硬件介紹

PCIE464運動控制卡是正運動推出的一款EtherCAT總線+脈沖型、PCIE接口式的運動控制卡，可選6-64軸運動控制，支持多路高速數字輸入輸出，可輕松實現多軸同步控制和高速數據傳輸。

PCIE464運動控制卡適合于多軸點位運動、插補運動、軌跡規劃、手輪控制、編碼器位置檢測、IO控制、位置鎖存等功能的應用。

PCIE464運動控制卡適用于3C電子加工、檢測設備、半導體設備、SMT加工、激光加工、光通訊設備、鋰電及光伏設備、以及非標自動化設備等高速高精應用場合。

PCIE4系列控制卡的應用程序可以使用VC，VB，VS，C++，C#等軟件開發，程序運行時需要動態庫zmotion.dll，調試時可以將RTSys軟件同時連接控制器，從而方便調試、方便觀察。

接線參考

1、IN數字量輸入接口

數字輸入分布在J400（IN0-IN7）和X400（IN8-IN39）信號接口中。

2、OUT數字量輸出接口

數字輸出分布在J400（OUT0-7）和X400（OUT8-OUT39）信號接口中。

3、編碼器輸入接口

J400包含一個差分脈沖輸出接口，一個差分編碼器反饋，通過轉接板接入。其中IN2-7有單端編碼器軸的功能，只支持24V編碼器輸入。

C#語言進行項目開發

1、 在VS2010菜單“文件”→“新建”→“項目”，啟動創建項目向導。

2、 選擇開發語言為“Visual C#”和.NET Framework 4以及Windows窗體應用程序。

3、 找到廠家提供的光盤資料里面的C#函數庫，路徑如下（32位庫為例）。

1）進入廠商提供的光盤資料找到“04PC函數”文件夾，并點擊進入。

2）選擇“函數庫2.1”文件夾。

3）選擇“Windows平臺”文件夾。

4）根據需要選擇對應的函數庫，這里選擇32位庫。

5）解壓C#壓縮包,里面有C#對應的函數庫。

6）函數庫具體路徑如下。

4.將廠商提供的C#的庫文件以及相關文件復制到新建的項目中。

1）將zmcaux.cs文件復制到新建的項目里面中。

2）將zauxdll.dll和zmotion.dll文件放入bin\debug文件夾中。

5.雙擊Form1.cs里面的Form1，出現代碼編輯界面，在文件開頭寫入using cszmcaux，并聲明控制器句柄g_handle。

6、至此，項目新建完成，可進行C#項目開發。

PC函數介紹

1.PC函數手冊可在光盤資料查看，具體路徑如下。

2.鏈接控制卡，獲取鏈接句柄。

3.讀取單個I/O信號。

4.批量讀取I/O信號。

5.設置單個輸出口。

6.批量設置輸出口。

7.讀取單軸編碼器反饋位置。

8.批量讀取編碼器反饋位置,BASIC字符串為MPOS。

9.自定義函數封裝指令。

單個或批量讀取IO和編碼器數據

1.鏈接控制器獲取句柄，上位機操作通過獲取到的句柄來操作控制器。

//連接PCIe控制卡,控制卡卡號缺省從0開始
int ret = zmcaux.ZAux_OpenPci(0, out g_handle);
if (g_handle != (IntPtr)0)
{
    MessageBox.Show("控制卡鏈接成功!" , "提示");
    timer_GetData.Enabled = true;  //開啟定時器或在單獨線程里實時讀取I/O信號
}
else
{
    MessageBox.Show("控制卡鏈接失敗，請檢測PCI卡號!" , "警告");
}

2.開啟定時器實時讀取I/O信號。

//定時器刷新I/O和軸反饋數據
private void timer_GetData_Tick(object sender, EventArgs e)
{
    uint[] instate = new uint[4];
    uint[] opstate = new uint[4];
    float[] mpos = new float[4];
    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        zmcaux.ZAux_Direct_GetIn(g_handle, i, ref instate[i]); //讀取單個IN
        zmcaux.ZAux_Direct_GetOp(g_handle, i, ref opstate[i]); //讀取單個OUT
        zmcaux.ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, i, ref mpos[i]); //讀取單軸反饋位置MPOS
    }
    IN0.Checked = (instate[0] == 1);
    IN1.Checked = (instate[1] == 1);
    IN2.Checked = (instate[2] == 1);
    IN3.Checked = (instate[3] == 1);
    OP0.Checked = (opstate[0] == 1);
    OP1.Checked = (opstate[1] == 1);
    OP2.Checked = (opstate[2] == 1);
    OP3.Checked = (opstate[3] == 1);
    MPOS0.Text = mpos[0].ToString();
    MPOS1.Text = mpos[1].ToString();
    MPOS2.Text = mpos[2].ToString();
    MPOS3.Text = mpos[3].ToString();
    int[] inputs = new int[4];
    uint[] outputs = new uint[4];
    float[] allmpos = new float[8];
    zmcaux.ZAux_Direct_GetInMulti(g_handle, 16, 31, inputs); //批量讀取輸入IN16-31
    zmcaux.ZAux_Direct_GetOutMulti(g_handle, 16, 31, outputs); //批量讀取輸出OUT16-31
    zmcaux.ZAux_Direct_GetAllAxisPara(g_handle, "MPOS", 8, allmpos);//批量讀取軸反饋位置MPOS 0-7
    InputGroup1631.Text = inputs[0].ToString("X4"); 
}

3.單個或批量設置OP輸出口。

//單個輸出口狀態切換函數
private void OP0_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
{
     if (g_handle == (IntPtr)0)
     {
         MessageBox.Show("未鏈接到控制卡!", "提示");
         return;
     }
     if (OP0.Checked)
     {
         zmcaux.ZAux_Direct_SetOp(g_handle,0, 1);
         OP0.Text = "out0 打開";
     }
     else
     {
         zmcaux.ZAux_Direct_SetOp(g_handle, 0, 0);
         OP0.Text = "out0 關閉";
     }
}
//批量切換輸出口狀態函數
private void OutputGroup03_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
{
    if (g_handle == (IntPtr)0)
    {
        MessageBox.Show("未鏈接到控制卡!", "提示");
        return;
    }  
    uint[] iostate = new uint[4];
    if (OutputGroup03.Checked)
    {
        iostate[0] = 0xF;    //以二進制組合OUT,十六進制0xF即OUT0-3全部置1
        zmcaux.ZAux_Direct_SetOutMulti(g_handle, 0, 3, iostate);
        OutputGroup03.Text = "全部置ON";
        OP0.Checked = true;
        OP1.Checked = true;
        OP2.Checked = true;
        OP3.Checked = true;
    }
    else
    {
        iostate[0] = 0x0;
        zmcaux.ZAux_Direct_SetOutMulti(g_handle, 0, 3, iostate);
        OutputGroup03.Text = "全部置OFF";
        OP0.Checked = false;
        OP1.Checked = false;
        OP2.Checked = false;
        OP3.Checked = false;
    }
}

4.若想驗證通過函數獲取的IO狀態和數據是否準確，可以使用正運動的調試軟件RTSys連接到控制卡。

通過工具→輸入口/輸出口觀察當前控制卡的實時IO狀態，通過軸參數窗口觀察各軸的反饋位置MPOS，并與C#獲取的數據進行對比。

5.自定義函數封裝，單條命令批量獲取需要的部分I/O和部分軸數據。

通過組合不同的Basic命令字符串，中間以英文逗號字符隔開，一次性下發讀取所需的數據，如：

（1）獲取某個輸入信號，對應Basic命令字符串為：IN(輸入口序號)；

（2）獲取某個輸出信號，對應Basic命令字符串為：OP(輸入口序號)；

（3）獲取某軸反饋位置，對應Basic命令字符串為：MPOS(軸號)；

其他參數也可以使用此方式，具體Basic字符串可參考PC手冊“軸參數指令表”。

舉例說明，需要單條命令獲取輸入0，輸入3，輸出1，輸出4，軸2和軸5的反饋數據，則需要通過ZAux_Execute函數下發字符串:

“?IN(0),IN(3),OP(1),OP(4),MPOS(2),MPOS(5)”；

其中，英文  “?”   字符和“PRINT”字符為同一含義，表示讀取后續參數的值；參數字符不用區分大小寫。

private void getData_Click(object sender, EventArgs e)
{
    //通過Execute函數發送Basic字符串組合實現一次性讀取多個參數
    if (g_handle == (IntPtr)0)
    {
        MessageBox.Show("未鏈接到控制卡!", "提示");
        return;
    }
    string pszCommand;                                      //發送的Basic命令字符串
    StringBuilder psResponse = new StringBuilder(1024);     //接收返回的字符串
    uint uiResponseLength = 1024;                           //接收返回的字符長度,不能小于接收的字符串長度
    pszCommand = "?IN(4),IN(5),OP(4),OP(5),MPOS(4),MPOS(5)";//讀取數據Basic字符串,共6個數據
    zmcaux.ZAux_Execute(g_handle, pszCommand, psResponse, uiResponseLength);    
    string psResponseResult = "";
    psResponseResult += psResponse;
    string[] parts = psResponseResult.Split('\t');          //這里以空格對字符串分割
    IN4.Checked = Convert.ToInt32(parts[0]) == 1;
    IN5.Checked = Convert.ToInt32(parts[1]) == 1;
    OP4.Checked = Convert.ToInt32(parts[2]) == 1;
    OP5.Checked = Convert.ToInt32(parts[3]) == 1;
    MPOS4.Text = parts[4];
    MPOS5.Text = parts[5];
}

調試軟件RTSys命令與輸出窗口的在線命令,與上述封裝函數為相同的功能。

本次，正運動技術PCIe EtherCAT實時運動控制卡PCIE464的IO與編碼器讀寫應用，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_XPCIe/XPCI系列運動控制卡等等 。