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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運動控制卡集成了強大的運動控制功能，結合MotionRT7運動控制實時軟核，解決了高速高精應用中，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。
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路高速色標鎖存或兩路編碼器輸入。
XPCIE1032H運動控制卡搭配MotionRT7實時內核，使用本地LOCAL接口連接，通過高速的核內交互 ，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。
?XPCIE1032H運動控制卡與MotionRT7運動控制實時內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)品均可調用同一套API函數(shù)庫；
2.借助核內交互，可以快速調用 運動指令，響應時間快至微秒級，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運動控制卡和MotionRT7運動控制實時內核進行項目開發(fā)時，通常需要進行以下步驟：
1.安裝驅動程序，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)結果對比：
我們可以從測試對比結果看出，XPCIE1032H運動控制卡配合實時運動控制內核MotionRT7，在LOCAL鏈接（核內交互）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用。
XPCIE1032H控制卡安裝
XPCIE1032H驅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）：驅動安裝與建立連接 。
一、C#語言進行運動控制項目開發(fā)
1.到正運動技術官網(wǎng)的下載中心選擇需要的平臺庫文件。
庫文件下載地址： http://www.zmotion.com.cn/download_list_21.html
2.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。
（2）“zauxdll.dll”，“zmotion.dll”放在bin → Debug。
3.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。
4.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。
二、相關PC函數(shù)介紹
相關PC函數(shù)介紹詳情可參考“ZMotion PC函數(shù)庫編程手冊 V2.1.1”。
1、控制器網(wǎng)口連接函數(shù)接口
2、硬件比較輸出函數(shù)接口
3、硬件定時器函數(shù)接口
在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。
三、位置同步輸出PSO介紹
PSO（position synchronized output）即位置同步輸出，本質是通過采集實時的編碼器反饋位置(無編碼器可使用輸出的脈沖位置)與比較模式設定的位置進行比較，控制OP高速同步輸出信號，PSO示意圖如下。
PSO一般與激光器(或點膠噴射閥等設備)同步輸出信號進行相位同步，在運動軌跡的所有階段以恒定的空間(或恒定時間)間隔觸發(fā)輸出開關，包括加速、減速和勻速段，從而實現(xiàn)脈沖能量均勻地作用在被加工物體上。
PSO功能的特點是能高速且穩(wěn)定的輸出信號，因為輸出精度足夠高，所以能夠在整個運動軌跡中以固定的距離觸發(fā)輸出信號而不用考慮總體速度，即在直線部分以很快的速度運動，而在圓角部分減速的同時也能保證輸出間距恒定。
通常圓角加工部分在整個加工過程中占有比較小的部分，這樣在保證加工效果的同時，就可以最大限度地提高產(chǎn)能。
正運動的PSO功能調用 ZAux_Direct_HwPswitch2 函數(shù)接口實現(xiàn)，該函數(shù)采用硬件 實現(xiàn)IO的高速比較輸出 ， 故名硬件比較輸出。
四、位置同步輸出PSO模式介紹
1、單軸比較 -- 模式1
ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLE handle，int Axisnum,int Mode，int Opnum，int Opstate，float ModePara1， float ModePara2，float ModePara3，float ModePara4 ）
（1）handle：控制器連接句柄；
（2）Axisnum：比較軸號；
（3）Mode：1-啟動比較器；
（4）Opnum：對應的輸出口；
（5）Opstate：第一個比較點的輸出狀態(tài)；
（6）ModePara1：第一個比較點絕對坐標所在TABLE寄存器編號；
（7）ModePara2：最后一個比較點絕對坐標所在TABLE寄存器編號；
（8）ModePara3：第一個點判斷方向，0坐標負向，1坐標正向，-1不使用方向；
（9）ModePara4：模式1里面，該參數(shù)無意義，填0或其他任意值。
⊙該模式主要功能為： 在Table寄存器里面設置好比較點，碰到設置好的單軸比較點之后，輸出口電平反轉。
該模式使用時需要指定高速輸出口，設置好首個比較點的輸出狀態(tài)，設置比較軸，在設置比較點（即設置table寄存器，點數(shù)量等），最后設置比較點運動方向，啟動比較。緊接著驅動軸運動即可。
如下圖設置： 設置高速比較輸出口0，首個比較點的輸出狀態(tài)為1，設置比較軸為0。設置4個比較點，比較點坐標分別為：100，200，300，400。即當軸運動到100，200，300，400時，都會觸發(fā)電平變化。
示波器波形如圖所示：在100，200，300，400時會發(fā)生電平變化。
2、清除比較點 -- 模式2
ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLE handle，int Axisnum，int Mode，int Opnum，int Opstate，float ModePara1， float ModePara2，float ModePara3，float ModePara4）
（1）handle：控制器連接句柄；
（2）Axisnum：比較軸號；
（3）Mode：2-清除比較緩沖區(qū)；
（4）Opnum：對應的輸出口；
（5）Opstate：模式2里面，該參數(shù)無意義，填0；
（6）ModePara1：模式2里面，該參數(shù)無意義，填0；
（7）ModePara2：模式2里面，該參數(shù)無意義，填0；
（8）ModePara3：模式2里面，該參數(shù)無意義，填0；
（9）ModePara4：模式2里面，該參數(shù)無意義，填0。
⊙說明： 使用前需要調用此模式，清除可能沒有比較完成的數(shù)據(jù)。使用過程中也可以發(fā)送此命令，停止比較。
3、矢量比較方式 -- 模式3
ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLE handle，int Axisnum，int Mode，int Opnum，int Opstate，float ModePara1， float ModePara2，float ModePara3，float ModePara4）
（1）handle：控制器連接句柄；
（2）Axisnum：比較軸號；
（3）Mode：3-啟動比較器；
（4）Opnum：對應的輸出口；
（5）Opstate：第一個比較點的輸出狀態(tài)；
（6）ModePara1：第一個矢量距離比較點絕對坐標所在TABLE寄存器編號；
（7）ModePara2：最后一個矢量距離比較點絕對坐標所在TABLE寄存器編號；
（8）ModePara3：模式3里面，該參數(shù)無意義，填0或其他任意值；
（9）ModePara4：模式3里面，該參數(shù)無意義，填0或其他任意值。
⊙該模式主要功能為： 在Table寄存器里面設置好比較點，碰到設置單軸矢量距離比較點之后，輸出口電平反轉。
該模式使用時需要指定高速輸出口，設置好首個比較點的輸出狀態(tài)，設置比較軸，在設置比較點（即設置table寄存器，點數(shù)量等），啟動比較。緊接著驅動軸運動即可。
如下圖設置： 設置高速比較輸出口0，首個比較點的輸出狀態(tài)為1，設置比較軸為0。設置4個比較點，比較點坐標分別為：100，200，300，400.即當軸矢量距離運動到100，200，300，400時，都會觸發(fā)電平變化。
示波器波形如圖所示：在100，200，300，400時會發(fā)生電平變化。
4、矢量比較，單個比較點 -- 模式4
ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLE handle，int Axisnum，int Mode，int Opnum，int Opstate，float ModePara1， float ModePara2，float ModePara3，float ModePara4）
（1）handle：控制器連接句柄；
（2）Axisnum：比較軸號；
（3）Mode：4-啟動比較器；
（4）Opnum：對應的輸出口；
（5）Opstate：第一個比較點的輸出狀態(tài)；
（6）ModePara1：矢量距離比較點坐標（當前運動距離）。
⊙該模式主要功能為： ModePara1參數(shù)設置好比較點之后，碰到設置單軸矢量距離比較點之后，OP 反轉，比較結束。
如下圖設置：設置高速比較輸出口0，首個比較點的輸出狀態(tài)為1，設置比較軸為0。比較點為100。
示波器波形如圖所示：在100時會發(fā)生電平變化。
5、周期位置比較，有效距離輸出 -- 模式5
ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLE handle，int Axisnum，int Mode，int Opnum，int Opstate，float ModePara1， float ModePara2，float ModePara3，float ModePara4）
（1）handle：控制器連接句柄
（2）Axisnum：比較軸號
（3）Mode：5-啟動比較器
（4）Opnum：對應的輸出口
（5）Opstate：第一個比較點的輸出狀態(tài)
（6）ModePara1：矢量距離比較點坐標（當前運動距離）
（7）ModePara2：重復周期。即有效狀態(tài)個數(shù)
（8）ModePara3：周期距離.每隔一次有效狀態(tài)距離
（9）ModePara4：有效狀態(tài)距離（不能大于周期距離）
⊙該模式主要功能為： ModePara1參數(shù)設置好比較點之后，碰到設置單軸矢量距離比較點之后，輸出一斷設置好的周期距離脈沖。
該模式使用時需要指定高速輸出口，設置好首個比較點的輸出狀態(tài)，設置比較軸，在設置比較點（矢量距離比較點坐標，當前運動距離），設置好周期距離，重復周期，有效狀態(tài)距離等。最后啟動比較。緊接著驅動軸運動即可。
如下圖設置： 設置高速比較輸出口0，首個比較點的輸出狀態(tài)為1，設置比較軸為0。比較點為80，重復周期為5，周期距離為100，有效距離為20，即當軸矢量距離運動到80之后，每運動100的距離，就會輸出設置好的周期位置脈沖。
示波器波形如圖所示：軸0與軸1，進行300，400的插補運動的時候，在矢量位置80，180，280，380，480時會輸出設置好的周期位置脈沖。
6、周期位置比較，周期時間輸出 -- 模式6
ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLE handle，int Axisnum，int Mode，int Opnum，int Opstate，float ModePara1， float ModePara2，float ModePara3，float ModePara4）
（1）handle：控制器連接句柄；
（2）Axisnum：比較軸號；
（3）Mode：6-啟動比較器；
（4）Opnum：對應的輸出口；
（5）Opstate：第一個比較點的輸出狀態(tài)；
（6）ModePara1：矢量距離比較點坐標（當前運動距離）；
（7）ModePara2：重復周期。即有效狀態(tài)個數(shù)；
（8）ModePara3：周期距離.每隔一次這個距離輸出一次定時器；
（9）ModePara4：模式6里面，該參數(shù)無意義，填0或其他任意值。
⊙該模式主要功能為： ModePara1參數(shù)設置好比較點之后，碰到設置單軸矢量距離比較點之后，輸出一斷設置好的定時脈沖。
該模式使用時需要指定高速輸出口，設置好首個比較點的輸出狀態(tài)，設置比較軸，在設置比較點（矢量距離比較點坐標，當前運動距離），設置好周期距離，重復周期，設置好硬件定時參數(shù)。最后啟動比較。緊接著驅動軸運動即可。
如下圖設置： 設置高速比較輸出口0，首個比較點的輸出狀態(tài)為1，設置比較軸為0。比較點為50，重復周期為2，周期距離為100，周期時間為40，有效時間為20。即當軸矢量距離運動到50之后，每運動100的距離，就會輸出一段設置好的定時脈沖。
示波器波形如圖所示：在50，150時會輸出一段設置好的定時脈沖。
7、獨立位置比較，周期時間輸出 -- 模式7
⊙該模式主要功能為： ModePara1參數(shù)設置好比較點之后，碰到設置單軸矢量距離比較點之后，輸出一斷設置好的定時脈沖。
該模式使用時需要指定高速輸出口，設置好首個比較點的輸出狀態(tài)，設置比較軸，在設置比較點（矢量距離比較點坐標，當前運動距離），設置好周期距離，重復周期，設置好硬件定時參數(shù)。最后啟動比較。緊接著驅動軸運動即可。
這條指令在功能上與模式6類似但是在具體設置時會比模式6簡單，首先他可以直接在指令中設置HW_TIMER，另外可以動態(tài)修改HW_TIMER指令的相關參數(shù)。
如下圖設置： 設置高速比較輸出口0，首個比較點的輸出狀態(tài)為1，設置比較軸為0。起始比較點為0，結束比較點為3，周期時間為150ms，脈沖個數(shù)為2，有效時間為100ms。即當軸矢量距離運動到50之后，每運動100的距離，就會輸出一段設置好的定時脈沖.（注意并沒有打開HW_TIMER）。
示波器波形如圖所示：在50，100，150，200時會輸出一段設置好的定時脈沖。
單軸PSO模式詳解和例程演示視頻。
本次，正運動技術 單軸PSO視覺飛拍與精準輸出：EtherCAT超高速實時運動控制卡XPCIE1032H上位機C#開發(fā)（七），就分享到這里。
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