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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

2023年12月08日 14:31:02人氣:1105來源:深圳市正運(yùn)動(dòng)技術(shù)有限公司

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XPCIE1032H功能簡(jiǎn)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。

運(yùn)動(dòng)控制卡XPCIE1032H.png

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。

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RTSys開發(fā)軟件簡(jiǎn)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。

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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與MotionRT7實(shí)時(shí)內(nèi)核的配合具有以下優(yōu)勢(shì):

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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)。

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?使用XPCIE1032H和MotionRT7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。

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?與傳統(tǒng)PCI/PCIe卡和PLC的測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)比:

企業(yè)微信截圖_20231123091949.png

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
  • 關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源。


  • 打開計(jì)算機(jī)機(jī)箱,選擇一條空閑的XPCIE卡槽,用螺絲刀卸下相應(yīng)的擋板條。


  • 將運(yùn)動(dòng)控制卡插入該槽,擰緊擋板條上的固定螺絲。


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


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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#”。
1、進(jìn)入光盤資料選擇“PC函數(shù)庫2.1.1”。

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2、點(diǎn)擊“Windows平臺(tái)”。

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3、點(diǎn)擊“庫文件與例程”。

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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。

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5、解壓后選擇“C#”例程。

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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)。

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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。

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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。


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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”。


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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。

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在彈出連接界面,選擇Local,點(diǎn)擊連接。

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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。

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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。

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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。

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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)?!皞€(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)。

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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。

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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。

6、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max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。

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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。

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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)。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)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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