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一、XPLC006E功能介紹
XPLC006E是正運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器推出的一款多軸經(jīng)濟(jì)型EtherCAT總線(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制器，XPLC系列運(yùn)動(dòng)控制器可應(yīng)用于各種需要脫機(jī)或聯(lián)機(jī)運(yùn)行的場(chǎng)合。
XPLC006E自帶6個(gè)電機(jī)軸，最多12軸運(yùn)動(dòng)控制（含虛擬軸數(shù)），支持12軸直線(xiàn)插補(bǔ)、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸設(shè)置等功能。
XPLC006E支持多任務(wù)同時(shí)運(yùn)行，同時(shí)可以在PC上直接仿真運(yùn)行，編程方式多種可選，支持ZDevelop軟件的Basic/PLC梯形圖/HMI組態(tài)和常用上位機(jī)軟件編程。
XPLC006E只支持EtherCAT總線(xiàn)軸，不支持脈沖軸和編碼器軸。采用EtherCAT總線(xiàn)與驅(qū)動(dòng)器通訊，1ms的刷新周期。
XPLC006E支持PLC、Basic、HMI組態(tài)三種編程方式。PC上位機(jī)API編程支持C#、C++、LabVIEW、VB、matlab、Qt、Linux、.Net、iMAC、Python、 ROS等接口。
→此款產(chǎn)品有XPLC004E、XPLC006E、XPLC008E三個(gè)不同軸數(shù)的型號(hào)可選。
二、XPLC864E功能介紹
XPLC864E在XPLC006E的功能基礎(chǔ)上做了升級(jí)（即上節(jié)介紹的XPLC006E的功能都支持），部分資源空間優(yōu)于XPLC006E，使用方法基本一致，不同之處在于XPLC864E，硬件支持32點(diǎn)輸入、32點(diǎn)輸出、2個(gè)ADC、2個(gè)DAC，支持脈沖軸和總線(xiàn)軸混合使用，總實(shí)軸軸數(shù)為8，除了帶EtherCAT接口之外，輸出口硬件上可配置為8個(gè)軸的脈沖方向信號(hào)輸出，另帶兩路編碼器輸入，可由輸入口配置
XPLC864E支持PLC、Basic、HMI組態(tài)三種編程方式。PC上位機(jī)API編程支持C#、C++、LabVIEW、VB、matlab、Qt、Linux、.Net、iMAC、Python、 ROS等接口。
XPLC系列經(jīng)濟(jì)型EtherCAT總線(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制器支持多種編程方式，支持使用正運(yùn)動(dòng)技術(shù)自主研發(fā)的ZDevelop開(kāi)發(fā)環(huán)境的Basic語(yǔ)言和PLC梯形圖，上一節(jié)講解了PLC梯形圖的開(kāi)發(fā)，本節(jié)內(nèi)容主要講解ModbusRTU或ModbusTcp與觸摸屏通訊。
三、控制器與觸摸屏的通訊簡(jiǎn)介
XPLC006E控制器的串口和網(wǎng)口采用MODBUS協(xié)議，只要支持MODBUS通訊協(xié)議的觸摸屏都可以與XPLC006E控制器連接使用。
控制器使用MODBUS協(xié)議與第三方觸摸屏通訊時(shí)，此時(shí)需要將數(shù)據(jù)放在MODBUS寄存器內(nèi)進(jìn)行傳遞，支持通過(guò)串口或網(wǎng)口連接到控制器，有位寄存器和字寄存器兩類(lèi)可用。
控制器的MODBUS地址與其他廠(chǎng)家的觸摸屏地址映射關(guān)系有所不同，編寫(xiě)程序之前要理清控制器和觸摸屏的MODBUS寄存器地址對(duì)應(yīng)關(guān)系，控制器與部分觸摸屏MODBUS寄存器地址關(guān)系如下。
1．控制器的MODBUS地址從0開(kāi)始，在與威綸觸摸屏通訊時(shí)，地址都是從0開(kāi)始，所以是一一對(duì)應(yīng)。
控制器MODBUS_BIT(0)對(duì)應(yīng)威綸觸摸屏MODBUS_0X_0，布爾型。
控制器MODBUS_REG(0)對(duì)應(yīng)威綸觸摸屏MODBUS_4X_0，字寄存器。
2．在與昆侖通態(tài)觸摸屏通訊時(shí)，昆侖通態(tài)地址從1開(kāi)始，沒(méi)有0地址，控制器地址從0開(kāi)始，所以觸摸屏地址加1。
控制器MODBUS_BIT(0)對(duì)應(yīng)昆侖通態(tài)觸摸屏MODBUS_0X_1，布爾型。
控制器MODBUS_REG(0)對(duì)應(yīng)昆侖通態(tài)觸摸屏MODBUS_4X_1，字寄存器 。
四、觸摸屏與控制器的連接方式
根據(jù)觸摸屏和控制器上帶的通訊接口選擇通訊連接方式，可選串口連接或網(wǎng)口連接。觸摸屏和控制器建立通訊連接的時(shí)候，此時(shí)觸摸屏為主站，控制器為從站，主要在觸摸屏端操作連接，連接時(shí)對(duì)應(yīng)的串口或網(wǎng)口參數(shù)要匹配，控制器端只需提供通訊的參數(shù)，以下為網(wǎng)口和串口的通訊參數(shù)說(shuō)明。
1. 網(wǎng)口連接
控制器出廠(chǎng)默認(rèn)IP地址為“192.168.0.11”，網(wǎng)口默認(rèn)為MODBUS從端，IP地址可在軟件“控制器狀態(tài)”窗口查看。使用IP_ADDRESS指令修改IP地址或在修改IP地址窗口修改，修改一次永久生效。控制器至少包含2個(gè)網(wǎng)口通道，網(wǎng)口的端口號(hào)為502，支持觸摸屏的MODBUS-TCP協(xié)議連接。
網(wǎng)口通道數(shù)查看：不同型號(hào)控制器支持的串口通道數(shù)和網(wǎng)口通道數(shù)不同。使用在線(xiàn)命令欄發(fā)送“?*port”查看通道數(shù)，如下圖，通道數(shù)確定了控制器能同時(shí)連接的設(shè)備個(gè)數(shù)。
上圖中的Port:0-1為串口通道，2-9都是網(wǎng)口通道，10-15為自定義網(wǎng)口通訊通道，20為控制器互聯(lián)通道。
不同型號(hào)的控制器支持的通訊通道數(shù)不同�？刂破髦辽儆�2個(gè)網(wǎng)口通道，所以可以通過(guò)網(wǎng)口同時(shí)連接2個(gè)設(shè)備，比如連接上位機(jī)程序的同時(shí)，再連接ZDevelop軟件在線(xiàn)監(jiān)控。通過(guò)路由器連接兩個(gè)不同設(shè)備也是可以的。
在線(xiàn)命令欄發(fā)送“?*port_status”查看通訊端口是否已被使用。返回值為0表示沒(méi)有連接，返回值為1表示連接。
前兩個(gè)通道COM為串口通道，串口總是返回1，第三個(gè)通道為網(wǎng)口通道，用于連接ZDevelop。
當(dāng)前網(wǎng)口通道協(xié)議查看使用PROTOCOL 指令返回當(dāng)前通道的通訊協(xié)議，根據(jù)下表返回值判斷。
VAR1 = PROTOCOL(port)
port：通道號(hào)
2.串口連接
串口通�？蛇xRS232串口或RS485串口，串口默認(rèn)參數(shù)為：波特率38400，數(shù)據(jù)位8，停止位1，校驗(yàn)位無(wú)，串口默認(rèn)為MODBUS從端，與觸摸屏通訊時(shí)無(wú)需修改，采用SETCOM指令配置串口參數(shù)。
注意：串口參數(shù)時(shí)掉電不保存的，控制器重新上電后，SETCOM參數(shù)會(huì)還原成默認(rèn)值，控制器的所有串口的MODBUS協(xié)議站號(hào)ADDRESS為 1- 127，缺省=1。
串口參數(shù)可通過(guò)“控制器狀態(tài)”窗口通訊配置查詢(xún)?nèi)缦聢D，或“?*SETCOM”打印查看。
五、控制器連接觸摸屏使用
1.控制器與觸摸屏通訊的參考流程
(1)控制器端的程序使用ZDevelop軟件編寫(xiě)完成下載到控制器內(nèi)。
(2)觸摸屏端的程序使用對(duì)應(yīng)的編程軟件編寫(xiě)完成后下載到觸摸屏保存。
(3)程序下載完成之后，選擇串口或網(wǎng)口連接觸摸屏與控制器脫機(jī)運(yùn)行。
通訊時(shí)可用寄存器類(lèi)型有如下幾種：MODBUS_BIT（布爾型），MODBUS_REG(16位整型)，MODBUS_LONG(32位整型)，MODBUS_IEEE(32位浮點(diǎn)型)，MODBUS_STRING(8位字節(jié)型)。
2.下載控制器程序
控制器端的程序使用ZDevelop軟件編寫(xiě)完成并下載到控制器內(nèi)。
3.下載觸摸屏程序
威綸觸摸屏端的程序使用EasyBuilder編程軟件編寫(xiě)，編程方法參見(jiàn)威綸提供手冊(cè)，程序編程完成后，打開(kāi)“系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置”窗口，如下圖。
(1)添加要與觸摸屏連接的設(shè)備
設(shè)備列表里會(huì)顯示本機(jī)觸摸屏和本機(jī)設(shè)備，若有本機(jī)設(shè)備雙擊該行，若是第一次建立連接，沒(méi)有本機(jī)設(shè)備，需要新建，點(diǎn)擊 “新建設(shè)備/服務(wù)器...”，彈出“設(shè)備屬性”窗口。
(2)設(shè)置設(shè)備屬性
如下圖所示，選擇設(shè)備類(lèi)型，先選MODBUS IDA通訊協(xié)議，再根據(jù)觸摸屏與控制器的實(shí)際連接方式選擇。
串口通訊和網(wǎng)口通訊所選的設(shè)備類(lèi)型不同，詳見(jiàn)后續(xù)說(shuō)明。
A.若采用串口連接
設(shè)備類(lèi)型：選擇模式MODBUS RTU(Zero-based Addressing)；
接口類(lèi)型：選擇串口類(lèi)型（RS485或RS232）；
COM：通訊端口設(shè)置匹配的波特率等參數(shù)，如下圖，此時(shí)參數(shù)必須與連接到控制器的端口參數(shù)一致，設(shè)置完成確認(rèn)關(guān)閉系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置窗口。
B.若采用網(wǎng)口連接
設(shè)備類(lèi)型：選擇模式MODBUS TCP/IP(Zero-based Addressing)，接口類(lèi)型自動(dòng)改為以太網(wǎng)；
IP：填入當(dāng)前要連接的控制器的IP地址和端口號(hào)，如下圖；
設(shè)置完成確認(rèn)關(guān)閉系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置窗口。
系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置完成后，編譯寫(xiě)好的組態(tài)程序，點(diǎn)擊“編譯”，打開(kāi)如下圖編譯窗口。
點(diǎn)擊右下角“開(kāi)始編譯”按鈕，編譯成功打印信息提示，“開(kāi)始編譯”按鈕變成“編譯”按鈕，程序不正確編譯窗口會(huì)打印出錯(cuò)誤提示信息，這時(shí)需要修改程序直至編譯成功。
程序編譯成功，將觸摸屏連接到PC下載程序，下載程序入口如下圖。
點(diǎn)擊下載按鈕，通過(guò)以太網(wǎng)將程序下載到觸摸屏，下載完成后，程序已寫(xiě)入觸摸屏，可以斷開(kāi)觸摸屏與PC的連接。
(3)觸摸屏和控制器通訊
在控制器端的程序成功下載到控制器后，和觸摸屏端的程序成功下載到觸摸屏之后，可與PC斷開(kāi)連接，物理連接觸摸屏與控制器，此時(shí)觸摸屏與控制器就可以相互通信了，若無(wú)法通訊，則需要檢查上一步觸摸屏端的通訊參數(shù)的配置。
(4)控制器與觸摸屏脫機(jī)仿真
若沒(méi)有控制器或觸摸屏，可采用仿真器仿真，ZDevelop程序下載到仿真器內(nèi)，只支持網(wǎng)口連接仿真，按照上面的步驟，EasyBuilder軟件的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置時(shí)選擇設(shè)備類(lèi)型為MODBUS IDA—MODBUS TCP/IP(Zero-based Addressing)，IP地址填入仿真器IP：127.0.0.1，如下圖選擇“在線(xiàn)模擬”即可連接控制器程序與組態(tài)程序進(jìn)行仿真。
點(diǎn)擊在線(xiàn)模擬之后自動(dòng)開(kāi)始編譯，編譯結(jié)果正確打開(kāi)如下觸摸屏仿真界面，此時(shí)可以操作。編譯不成功會(huì)出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)錯(cuò)誤信息。
觸摸屏仿真界面如下圖所示：
六、觸摸屏通訊例程
1.課程前期準(zhǔn)備材料
(1)電腦1臺(tái)：用于程序開(kāi)發(fā)；
(2)控制器1個(gè)：XPLC864E，完成直線(xiàn)和平面圓弧插補(bǔ)；
(3)24V直流電源1個(gè)：控制器采用24V直流電源供電；
(4)總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器+電機(jī)（或步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器+電機(jī)）2套：數(shù)量根據(jù)軸數(shù)選定；
(5)威綸觸摸屏1個(gè)：人機(jī)交互；
(6)控制器接線(xiàn)端子若干；
(7)網(wǎng)線(xiàn)若干；
(8)連接線(xiàn)若干。
2.項(xiàng)目配置
寄存器地址分配如下表：
本項(xiàng)目使用的D寄存器均為MODBUS_IEEE。
任務(wù)資源配置如下圖：本實(shí)例占用三個(gè)任務(wù)。
任務(wù)0：主循環(huán)，循環(huán)掃描外部輸入信號(hào)來(lái)決定其他任務(wù)的啟動(dòng)。
任務(wù)1：由任務(wù)0啟動(dòng)，加工前先用任務(wù)1執(zhí)行回零程序，回零完成后任務(wù)1用于加工程序。
任務(wù)2：由任務(wù)0啟動(dòng)，用于手動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
如下圖，在ZDevelop軟件上通過(guò)“寄存器”窗口批量查詢(xún)MODBUS寄存器的值。
3.應(yīng)用程序
(1)威綸觸摸屏端程序
使用觸摸屏廠(chǎng)商提供的組態(tài)編程軟件編寫(xiě)，觸摸屏通過(guò)MODBUS與控制器通訊，元件屬性設(shè)置對(duì)應(yīng)MODBUS寄存器地址，按下元件可以修改對(duì)應(yīng)的MODBUS寄存器地址的值，傳遞給控制器處理，程序界面如下圖。
(2)控制器端程序
控制器的編程界面和程序如下圖：
控制器端通過(guò)WHILE不斷的掃描MODBUS寄存器值的變化來(lái)決定是否執(zhí)行對(duì)應(yīng)的程序。
'**********初始化模塊*********
SETCOM(38400,8,1,0,0,4,2,1000) '出廠(chǎng)模式，MODBUS字寄存器和VR空間獨(dú)立
ERRSWITCH = 3 '全部信息輸出
RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE
BASE(0,1) '選定 X Y軸
DPOS=0,0
ATYPE=1,1
UNITS = 100,100
SPEED = 100,100
ACCEL = 1000,1000
DECEL = 1000,1000
SRAMP = 100,100
DIM run_state '運(yùn)行狀態(tài)
run_state = 0 '0 停止，1 運(yùn)行，2 回零
MODBUS_REG(0) = run_state '顯示運(yùn)行狀態(tài)
DIM radius,length '半徑,長(zhǎng)度
radius = 100 '缺省半徑大小
length = 300 '缺省長(zhǎng)度
'FLASH_READ 0,radius,length
MODBUS_IEEE(2) = radius '顯示半徑大小
MODBUS_IEEE(4) = length '顯示長(zhǎng)度
DIM home_done '回零完成的標(biāo)志位 0 未回零,1 已回零
home_done = 0 '上電進(jìn)入未回零狀態(tài)
MODBUS_BIT(0) = 0 '啟動(dòng) 按鈕復(fù)歸
MODBUS_BIT(1) = 0 '停止 按鈕復(fù)歸
MODBUS_BIT(4) = 0 '回零 按鈕復(fù)歸
MODBUS_BIT(5) = 0 '保存數(shù)據(jù) 按鈕復(fù)歸
MODBUS_BIT(1000)=0 'X軸 回零標(biāo)志為0
MODBUS_BIT(1001)=0 'Y軸 回零標(biāo)志為0
STOPTASK 2
RUNTASK 2, guidetask '啟動(dòng)手動(dòng)運(yùn)行任務(wù)
'**********按鍵掃描模塊*********
WHILE 1 '掃描觸摸屏端按鈕輸入
IF MODBUS_BIT(0)= 1 THEN '啟動(dòng)按鈕按下
MODBUS_BIT(0) = 0 '按鈕復(fù)歸
IF run_state = 0 THEN '待機(jī)停止?fàn)顟B(tài)
IF home_done = 0 THEN'未回零時(shí)不啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)
TRACE "before move need home"
ELSEIF home_done = 1 THEN'已回零啟動(dòng)任務(wù)運(yùn)行
TRACE "move start"
STOPTASK 1 '軟件安全，停止任務(wù)0
RUNTASK 1, movetask '啟動(dòng)運(yùn)行加工任務(wù)1
ENDIF
ENDIF
ELSEIF MODBUS_BIT(1) = 1 THEN '停止按鈕按下
TRACE "move stop"
MODBUS_BIT(1) = 0 '按鈕復(fù)歸
RAPIDSTOP(2)
STOPTASK 1
RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
run_state = 0 '停止標(biāo)志
MODBUS_REG(0) = run_state '顯示狀態(tài)
ENDIF
IF MODBUS_BIT(4) = 1 THEN '回零按鈕按下
MODBUS_BIT(4) = 0 '回零復(fù)歸
IF run_state= 0 THEN
stoptask 1
runtask 1,home_task '啟動(dòng)回零任務(wù)
ENDIF
ENDIF
'''保存數(shù)據(jù)處理
IF MODBUS_BIT(5) = 1 THEN '保存數(shù)據(jù) 按鈕按下
MODBUS_BIT(5) = 0 '保存數(shù)據(jù) 按鈕復(fù)歸
PRINT "寫(xiě)入數(shù)據(jù)到FLASH"
radius = MODBUS_IEEE(2)
length = MODBUS_IEEE(4)
FLASH_WRITE 0,radius,length'往扇區(qū)0寫(xiě)入數(shù)據(jù)
ENDIF
WEND
END
'**********加工運(yùn)動(dòng)模塊*********
movetask: '運(yùn)行畫(huà)圓弧+跑道的任務(wù)
run_state =1 '進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)
MODBUS_REG(0) = run_state
radius = MODBUS_IEEE(2) '讀取半徑
length = MODBUS_IEEE(4) '讀取長(zhǎng)度
TRIGGER
BASE(0,1) '選定 X Y軸
MOVEABS(0,0)
MOVE(length,0) '從原點(diǎn)開(kāi)始走跑道軌跡
MOVECIRC(0,radius*2,0,radius,0)
MOVE(-length,0)
MOVECIRC(0,-radius*2,0,-radius,0)
WAIT IDLE(0)
run_state = 0'進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)
MODBUS_REG(0) = run_state
END
'**********回零任務(wù)*********
home_task:
TRACE "enter home task"
run_state = 2 '回零標(biāo)志
MODBUS_REG(0) = run_state '顯示狀態(tài)
TRIGGER
BASE(0,1)
CANCEL(2) AXIS(0)'先軸0,軸1停止
CANCEL(2) AXIS(1)
WAIT IDLE(0)
WAIT IDLE(1)
MOVEABS(0) AXIS(0)'虛擬設(shè)備軸0的歸零，實(shí)際軸使用DATUM回零
MOVEABS(0) AXIS(1)'虛擬設(shè)備軸1的歸零
WAIT IDLE(0)
MODBUS_BIT(1000)=1'設(shè)置軸0已歸零的標(biāo)志
WAIT IDLE(1)
MODBUS_BIT(1001)=1'設(shè)置軸1已歸零的標(biāo)志
home_done = 1
TRACE "home task done"
run_state = 0 '回到待機(jī)狀態(tài)
MODBUS_REG(0) = run_state
END
'**********手動(dòng)運(yùn)動(dòng)*********
guidetask:
WHILE 1
IF run_state = 0 THEN '判斷是否處于停止?fàn)顟B(tài)
BASE(0)
IF MODBUS_BIT(10) = 1 THEN '左
MODBUS_BIT(10) = 0
VMOVE(-1)
ELSEIF MODBUS_BIT(11) = 1 THEN '右
MODBUS_BIT(11) = 0
VMOVE(1)
ELSEIF MTYPE = 10 OR MTYPE = 11 THEN '非VMOVE運(yùn)動(dòng)
CANCEL(2)
ENDIF
BASE(1)
IF MODBUS_BIT(20) = 1 THEN '左
MODBUS_BIT(20) = 0
VMOVE(-1)
ELSEIF MODBUS_BIT(21) = 1 THEN '右
MODBUS_BIT(21) = 0
VMOVE(1)
ELSEIF MTYPE = 10 OR MTYPE = 11 THEN '非VMOVE運(yùn)動(dòng)
CANCEL(2)
ENDIF
ENDIF
DELAY(100)
WEND
END
(3)應(yīng)用程序運(yùn)動(dòng)效果
A.軸位置曲線(xiàn)XY模式下的合成插補(bǔ)軌跡
B.XY模式下的合成插補(bǔ)軌跡
本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)型EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器(四）：ModbusRTU或ModbusTcp與觸摸屏通訊 ，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)。
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正運(yùn)動(dòng)技術(shù)專(zhuān)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)控制卡等等。
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