next
          Dim afterDT As Date = Date.Now
          Dim intertime As TimeSpan = afterDT - beforeDT
          TextBox3.Text = intertime.TotalMilliseconds.ToString()
          TextBox2.Text = (intertime.TotalMilliseconds * 1000 / TestNum).ToString()
          TextBox4.Text = CsDpos.ToString()
      End Sub

      ⑤通過多條指令交互周期的測試按鈕對多條指令交互的周期進行測試。

      Private Sub MultTest_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles MultTest.Click
          Dim cmd As String
          Dim star As Integer = 0
          Dim cmdBuff As New StringBuilder(2048)
          Dim TestNum As Integer = 0
          If ComboBox2.Text = "1W" Then
              TestNum = 10000
          ElseIf ComboBox2.Text = "10W" Then
              TestNum = 100000
          ElseIf ComboBox2.Text = "100W" Then
              TestNum = 1000000
          End If
          cmd = "?dpos(0),dpos(1),dpos(2),speed(0),speed(1),speed(2),axisstatus(0),axisstatus(1),axisstatus(2)"
          Dim beforeDT As Date = Date.Now
          For lv_i As Integer = 0 To TestNum
              ZAux_DirectCommand(g_handle, cmd, cmdBuff, 2048)
          Next
          Dim afterDT As Date = Date.Now
          Dim intertime As TimeSpan = afterDT - beforeDT
          TextBox6.Text = intertime.TotalMilliseconds.ToString()
          TextBox7.Text = (intertime.TotalMilliseconds * 1000 / TestNum).ToString()
          Dim str As String = cmdBuff.ToString()
          Dim tmp(9) As String
          For lv_i As Integer = 0 To str.Length - 1
              If str(lv_i) <> Chr(32) Then
                  tmp(star) += str(lv_i)
              Else
                  star += 1
              End If
          Next
          TextBox5.Text = tmp(0)
          TextBox12.Text = tmp(1)
          TextBox15.Text = tmp(2)
          TextBox8.Text = tmp(3)
          TextBox11.Text = tmp(4)
          TextBox14.Text = tmp(5)
          TextBox9.Text = tmp(6)
          TextBox10.Text = tmp(7)
          TextBox13.Text = tmp(8)
      End Sub

      (3)運行效果

      企業微信截圖_20230105092749.png

      IP鏈接方式的測試(1w次)

      企業微信截圖_20230105092802.png

      LOCAL鏈接方式的測試(1w次)

      企業微信截圖_20230105092813.png

      IP鏈接方式的測試(10w次)

      企業微信截圖_20230105092823.png

      LOCAL鏈接方式的測試(10w次)

      (4)例程演示

      04  分析與結論

      以上分別是對IP方式鏈接MotionRT7與LOCAL方式鏈接MotionRT7的指令交互測試,從上面的運行效果圖的數據顯示來看,當進行1w次和進行10w次的單指令交互或多指令交互時 ,LOCAL鏈接的方式進行指令交互所需要的單條指令交互時間(平均4.21us左右和4.16us左右),一次性讀取9個狀態的多條指令交互時間(平均8.38us左右和8.14us左右)都要比IP鏈接的方式更快(平均45.97us左右與51.43us左右)。

      同時參考之前C++和C#的測試結果,發現C++和C#的LOCAL接口的指令交互周期跟VB.NET的指令交互周期區別不大,具體測試結果如下表:
      企業微信截圖_20230105092834.png

      其次,我們可以從運行結果看出MotionRT7在LOCAL鏈接的方式下,指令交互的效率也是非常地穩定,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,這將為工藝作業中穩定性提供了極大的保證。

      MotionRT7的出現,絕對是一次重大的驚喜與升級,它為我們在進行大批量指令交互的過程中,提供了更好的效率與穩定性,給生產創造更高的效率與更多的價值!

      相關的函數請參照“ZMotion PC函數庫編程手冊”。

      企業微信截圖_20230105092847.png

      本次,正運動技術 Windows實時運動控制軟核(四):LOCAL高速接口測試之VB.NET ,就分享到這里。

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      正運動技術專注于運動控制技術研究和通用運動控制軟硬件產品的研發,是國家級高新技術企業。正運動技術匯集了來自華為、中興等公司的優秀人才,在堅持自主創新的同時,積極聯合各大高校協同運動控制基礎技術的研究,是國內工控領域發展最快的企業之一,也是國內少有、完整掌握運動控制核心技術和實時工控軟件平臺技術的企業。主要業務有: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_視覺控制器__運動控制PLC_運動控制_機器人控制器_視覺定位等等。


       

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