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XPCIE1032H功能簡介
XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制卡，可選6-64軸運(yùn)動(dòng)控制，支持多路高速數(shù)字輸入輸出，可輕松實(shí)現(xiàn)多軸同步控制和高速數(shù)據(jù)傳輸。
XPCIE1032H運(yùn)動(dòng)控制卡集成了強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制功能，結(jié)合MotionRT7運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)軟核，解決了高速高精應(yīng)用中，PC Windows開發(fā)的非實(shí)時(shí)痛點(diǎn)，指令交互速度比傳統(tǒng)的PCI/PCIe快10倍。
XPCIE1032H運(yùn)動(dòng)控制卡 支持PWM，PSO功能，板載16進(jìn)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(yùn)動(dòng)控制卡搭配MotionRT7實(shí)時(shí)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(shí)間可以達(dá)到3-5us左右。
RTSys開發(fā)軟件簡介
RTSys是正運(yùn)動(dòng)推出的集成運(yùn)動(dòng)控制+機(jī)器視覺功能的開發(fā)軟件，支持RTBasic、RTPlc梯形圖、RTHmi、RTVision機(jī)器視覺等二次開發(fā)，并可混合編程、實(shí)時(shí)仿真、在線跟蹤以及診斷與調(diào)試，快速實(shí)現(xiàn)智能裝備的視覺定位、測(cè)量、識(shí)別、檢測(cè)和復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)控制器里脫機(jī)運(yùn)行，也可以在PC平臺(tái)仿真運(yùn)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運(yùn)動(dòng)控制卡與MotionRT7運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)內(nèi)核的配合具有以下優(yōu)勢(shì)：
1.支持多種上位機(jī)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(yùn)動(dòng)指令，響應(yīng)時(shí)間快至微秒級(jí)，比傳統(tǒng)PCI/PCIe快10倍；
3.解決傳統(tǒng)PCI/PCIe運(yùn)動(dòng)控制卡在Windows環(huán)境下控制系統(tǒng)的非實(shí)時(shí)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(diǎn)膠和激光能量控制等應(yīng)用；
5.提供高速輸入接口，便于實(shí)現(xiàn)位置鎖存；
6.支持EtherCAT總線和脈沖輸出混合聯(lián)動(dòng)、混合插補(bǔ)。
使用XPCIE1032H運(yùn)動(dòng)控制卡和MotionRT7運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)內(nèi)核進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)時(shí)，通常需要進(jìn)行以下步驟：
1.安裝驅(qū)動(dòng)程序，識(shí)別XPCIE1032H；
2.打開并執(zhí)行文件“MotionRT710.exe”，配置參數(shù)和運(yùn)行運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)內(nèi)核；
3.使用ZDevelop軟件連接到控制器，進(jìn)行參數(shù)監(jiān)控。連接時(shí)請(qǐng)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(yùn)動(dòng)控制卡，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制。
與傳統(tǒng)PCI/PCIe卡和PLC的測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)比：
我們可以從測(cè)試對(duì)比結(jié)果看出，XPCIE1032H運(yùn)動(dòng)控制卡配合實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)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(cè)試數(shù)量從1w增加到10w時(shí)，單條指令交互時(shí)間與多條指令交互時(shí)間波動(dòng)不大，非常適用于高速高精的應(yīng)用。
XPCIE1032H控制卡安裝
XPCIE1032H驅(qū)動(dòng)安裝與建立連接參考往期文章 EtherCAT超高速實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡XPCIE1032H上位機(jī)C#開發(fā)（一）：驅(qū)動(dòng)安裝與建立連接 。
一、C#語言進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制開發(fā)
具體C#新建項(xiàng)目以及程序開發(fā)流程具體可參考“ 運(yùn)動(dòng)控制卡應(yīng)用開發(fā)教程之C# ”。本文主要以官方提供的C#例程為大家進(jìn)行講解。
1、 進(jìn)入光盤資料選擇“PC函數(shù)庫2.1.1”。
2、點(diǎn)擊“Windows平臺(tái)”。
3、點(diǎn)擊“庫文件與例程”。
4、根據(jù)需要選擇對(duì)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(yùn)動(dòng)項(xiàng)目文件夾（以單軸運(yùn)動(dòng)工程為例）。
7、打開項(xiàng)目后，編譯程序，可看到該例程控制臺(tái)程序界面如圖。
在該界面有一個(gè)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(jìn)行連接。
連接上板卡之后，在該界面可先進(jìn)行對(duì)應(yīng)的軸參數(shù)設(shè)置，設(shè)置完之后軸選擇，最后選擇運(yùn)動(dòng)方式，點(diǎn)擊運(yùn)動(dòng)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(cè) V2.1.1”。
三、RTSys調(diào)試與診斷
1、控制器連接
上位機(jī)開發(fā)的同時(shí)，要在RTSys上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)監(jiān)控，首先要連接控制器。打開RTSys軟件，點(diǎn)擊菜單欄的控制器選項(xiàng)，選擇連接。
在彈出連接界面，選擇Local,點(diǎn)擊連接。
2、軸參數(shù)界面
連接成功之后，在界面右側(cè)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)軸參數(shù)界面，這個(gè)界面可以實(shí)時(shí)監(jiān)控軸的各個(gè)參數(shù)變化值。
通過上述C#單軸例程進(jìn)行參數(shù)設(shè)置之后，RTSys中軸參數(shù)會(huì)實(shí)時(shí)同步數(shù)據(jù)。
此時(shí)通過上述C#上位機(jī)控制軸運(yùn)動(dòng)，在該界面可對(duì)軸運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)際動(dòng)作，是否有位置反饋等。
通過ZAux_Direct_SetSpeed指令在上位機(jī)設(shè)置軸速度之后，實(shí)際軸速度變化不大；這個(gè)時(shí)候，我們可以在軸參數(shù)界面找到SPEED值，看是否和上位機(jī)設(shè)置的值一樣，進(jìn)而排查上位機(jī)速度值是否寫進(jìn)去。
3、手動(dòng)運(yùn)動(dòng)界面
通過RTSys軟件進(jìn)行手動(dòng)運(yùn)動(dòng)調(diào)試： 點(diǎn)擊RTSys菜單欄的工具按鈕，選擇手動(dòng)運(yùn)動(dòng)，彈出手動(dòng)運(yùn)動(dòng)界面，功能具體如下圖。
4、IO操作界面
點(diǎn)擊RTSys菜單欄工具按鈕，打開“輸入口”和“輸出口"界面進(jìn)行IO口的監(jiān)控與調(diào)試。點(diǎn)擊IO選擇可手動(dòng)選擇想要監(jiān)控的IO編號(hào)范圍。
上位機(jī)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(jī)指令設(shè)置對(duì)應(yīng)的IO口之后，這時(shí)候要確認(rèn)上位機(jī)是否操作成功，打開IO操作界面的輸入口和輸出口即可對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控與設(shè)置。
5、寄存器界面
點(diǎn)擊RTSys菜單欄的工具，打開寄存器界面，點(diǎn)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(hào)”指監(jiān)控對(duì)應(yīng)寄存器的起始編號(hào)。“個(gè)數(shù)”表示監(jiān)控的對(duì)應(yīng)寄存器從起始編號(hào)開始，監(jiān)控的寄存器個(gè)數(shù)。
上位機(jī)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(jī)設(shè)置完對(duì)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(diǎn)擊RTSys菜單欄的工具，打開示波器界面，可對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中的一些參數(shù)進(jìn)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(duì)應(yīng)編號(hào)，點(diǎn)擊“啟動(dòng)”，再將程序下載至RAM/ROM（ 上位機(jī)編程直接編譯運(yùn)行上位機(jī)代碼），即可采樣
按以上操作程序里需加入“TRIGGER”指令自動(dòng)觸發(fā)示波器采樣。否則，需在點(diǎn)擊“啟動(dòng)”后，點(diǎn)擊“手動(dòng)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(dòng)： 啟動(dòng)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(gè)軸的插補(bǔ)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(hào)。
（6）連續(xù)采集： 不開啟連續(xù)采集時(shí)，到達(dá)采集深度后便停止采集，開啟了連續(xù)采集之后示波器會(huì)持續(xù)采樣。
（7）跟隨： 開啟跟隨后橫軸自動(dòng)移動(dòng)到實(shí)時(shí)采樣處，跟隨波形顯示。
（8）顯示游標(biāo)： 用于標(biāo)定測(cè)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(cè)量兩點(diǎn)之間所用時(shí)間，在XY模式中則測(cè)量坐標(biāo)間距。X1和X2游標(biāo)線與波形相交的交點(diǎn)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(diǎn)縱坐標(biāo)即為通道(Y)顯示的數(shù)據(jù)。
（9）手動(dòng)觸發(fā)： 手動(dòng)觸發(fā)示波器采樣按鈕（自動(dòng)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(hào)： 選擇需要采集的數(shù)據(jù)源編號(hào)，如軸號(hào)、數(shù)字量IO編號(hào)、TABLE編號(hào)、VR編號(hào)、MODBUS編號(hào)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(hào)、數(shù)據(jù)源以及啟動(dòng)示波器設(shè)置窗口，要先停止示波器再設(shè)置。
7、 控制器狀態(tài)
點(diǎn)擊RTSys菜單欄的控制器選項(xiàng)，點(diǎn)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(diǎn)信息、槽位0節(jié)點(diǎn)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(hào)、支持最大任務(wù)數(shù)、IP地址、軟硬件版本號(hào)等控制器基本信息。
（2）Zcan節(jié)點(diǎn)： 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(gè)數(shù)以及模擬量個(gè)數(shù)，還可顯示通過CAN接口擴(kuò)展的板卡信息。
（3）槽位0節(jié)點(diǎn)： 顯示通過EtherCat口所接的設(shè)備的節(jié)點(diǎn)號(hào)、設(shè)備ID、撥碼號(hào)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(jī)單軸運(yùn)動(dòng)例程抓取軸0指令位置（DPOS）以及軸實(shí)際反饋速度（MSPEED）曲線時(shí)，先打開示波器界面，設(shè)置好抓取的軸號(hào)，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(diǎn)擊啟動(dòng)，點(diǎn)擊手動(dòng)觸發(fā)，最后運(yùn)行上位機(jī)程序，抓取波形圖如下所示。
8、視頻講解
本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)EtherCAT超高速實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡XPCIE1032H上位機(jī)C#開發(fā)（五）：通過RTSys進(jìn)行調(diào)試與診斷，就分享到這里。
更多精彩內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注“正運(yùn)動(dòng)小助手”公眾號(hào)，需要相關(guān)開發(fā)環(huán)境與例程代碼，請(qǐng)咨詢正運(yùn)動(dòng)技術(shù)銷售工程師。
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)，是國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。正運(yùn)動(dòng)技術(shù)匯集了來自華為、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，是國內(nèi)工控領(lǐng)域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國內(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_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運(yùn)動(dòng)控制卡等等。
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