本文導(dǎo)讀 上節(jié)課程給大家介紹了ZMC432CL-V2硬件接口（詳情點(diǎn)擊→步進(jìn)的光柵尺全閉環(huán)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器ZMC432CL-V2（一）：硬件接口介紹） ，本節(jié)主要講解如何通過(guò)RTSys開(kāi)發(fā)軟件調(diào)試ZMC432CL-V2的脈沖閉環(huán)功能。
一、ZMC432CL-V2產(chǎn)品簡(jiǎn)介 ZMC432CL-V2高性能多軸運(yùn)動(dòng)控制器是一款兼容EtherCAT總線和脈沖型的獨(dú)立式運(yùn)動(dòng)控制器，具備高速實(shí)時(shí)反饋功能，支持脈沖全閉環(huán)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高響應(yīng)速度的運(yùn)動(dòng)控制。高精度定位，有效消除機(jī)械傳動(dòng)誤差，滿足高精密加工場(chǎng)景應(yīng)用要求。
1.ZMC432CL-V2硬件功能 （1）豐富的運(yùn)動(dòng)控制功能：支持直線、圓弧、空間圓弧、螺旋插補(bǔ)等。
（2）硬件接口豐富：支持脈沖軸（帶編碼器反饋）和EtherCAT總線軸，具備24路輸入和12路輸出的通用IO，部分為高速IO，2路模擬量輸出(DA)。
（3）EtherCAT刷新周期最快達(dá)250us，滿足高速通信需求。
（4）支持4通道硬件比較輸出、硬件定時(shí)器、運(yùn)動(dòng)中精準(zhǔn)輸出，適用于多通道視覺(jué)飛拍等場(chǎng)合。
（5）支持掉電檢測(cè)、掉電存儲(chǔ)，多種程序加密方式，能夠有效防止系統(tǒng)故障，保護(hù)項(xiàng)目工程文件數(shù)據(jù)，并提高系統(tǒng)的可靠性。
（6）通過(guò)純國(guó)產(chǎn)IDE開(kāi)發(fā)環(huán)境RTSys進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，可實(shí)時(shí)仿真、在線跟蹤以及診斷與調(diào)試，簡(jiǎn)便易用，支持多種高級(jí)上位機(jī)語(yǔ)言聯(lián)合編程進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。
步進(jìn)控制的光柵尺全閉環(huán)解決方案：32軸EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制器ZMC432CL-V2 。
更多關(guān)于ZMC432CL-V2詳情介紹點(diǎn)擊→步進(jìn)控制的光柵尺全閉環(huán)解決方案：32軸EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制器ZMC432CL-V2。
二、RTSys調(diào)試ZMC432CL-V2的脈沖閉環(huán)功能 1. 新建RTSys的項(xiàng)目文件 點(diǎn)擊【文件】→【新建工程】→【輸入文件名】→【保存】。
2.新建RTBasic文件和RTHmi文件 點(diǎn)擊【新建】→【選擇Basic/Hmi】→【確定】，完成Basic和Hmi文件的創(chuàng)建，其中Basic文件用于運(yùn)動(dòng)邏輯的編寫，Hmi文件用于人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)。
右擊【工程視圖】下的HMI文件名稱，在彈出的選項(xiàng)框中選擇【設(shè)置任務(wù)號(hào)】，并將其設(shè)置為0，表示控制器啟動(dòng)后將一任務(wù)0去執(zhí)行Hmi文件程序。
3.在BasicMain.bas文件里面編寫系統(tǒng)初始化函數(shù)和周期掃描函數(shù)
'/****************************************************************************
'任務(wù)編號(hào)：無(wú)
'函數(shù)功能：系統(tǒng)初始化
'Input：無(wú)
'Output：無(wú)
'返回值：無(wú)
'備注：無(wú)
'******************************************************************************/
GLOBAL SUB SysInit()
'測(cè)試固件信息
?"測(cè)試固件信息：ver 24.8.28 : "version_build, "SERVO_PERIOD: "SERVO_PERIOD
'軸分配
GLOBAL CONST TestAxisId=0
'線程分配
GLOBAL CONST IntCycleTask=1
GLOBAL CONST OtherTask=2
'其他變量
GLOBAL gvCLStstus,gv_HandMode
GLOBAL gv_P,gv_I,gv_D
GLOBAL gv_VF,gv_AF,gv_OV
'軸初始化參數(shù)
GLOBAL gv_Speed,gv_Accel,gv_Decel
GLOBAL gv_Sramp,gv_Inch
GLOBAL gv_Units
GLOBAL gv_mpos,gv_input
GLOBAL VpMode
'*********************軸參數(shù)初始化*********************
gv_Units=2000
gv_mpos =4000
gv_input=-20043
gvCLStstus=0
gv_Speed=2
gv_Accel=100
gv_Decel=100
gv_Sramp=0
gv_Inch=1
gv_HandMode=0
VpMode=0
'**********************系統(tǒng)初始化**********************
RAPIDSTOP(2) '停止所有軸
WAIT IDLE
DELAY(100)
DATUM(0) '清除軸報(bào)警
WAIT IDLE
'**********************軸參數(shù)初始化*********************
BASE(TestAxisId)
'關(guān)閉閉環(huán)功能
SERVO=OFF
ENCODER_SERVO=OFF
'關(guān)閉閉環(huán)功能后要遠(yuǎn)程ATYPE從0到4的切換
ATYPE = 0
DELAY(100)
ATYPE = 4
'軸坐標(biāo)清零
DPOS=0
MPOS=0
'更新軸參數(shù)
UpDataAxisPara()
'更新PID參數(shù)
UpDatePid(0)
ENDSUB
'/*****************************************************************************
'任務(wù)編號(hào)：無(wú)
'函數(shù)功能：Hmi掃描函數(shù)
'Input：無(wú)
'Output：無(wú)
'返回值：無(wú)
'備注：無(wú)
'******************************************************************************/
GLOBAL SUB SysScan()
'更新閉環(huán)狀態(tài)
IF SERVO(TestAxisId) = ON AND ENCODER_SERVO(TestAxisId)=ON THEN
gvCLStstus=1
ELSE
gvCLStstus=0
ENDIF
ENDSUB
4.組態(tài)人機(jī)界面Hmi文件的編輯 先點(diǎn)擊【工程視圖】里面的Hmi.hmi文件，在彈出來(lái)的【屬性】窗口里面輸入【初始化函數(shù)】和【周期函數(shù)】的函數(shù)名。
Hmi.hmi文件運(yùn)行后會(huì)先執(zhí)行一次【初始化函數(shù)】一般完成系統(tǒng)的初始化操作，【初始化函數(shù)】運(yùn)行完后Hmi.hmi文件會(huì)周期性的執(zhí)行【周期函數(shù)】和周期性的掃描Hmi界面上的按鈕等控件的操作情況。
點(diǎn)擊【控件箱】，可把控件箱里面的【控件】拖拽到Hmi窗口上進(jìn)行人機(jī)界面的設(shè)計(jì)。
5.Hmi人機(jī)界面的按鈕如何調(diào)用Bas文件里面的函數(shù)
（1）點(diǎn)擊【全閉環(huán)開(kāi)關(guān)】按鈕實(shí)現(xiàn)脈沖全閉環(huán)功能的開(kāi)啟與關(guān)閉。
先在BasicMain.bas文件中新建函數(shù)來(lái)完成全閉環(huán)功能開(kāi)關(guān)的邏輯程序。
'/*************************************************************************
'任務(wù)編號(hào)：無(wú)
'函數(shù)功能：全閉環(huán)功能切換
'Input：Mode: 0 開(kāi)關(guān)閉環(huán)功能 1：更新閉環(huán)Pid參數(shù)
'Output：無(wú)
'返回值：無(wú)
'備注：無(wú)
'**************************************************************************/
GLOBAL SUB ClosedLoop(Mode)
IF Mode=0 THEN
IF gvCLStstus= 0 THEN
'配置脈沖軸TestAxisId為全閉環(huán)的功能
'配置PID參數(shù)
BASE(TestAxisId)
P_Gain = gv_P 'P:比例增益
I_GAIN = gv_I 'I:積分增益
D_GAIN = gv_D 'D:微分增益
VFF_GAIN = gv_VF '速度反饋的前饋增益
AFF_GAIN = gv_AF '加速度反饋的前饋增益
OV_GAIN = gv_OV '速度增益
'打開(kāi)閉環(huán)功能
AXIS_ENABLE = ON '單軸使能打開(kāi)情況下，全閉環(huán)才有效果
ENCODER_SERVO = ON '0-不開(kāi)啟(缺省). 1-開(kāi)啟閉環(huán)功能
'重要，打開(kāi)servo之前打開(kāi)encoder_servo后
'要完成一次atype由0變?yōu)?的切換，否則會(huì)報(bào)axis:0 config not support Servo.
'無(wú)法打開(kāi)閉環(huán)控制，原因未知
ATYPE = 0
DELAY(20)
ATYPE = 4 '脈沖輸出+正交編碼反饋
SERVO = ON '0-不開(kāi)啟(缺省). 1-開(kāi)啟閉環(huán)功能
DELAY(20)
IF SERVO = ON THEN
?"閉環(huán)參數(shù)配置完成，閉環(huán)控制已打開(kāi)"
ELSE
?"閉環(huán)參數(shù)配置完成，閉環(huán)控制打開(kāi)失敗，請(qǐng)檢查軸配置。"
ENDIF
ELSE
BASE(TestAxisId)
SERVO = OFF
ENCODER_SERVO = OFF
'關(guān)閉ENCODER_SERVO后需要完成一次 ATYPE從0到4的切換，保證閉環(huán)功能完全關(guān)閉
ATYPE = 0
DELAY(100)
ATYPE = 4
?"已關(guān)閉閉環(huán)控制開(kāi)關(guān)（switch），使用開(kāi)環(huán)移動(dòng)"
ENDIF
ELSEIF gvCLStstus=1 THEN
'配置脈沖軸TestAxisId為全閉環(huán)的功能
BASE(TestAxisId)
P_Gain = gv_P 'P:比例增益
I_GAIN = gv_I 'I:積分增益
D_GAIN = gv_D 'D:微分增益
VFF_GAIN = gv_VF '速度反饋的前饋增益
AFF_GAIN = gv_AF '加速度反饋的前饋增益
OV_GAIN = gv_OV '速度增益
?"PID參數(shù)已更新 "
ENDIF
ENDSUB
點(diǎn)擊【全閉環(huán)開(kāi)關(guān)】按鈕控件，在屬性界面的【點(diǎn)擊調(diào)用函數(shù)欄】輸入要調(diào)用的函數(shù)名即可，并且同時(shí)進(jìn)行函數(shù)形參的傳遞。
（2）手動(dòng)按鈕功能的實(shí)現(xiàn)。
先在BasicMain.bas文件中新建函數(shù)來(lái)完成手動(dòng)按鈕的邏輯程序。
'/********************************************************************
'任務(wù)編號(hào)：無(wú)
'函數(shù)功能：寸動(dòng)運(yùn)動(dòng)與測(cè)試
'Input：Mode:1表示寸動(dòng)運(yùn)動(dòng)，0表示手動(dòng)運(yùn)動(dòng)
'Input：Dir:運(yùn)動(dòng)方向 1正向運(yùn)動(dòng) -1負(fù)向運(yùn)動(dòng) 0停止運(yùn)動(dòng)
'Output：無(wú)
'返回值：無(wú)
'備注：無(wú)
'*********************************************************************/
GLOBAL SUB InchAndSub(Mode,Dir)
BASE(TestAxisId)
SPEED = gv_Speed
ACCEL = gv_Accel
DECEL = gv_DEcel
SRAMP = gv_Sramp
IF Mode=1 THEN
'寸動(dòng)運(yùn)動(dòng)
MOVE(gv_Inch*Dir) AXIS(TestAxisId)
?"寸動(dòng)運(yùn)動(dòng)"
ELSE
IF Dir=1 THEN
'手動(dòng)運(yùn)動(dòng) 正方向
MOVEABS(FS_LIMIT(TestAxisId))
ELSEIF Dir=-1 THEN
'手動(dòng)運(yùn)動(dòng) 負(fù)方向
MOVEABS(RS_LIMIT(TestAxisId))
ELSE
'手動(dòng)運(yùn)動(dòng)按鈕松開(kāi)的時(shí)候停止軸運(yùn)動(dòng)
CANCEL(2)
ENDIF
ENDIF
ENDSUB
點(diǎn)擊【手動(dòng)按鈕】相關(guān)控件，在屬性界面點(diǎn)擊【動(dòng)作欄】選擇按下和松開(kāi)的調(diào)用函數(shù)，在【動(dòng)作函數(shù)名】和【松開(kāi)調(diào)用函數(shù)】欄分別輸入按鈕按下和松開(kāi)想要調(diào)用的函數(shù)，并輸入對(duì)應(yīng)函數(shù)的形參（函數(shù)形參可以是立即數(shù)也可以是全局變量或者寄存器）。
6.下載程序測(cè)試代碼邏輯 點(diǎn)擊【連接】通過(guò)網(wǎng)口IP連接上控制器后，點(diǎn)擊【下載到RAM】（程序掉電不保存）或者【下載到ROM】（程序掉電保存）即可完成程序的下載。
點(diǎn)擊【工具】→【插件】→【Xplc Screen】即可在電腦上顯示人機(jī)界面，進(jìn)行相關(guān)功能的測(cè)試。
三、通過(guò)RTSys示波器對(duì)比開(kāi)環(huán)控制和全閉環(huán)控制的情況
示波器的使用可以參考正運(yùn)動(dòng)小助手的歷史推文《運(yùn)動(dòng)控制看的更清楚細(xì)致！RTSys示波器功能簡(jiǎn)介 》。
1.開(kāi)環(huán)控制情況分析
測(cè)試發(fā)現(xiàn)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)環(huán)控制，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中隨動(dòng)誤差（規(guī)劃位置和光柵尺反饋位置的差值）一直維持在0.02個(gè)用戶單位左右（這里一個(gè)用戶單位即一個(gè)UNITS設(shè)置的是1mm）。
當(dāng)運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)光柵尺的反饋位置和指令規(guī)劃位置也不相等，大概差了0.0025個(gè)用戶單位，折算為脈沖數(shù)是0.0025*用戶單位=5個(gè)脈沖。
2.閉環(huán)控制情況分析
測(cè)試發(fā)現(xiàn)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的閉環(huán)控制，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中隨動(dòng)誤差（規(guī)劃位置和光柵尺反饋位置的差值）除了啟動(dòng)和停止以外大部分保持在0個(gè)脈沖當(dāng)量左右。
相比較開(kāi)環(huán)控制有較大的提升，當(dāng)運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)光柵尺的反饋位置和指令規(guī)劃位置也是相等的。
四、總結(jié) 1.啟用控制器閉環(huán)的時(shí)候要注意： 在打開(kāi)ENCODER_SERVO后，打開(kāi)servo之前要完成一次ATYPE從0到4的切換，這樣才可以正常打開(kāi)控制器閉環(huán)的功能。
2.啟用控制器閉環(huán)同時(shí)還需要： 打開(kāi)單軸使能axis_enable，這樣才能保證控制器閉環(huán)的正常啟用。
'打開(kāi)閉環(huán)功能
BASE(TestAxisId)
AXIS_ENABLE = ON '單軸使能打開(kāi)情況下，全閉環(huán)才有效果
ENCODER_SERVO = ON '0-不開(kāi)啟(缺省). 1-開(kāi)啟閉環(huán)功能
'重要，打開(kāi)servo之前打開(kāi)encoder_servo后
'要完成一次atype由0變?yōu)?的切換，否則會(huì)報(bào)axis：0 config not support Servo.
ATYPE = 0
DELAY(20)
ATYPE=4 '脈沖輸出+正交編碼反饋
SERVO = ON '0-不開(kāi)啟(缺省). 1-開(kāi)啟閉環(huán)功能
DELAY (20)
IF SERVO = ON THEN
?"閉環(huán)參數(shù)配置完成，閉環(huán)控制已打開(kāi)，使用move指令移動(dòng)，并在示波器中監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。"
ELSE
?"閉環(huán)參數(shù)配置完成，閉環(huán)控制打開(kāi)失敗，請(qǐng)檢查軸配置。"
ENDIF
3.為保證控制器閉環(huán)功能的完全關(guān)閉： 在關(guān)閉ENCODER_SERVO后需要完成一次ATYPE從0到4的切換，這樣才能保證控制器閉環(huán)功能完全關(guān)閉。
BASE(TestAxisId)
SERVO = OFF
ENCODER_SERVO =OFF
'關(guān)閉ENCODER_SERV0后需要完成一次ATYPE從0到4的切換，保證閉環(huán)功能完全關(guān)閉
ATYPE =0
DELAY(100)
ATYPE =4
?"已關(guān)閉閉環(huán)控制開(kāi)關(guān)(switch)，使用開(kāi)環(huán)移動(dòng)"
完整代碼獲取地址
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本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)步進(jìn)的光柵尺全閉環(huán)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器ZMC432CL-V2（二）：RTSys編程調(diào)試，就分享到這里。
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本文由正運(yùn)動(dòng)技術(shù)原創(chuàng)，歡迎大家轉(zhuǎn)載，共同學(xué)習(xí)，一起提高中國(guó)智能制造水平。文章版權(quán)歸正運(yùn)動(dòng)技術(shù)所有，如有轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明文章來(lái)源。
正運(yùn)動(dòng)技術(shù)專注于運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究和通用運(yùn)動(dòng)控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)，是國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。正運(yùn)動(dòng)技術(shù)匯集了來(lái)自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅(jiān)持自主創(chuàng)新的同時(shí)，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)技術(shù)的研究，是國(guó)內(nèi)工控領(lǐng)域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國(guó)內(nèi)少有、完整掌握運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)和實(shí)時(shí)工控軟件平臺(tái)技術(shù)的企業(yè)。主要業(yè)務(wù)有： 運(yùn)動(dòng)控制卡_運(yùn)動(dòng)控制器_EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡_EtherCAT控制器_運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)_視覺(jué)控制器__運(yùn)動(dòng)控制PLC_運(yùn)動(dòng)控制_機(jī)器人控制器_視覺(jué)定位_XPCIe/XPCI系列運(yùn)動(dòng)控制卡等。
