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Technical support

技术分享

LabVIEW运动控制（三）：EtherCAT运动控制器的高效加工指令自定义封装

ZMC408CE 高性能总线型运动控制器

ZMC408CE是正运动推出的一款多轴高性能EtherCAT总线运动控制器，具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盘等通讯接口，ZMC系列运动控制器可应用于各种需要脱机或联机运行的场合。

ZMC408CE.png

ZMC408CE支持PLC、Basic、HMI组态三种编程方式。PC上位机API编程支持C#、C++、LabVIEW、Matlab、Qt、Linux、VB.Net、Python等接口。

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ZMC408CE硬件功能特性：

1.支持8轴运动控制（脉冲+EtherCAT总线），EtherCAT同步周期可快至125us；

2.24路通用输入、16路通用输出，模拟量AD/DA各两路；

3.8路10MHz高速差分脉冲输出，总线轴、脉冲轴可混合插补；

4.高性能处理器，提升运算速度、响应时间和扫描周期等；

5.一维/二维/三维、多通道视觉飞拍，高速高精；

6.位置同步输出PSO，连续轨迹加工中对精密点胶胶量控制和激光能量控制等；

7.多轴同步控制，多坐标系独立控制等；

8.直线插补、任意空间圆弧插补、螺旋插补、样条插补等；

9.应用灵活，可PC上位机开发，也可脱机独立运行；

ZMC408CE视频介绍，点击→“高性能EtherCAT总线运动控制器，带你玩转“8通道独立PSO”应用场景”查看。

更多关于ZMC408CE的详情介绍，点击“推荐|8通道PSO的高性能EtherCAT总线运动控制器”查看。

PCIE464M PCIe EtherCAT总线运动控制卡

PCIE464M是一款基于PCIe的PCI Express的EtherCAT总线运动控制卡，具有多项实时和高精度运动控制控制功能。

PCIE464M.png

PCIE464M运动控制卡上自带16进16出，第三方图像处理工控机或PC无需额外配置IO数据采集卡和PLC，即可实现IPC形态的机器视觉运动控制一体机，简化硬件架构，节省成本，软硬件一体化。

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PCIE464M硬件功能特性：

1.可选6-64轴运动控制，支持EtherCAT总线/脉冲/步进伺服驱动器；

2.联动轴数最高可达16轴，运动周期最小为100μs；

3.标配16进16出，其中4路高速锁存输入、4路高速PWM和12路高速硬件比较输出PSO；

4.支持PWM输出、1D/2D/3D PSO硬件位置比较输出、视觉飞拍、连续轨迹插补等；

5.支持30+机械手模型正逆解模型算法，比如SCARA、Delta、UVW、4轴/5轴 RTCP...；

6.支持掉电存储和掉电中断，多重加密，提供程序更安全机制；

7.8路单端脉冲轴、4路单端编码器轴；

8.具有一维、二维螺距补偿控制，实现更高的加工精度；

PCIE464M视频介绍，点击→“超高速PCle EtherCAT控制卡PCIE464M，即刻提升高速高精智能装备生产力!”查看。

更多关于PCIE464M的详情介绍，点击“PCIE464M-高速高精，超高速PCIe EthrtCAT实时运动控制卡”查看。

ECI2A18B 高性价比10轴运动控制卡

ECI2A18B是正运动推出的一款高性价比10轴脉冲型、模块化的网络型运动控制卡，采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制，同时支持多种通信协议，方便与其他工业控制设备连接和集成。安装配置相对便捷，适合于模块化和灵活性要求较高的控制系统。

ECI2A18B.png

ECI2A18B控制卡最大可扩展至12脉冲轴，支持8路高速输入和4路高速输出，集成丰富的运动控制功能，包含多轴点位运动、电子凸轮，直线插补，圆弧插补，连续插补运动等，满足多样化的工业应用需求。

接线图.png


ECI2A18B硬件功能特性：

1.支持6路差分脉冲轴+4路单端脉冲轴运动控制；

2.支持1路专用的手轮输入接口；

3.差分脉冲轴最大输出脉冲频率10MHz；

4.标配24+12进16+6出，其中支持4路高速锁存，4路高速PWM，2路高速硬件比较输出PSO（可选支持HW2功能）；

5.可支持RTSys+其他高级上位机编程语言的混合编程支持；

6.支持RTBasic多任务编程；


ECI2A18B视频介绍，点击→“【加量不加价】高性价比十轴脉冲运动控制卡ECI2A18B 让您的设备在自动化行业内卷中脱颖而出！”查看。

更多关于ECI2A18B的详情介绍，点击“【加量不加价】正运动网络型运动控制卡ECI2618B/ECI2A18B”查看。

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LabVIEW进行项目开发

1.找到厂家提供的光盘资料里面的LabVIEW的VI库文件，路径如下。

1）进入厂商提供的光盘资料找到“04PC函数”文件夹，并点击进入。

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2）选择“01 PC函数库V2.1”文件夹。

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3）选择“windows平台”文件夹。

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4）选择“Labview文件夹”，里面有32位和64位的动态库和例程。

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2.将厂商提供的LabVIEW的VI库文件复制到LabVIEW安装路径下LabVIEW/user.lib的文件夹内。
1）找到解压的VI库文件夹（zaudll是32位的VI库，64的VI库是newZauxDll64）。

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2）选中LabVIEW右击打开文件所在位置（这里以LabVIEW2013-32位为演示）。

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3）将整个VI库文件夹直接复制放到user.lib该目录，然后关闭LabVIEW软件重新启动。

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3.重新启动LabVIEW后，选择新建VI，然后右键点击VI程序框图空白处，选择用户库来找到添加的VI库，或者直接搜索VI，最后将需要的函数直接拖到面板上。

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PC函数介绍

PC函数手册可在光盘资料查看，具体路径如下。

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指令11.png

指令264.png
指令265.png
指令278.png


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在线命令

1.指令列表

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2.重点说明

ZAux_Execute或ZAux_DirectCommand可对basic指令进行封装。如果使用到没有封装的命令或者想封装自己的函数，可以通过ZAux_Execute或 ZAux_DirectCommand进行发送，或是参照已有代码修改增加相应的函数。

发送字符串命令有两种方式，缓冲方式和直接方式。具体如图所示：
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3.ZAux_Execute与ZAux_DirectCommand的区别
（1）ZAux_DirectCommand是直接发送到控制器，ZAux_Execute需要得到控制器应答才能发送到控制器。
如果短时间内多次使用ZAux_Execute，会造成ZAux_Execute发送命令阻塞，上位机跟控制器断开连接。
一般建议使用ZAux_DirectCommand，除非是ZAux_DirectCommand不支持的语句才使用ZAux_Execute。
例如分别用ZAux_DirectCommand和ZAux_Execute快速的循环发送运动指令MOVE(100)，ZAux_DirectCommand会返回错误码1002（无运动缓冲），那是因为控制器的运动缓冲区满了。

如果控制器的固件版本很新（例如RTSys的仿真器），ZAux_Execute会返回20003（超时，可能是fifo缓冲阻塞），控制器固件版本不算特别新的，ZAux_Execute会返回字符串“Online command warn, ZMotion move command blocked.”（在线命令警告，ZMotion移动命令被阻塞）。

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（2）因为ZAux_DirectCommand是以直接的方式把输入框的字符串命令发送到控制器的，所以当在线命令字符是错误的时候，ZAux_DirectCommand会运行失败，错误返回值显示非0。

但是这错误值只是ZAux_DirectCommand运行失败的原因，并不能说明在线命令字符的错误原因，而同样的情况，ZAux_Execute就运行成功，错误返回值显示0，但是ZAux_Execute返回的字符串会显示在线命令字符的错误。

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例程说明

1.综合例程界面如下

综合例程界面.png

2.例程简易流程图

简易流程图.png

3.连接控制器

要想通过上位机控制控制器，就必须先连接控制器，上位机连接控制器的接口有四种，分别是网口连接、串口连接、PCI和LOCAL连接。
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IP连接方式

串口方式.png
串口连接方式
PCI方式.png
PCI连接方式

LOCAL方式.png

LOCAL连接方式

4.Direct命令按键与Execute命令按键

（1）点击Direct命令按键，以直接的方式把输入框的字符串命令发送到控制器，不进缓冲区，有少数命令，暂时不支持，例如?*MAX（打印所有规格参数）。

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（2）点击Execute命令按键，以缓存的方式把输入框的字符串命令发送到控制器，当控制器没有缓冲时自动阻塞，例如发送运动命令时自动阻塞时会显示“Online command warn, ZMotion move command blocked.”（在线命令警告，ZMotion移动命令被阻塞）。

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（3）Direct命令按钮和Execute命令按钮的事件处理是同一个，通过判断Direct命令按钮来确认使用哪个接口，程序框图如下。

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（4）分别通过ZAux_DirectCommand和ZAux_Execute发送在线命令?*MAX(打印所有规格参数)。

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可以看出?*MAX（打印所有规格参数）就是ZAux_DirectCommand少数不支持的命令之一，这些ZAux_DirectCommand少数不支持的命令可以通过ZAux_Execute进行使用。

5.清空按键
（1）点击清空按键清空界面显示之前。

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（2）点击清空按键清空界面显示之后。

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（3）清空按钮的事件处理程序框图如下。

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6.自定义函数按键

本例程设置了3个自定义函数按键作为例子，分别对应3种常见的在线命令接口使用场景。

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（1）自定义函数1按键。该按键主要演示了如何用Execute函数封装一个使用在线命令获取控制器型号的VI和如何用DirectCommand函数封装一个使用在线命令设置速度功能的VI。

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a.自定义封装vi获取控制器型号。

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b.判断处理自定义封装获取控制器型号VI的错误码和返回值。

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c.通过ZAux_Direct_SetSpeed获取在使用自定义设置速度的VI之前的速度。

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d.通过ZAux_DirectCommand封装的设置轴速度VI的调用和封装程序框图。

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e.通过ZAux_Direct_SetSpeed获取在使用自定义设置速度的VI之后的速度，验证自定义设置速度的VI是否成功修改轴速度。

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f.把处理过的信息显示到界面的字符串显示框。

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（2）用户若想要获取多种数据，如轴的命令位置，轴的反馈位置，板卡上的 IO 点等等，往往都是通过多种单独独立的函数获取不同的数据，这样堆积，会导致读写次数的上位，导致程序的卡顿。为了提升一个上位程序的，往往可以通过自己定义一个自己的函数，通过一个函数，快速的把数据传输到上位程序上面来，而非是通过多次循环来获取到不同类型的数据。
如下举例：
假设有一个简易的三轴平台，需要读取轴0，轴1，轴2的命令位置、反馈位置和轴状态以及控制器板卡上的输入口0，输入口23，输出口0，输出口，以及三个轴的状态。获取数据程序如下：

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a.通过ZAux_DirectCommand封装的获取多参数VI的调用和封装程序框图。

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b.自定义函数封装的获取多参数VI程序框图中的拼接在线命令字符。

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c.自定义函数封装的获取多参数VI程序框图中的发送在线命令字符串。

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d.自定义函数封装的获取多参数VI程序框图中的返回字符串处理。

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e.把各个数组数据处理成字符串并显示到界面字符串显示框，要处理的数组较多，下面以命令位置数组处理为演示。

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（3）一般点胶行业，木工行业用的居多，都是用连续轨迹，连续轨迹之间有插入缓冲输出，如果把运动跟连续轨迹的运动跟缓冲输出分开来发的话，在批量加工下发大量命令时，对通讯效率会有一定影响，采用自定义封装指令的方式，能一次性下发多条运动指令，改善批量加工的效率。
如下举例：
假设控制一个XY两轴平台，从坐标点（0,0）→（100,0）（输出口0输出50ms）→（100,100）（输出口0输出50ms）→（0,100）（输出口0输出50ms）→（0,0）（输出口0输出50ms）的轨迹，则可以通过自己封装，用一条函数，快速发送下去：

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a.使用自定义封装VI发送运动指令前的设置。

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b.通过ZAux_DirectCommand封装的直线插补与缓存输出运动VI的调用和封装程序框图。

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教学视频讲解请点击→“LabVIEW运动控制（三）：EtherCAT运动控制器的高效加工指令自定义封装”查看。


完整代码获取地址
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代码.png

本次，正运动技术LabVIEW运动控制（三）：EtherCAT运动控制器的高效加工指令自定义封装，就分享到这里。

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