|
今天，正運動小助手給大家分享一下強實時運動控制內核MotionRT750下PC上位機的EtherCAT總線初始化。
PC上位機EtherCAT總線的初始化方式主要分為兩種：純上位機初始化和下載BASIC腳本初始化。上節(jié)課程給大家講解了如何通過純上位機的方法來實現(xiàn)PC上位機EtherCAT總線初始化【詳情點擊→PC強實時運動控制(一):C#的EtherCAT總線初始化(上)】。
本文將詳細講解如何通過使用ZMotionTools工具配置得到的ZAR文件來進行EtherCAT總線初始化。
這里所說的EtherCAT總線初始化，是指正運動的控制器作為主站和EtherCAT的驅動器等從站建立正常通訊，并把各個驅動器映射到控制器的對應軸上的過程。（默認第一個驅動器是0軸，第二個驅動器是1軸，以此類推）
1.脈沖步進驅動器
脈沖步進驅動器一般上電即可使能，把控制器對應軸的軸類型設置成1或者7，然后就可以發(fā)送運動指令去控制了。
2.脈沖伺服驅動器
脈沖伺服驅動器的使能操作，通常是將控制器的輸出口連接至驅動器對應的使能口，再由控制器通過控制對應輸出口的開關狀態(tài)來實現(xiàn)脈沖伺服驅動器的使能；使能后把控制器對應軸的軸類型設置成4，然后就可以發(fā)送運動指令去控制了。
3.總線驅動器
總線驅動器相對復雜一點，需先由控制器執(zhí)行總線初始化程序后控制器和驅動器通訊上，總線驅動器的使能可以通過ZAux_Direct_SetAxisEnable接口去控制，總線驅動器跑位置模式時，軸類型設置成65，就可以發(fā)送運動指令去控制了。
一.全國產(chǎn)強實時運動控制內核MotionRT750
MotionRT750是正運動技術首家自主自研的x86架構Windows系統(tǒng)或Linux系統(tǒng)下獨占確定CPU的強實時運動控制內核。
該方案采用獨占確定CPU內核技術實現(xiàn)超強性能的強實時運動控制。它將核心的運動控制、機器人算法、數(shù)控（CNC）及機器視覺等強實時的任務，集中運行在1-2個專用CPU核上。與此同時，其余CPU核則專注于處理Windows/Linux相關的非實時任務。
此外集成MotionRT750 Runtime實時層與操作系統(tǒng)非實時層，并利用高速共享內存進行數(shù)據(jù)交互，顯著提升了運動控制與上層應用間的通信效率及函數(shù)執(zhí)行速度，最終實現(xiàn)更穩(wěn)定、更高效的智能裝備控制，確保了運動控制任務的絕對實時性與系統(tǒng)穩(wěn)定性，特別適用于半導體、電子裝備等高速高精的應用場合。
MotionRT750應用優(yōu)勢：
1.跨平臺兼容性：支持Windows/Linux系統(tǒng)，適配不同等級CPU。
2.開發(fā)靈活性：提供多語言編程接口，便于二次開發(fā)與功能定制。
3.實時性提升：通過CPU內核獨占機制與高效LOCAL接口，實現(xiàn)2-3us指令交互周期，較傳統(tǒng)PCI/PCIe方案提速近20倍。
4.擴展能力強化：多卡多EtherCAT通道架構支持254軸運動控制及500us EtherCAT周期。
5.系統(tǒng)穩(wěn)定性：32軸125us EtherCAT冗余架構消除單點故障風險，保障連續(xù)生產(chǎn)。
6.安全可靠性：不懼Windows系統(tǒng)崩潰影響，藍屏時仍可維持急停與安全停機功能有效，確保產(chǎn)線安全運行。
7.功能擴展性：實時內核支持C語言程序開發(fā)，方便功能拓展與實時代碼提升效率。
MotionRT750視頻介紹可點擊→正運動強實時運動控制內核MotionRT750。
更多關于MotionRT750的詳情介紹與使用點擊→強實時運動控制內核MotionRT750(一)：驅動安裝、內核配置與使用。
二.C#語言進行項目開發(fā)
1.在VS2019菜單“文件”→“新建”→“項目”，啟動創(chuàng)建項目向導。
2.選擇開發(fā)語言為“C#”和Windows窗體應用程序，點擊下一步。
3.配置好項目名稱和位置，以及相應框架，點擊創(chuàng)建。
4.找到廠家提供的光盤資料里面的C#函數(shù)庫，路徑如下（64位庫為例）。
進入廠商提供的光盤資料，找到zauxdll.dll，zmotion.dll和Zmcaux.cs這三個庫文件。庫文件路徑：【00光盤資料】→【04PC函數(shù)】→【01PC函數(shù)庫V2.1】→【W(wǎng)indows平臺】→【C#】→【64位】→【庫文件】。
5.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。
（3）將Zmcaux.cs文件添加進項目中。右鍵項目名稱，選擇添加，再選擇現(xiàn)有項，選擇Zmcaux.cs文件。
6.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。
7.至此，項目新建完成，可進行C#項目開發(fā)。
三.PC函數(shù)介紹
PC函數(shù)手冊可在光盤資料獲取，具體路徑如下：“00光盤資料\03編程手冊\03ZMotion PC函數(shù)庫編程手冊”。
四.使用ZMotionTools工具配置并生成ZAR文件
在ZMotionToolsQT文件中找到使用手冊，參考《ZMotionTools使用手冊.pdf》進行調試工作，當總線初始化正常且無差錯，手動調試和回零動作均正常后，便可導出ZAR文件給上位機軟件工程師使用。
五.總線初始化的ZAR文件導出步驟
點擊【4_配置導入與保存】進入保存界面，再點擊【配置更新到控制器】后，先瀏覽導出文件路徑(存儲文件路徑不要有中文)，再點擊【導出】，等待提示文件導出成功。
在導出的文件夾內，還存在一個名為【ZmcEcatConfig】的子文件夾，其中的【ZmcEcatConfig.zar】文件即為我們工具導出的配置文件，上位機軟件工程師直接拷貝該ZAR文件使用即可。
六.C#項目如何使用配置工具導出ZAR文件進行EtherCAT總線初始化
1.將ZmotionTools工具導出的ZAR文件放置在C#項目的ZAR文件目錄下，實際開發(fā)項目時可根據(jù)需求自定義路徑。
2.上位機如何下載ZAR腳本進行總線初始化，并等待總線初始化完成。
打包好的ZAR文件里面中有定義一個全局變量【EcatInitStatus】，這個變量對總線初始化的完成情況有如下如下定義：
? -1 — 未進行
? 0 — 初始化失敗
? 1 — 初始化完成，初始化OK
? 2 — 從站個數(shù)對不上（配置軟件設置【總線節(jié)點數(shù)】大于0后才生效）
? 3 — 總線軸個數(shù)對不上（配置軟件設置【總線驅動器軸數(shù)】大于0后才生效）
所以上位機可以通過【ZAux_Direct_GetVariableInt】去獲取ZAR文件里面定義的全局變量的數(shù)值來判斷總線初始化是否成功，當然總線初始化是需要時間的。
我們一般把ZAR程序下載后，上位機通過While循環(huán)（可以設置一個超時時間比如30秒）在超時時間內每隔50ms就去獲取一次變量【EcatInitStatus】的值。
如果返回值不等于-1就說明總線初始化腳本執(zhí)行結束了，然后根據(jù)返回值去判斷是否成功。如果返回值等于-1就需要一直獲取變量【EcatInitStatus】的值直到超過自己設置的超時時間就報警。
上位機具體代碼如下：
//選擇RAM模式下載ZAR文件到控制器進行總線初始化
int ret = zmcaux.ZAux_ZarDown(g_handle, filePaths[0], 0);
//如果ZAR文件下載成功
if (0 == ret)
{
//等待2秒后再去獲取總線初始化情況
Thread.Sleep(2000);
//設置while循環(huán)的超時時間是30s
int Time0ut = 30000;
while (Time0ut > 0)
{
//獲取總線初始化狀態(tài)的標志位
ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "EcatInitStatus", ref EcatInitStatus);
if ((ret == 0) && (-1 != EcatInitStatus))
{
if (0 == EcatInitStatus)
{
MessageBox.Show("總線初始化失敗");
}
else if (1 == EcatInitStatus)
{
MessageBox.Show("總線初始化成功");
}
else if (2 == EcatInitStatus)
{
MessageBox.Show("總線掃描，發(fā)現(xiàn)節(jié)點個數(shù)和設置的不對應");
}
else if (3 == EcatInitStatus)
{
MessageBox.Show("總線掃描，發(fā)現(xiàn)總線軸個數(shù)和設置的不對應");
}
break;
}
//超時時間減100ms
Thread.Sleep(100);
Time0ut = Time0ut - 100;
}
}
3.上位機如何實現(xiàn)總線通訊的軟復位。
在ZAR腳本中存在一個死循環(huán)，當檢測到總線初始化的狀態(tài)標志位不為1時，會重新執(zhí)行總線初始化程序。因此，若驅動器中途斷電導致總線通訊中斷，需重新進行總線初始化時，上位機通過【ZAux_Direct_SetUserVar】指令將總線初始化腳本變量【EcatInitStatus】設置為-1即可。
上位機具體代碼如下：
//重新進行總線初始化
int Err = zmcaux.ZAux_Direct_SetUserVar(g_handle, "EcatInitStatus", -1);
//如果重新總線初始化的指令下發(fā)成功
if (0 == Err)
{
Thread.Sleep(2000);
//等待2秒后再去獲取總線初始化情況
int TimeOut = 30000;
//設置while循環(huán)的超時時間是30s
int EcatInitStatus = -1;
//總線初始化狀態(tài)
while (TimeOut > 0)
{
//獲取總線初始化狀態(tài)的標志位
Err = zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "EcatInitStatus", ref EcatInitStatus);
if ((Err == 0) && (-1 != EcatInitStatus))
{
if (0 == EcatInitStatus)
{
MessageBox.Show("總線初始化失敗");
}
else if (1 == EcatInitStatus)
{
MessageBox.Show("總線初始化成功");
}
else if (2 == EcatInitStatus)
{
MessageBox.Show("總線掃描，發(fā)現(xiàn)節(jié)點個數(shù)和設置的不對應");
}
else if (3 == EcatInitStatus)
{
MessageBox.Show("總線掃描，發(fā)現(xiàn)總線軸個數(shù)和設置的不對應");
}
break;
}
//超時時間減100ms
Thread.Sleep(100);
TimeOut = TimeOut - 100;
}
}
4.上位機驅動器報警如何清除報警。
如果總線軸的軸狀態(tài)AxisStatus的bit3為1并且bit2為0的話，就是總線驅動器有報警并且總線通訊是沒有斷開的，比如AxisStatus是8h這個情況。這個時候我們上位機可以發(fā)送驅動器報警清除進行報警清除。
上位機具體代碼如下：
//報警的軸號
uint AlmAxisId = 0;
//清除軸AlmAxisId驅動器的當前報警
int Err = zmcaux.ZAux_BusCmd_DriveClear(g_handle, AlmAxisId, 0);
//等待比較清除完成
Thread.Sleep(500);
Err = zmcaux.ZAux_Direct_Single_Datum(g_handle, (int)AlmAxisId, 0);//清除控制器報警
Err = zmcaux.ZAux_Direct_SetAxisEnable(g_handle, (int)AlmAxisId, 1);//對報警的軸重新上使能
5.例程使用。
選擇LOCAL連接方式并點擊【連接】。待彈出連接成功提示框后，點擊【總線掃描】；若初始化成功，相關節(jié)點信息將顯示在表格中，命令與輸出窗口也會同步呈現(xiàn)相應提示。
教學視頻請點擊→PC強實時運動控制(二):C#的EtherCAT總線初始化(下)
完整代碼獲取地址
▼
本次，正運動技術PC強實時運動控制(二):C#的EtherCAT總線初始化(下)，就分享到這里。
|
