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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。
?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)控制項(xiàng)目開發(fā)
1.到正運(yùn)動(dòng)技術(shù)官網(wǎng)的下載中心選擇需要的平臺(tái)庫文件。
庫文件下載地址： http://www.zmotion.com.cn/download_list_21.html
2.解壓下載的安裝包找到“ Zmcaux.cs ”，“ zauxdll.dll ”，“ zmotion.dll ”放入到項(xiàng)目文件中。
（1）“Zmcaux.cs”放在項(xiàng)目根目錄文件中，與bin目錄同級(jí)。
（2）“zauxdll.dll”，“zmotion.dll”放在bin → Debug。
3.用vs打開新建的項(xiàng)目文件，在右邊的解決方案資源管理器中點(diǎn)擊顯示所有，然后鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊zmcaux.cs文件，點(diǎn)擊包括在項(xiàng)目中。
4.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。
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”。
1、控制器網(wǎng)口連接函數(shù)接口
2、硬件比較輸出函數(shù)接口
3、硬件定時(shí)器函數(shù)接口
在form設(shè)計(jì)界面找到需要用到的控件拖拽到窗體中進(jìn)行UI界面設(shè)計(jì)，效果如下。
三、位置同步輸出PSO介紹
PSO（position synchronized output）即位置同步輸出，本質(zhì)是通過采集實(shí)時(shí)的編碼器反饋位置(無編碼器可使用輸出的脈沖位置)與比較模式設(shè)定的位置進(jìn)行比較，控制OP高速同步輸出信號(hào)，PSO示意圖如下。
PSO一般與激光器(或點(diǎn)膠噴射閥等設(shè)備)同步輸出信號(hào)進(jìn)行相位同步，在運(yùn)動(dòng)軌跡的所有階段以恒定的空間(或恒定時(shí)間)間隔觸發(fā)輸出開關(guān)，包括加速、減速和勻速段，從而實(shí)現(xiàn)脈沖能量均勻地作用在被加工物體上。
PSO功能的特點(diǎn)是能高速且穩(wěn)定的輸出信號(hào)，因?yàn)檩敵鼍茸銐蚋�，所以能夠在整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡中以固定的距離觸發(fā)輸出信號(hào)而不用考慮總體速度，即在直線部分以很快的速度運(yùn)動(dòng)，而在圓角部分減速的同時(shí)也能保證輸出間距恒定。
通常圓角加工部分在整個(gè)加工過程中占有比較小的部分，這樣在保證加工效果的同時(shí)，就可以最大限度地提高產(chǎn)能。
正運(yùn)動(dòng)的PSO功能調(diào)用 ZAux_Direct_HwPswitch2 函數(shù)接口實(shí)現(xiàn)，該函數(shù)采用硬件 實(shí)現(xiàn)IO的高速比較輸出 ， 故名硬件比較輸出。
四、位置同步輸出PSO模式介紹
1、單軸比較 -- 模式1
ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLE handle，int Axisnum,int Mode，int Opnum，int Opstate，float ModePara1， float ModePara2，float ModePara3，float ModePara4 ）
（1）handle：控制器連接句柄；
（2）Axisnum：比較軸號(hào)；
（3）Mode：1-啟動(dòng)比較器；
（4）Opnum：對(duì)應(yīng)的輸出口；
（5）Opstate：第一個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)；
（6）ModePara1：第一個(gè)比較點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)所在TABLE寄存器編號(hào)；
（7）ModePara2：最后一個(gè)比較點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)所在TABLE寄存器編號(hào)；
（8）ModePara3：第一個(gè)點(diǎn)判斷方向，0坐標(biāo)負(fù)向，1坐標(biāo)正向，-1不使用方向；
（9）ModePara4：模式1里面，該參數(shù)無意義，填0或其他任意值。
⊙該模式主要功能為： 在Table寄存器里面設(shè)置好比較點(diǎn)，碰到設(shè)置好的單軸比較點(diǎn)之后，輸出口電平反轉(zhuǎn)。
該模式使用時(shí)需要指定高速輸出口，設(shè)置好首個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)，設(shè)置比較軸，在設(shè)置比較點(diǎn)（即設(shè)置table寄存器，點(diǎn)數(shù)量等），最后設(shè)置比較點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向，啟動(dòng)比較。緊接著驅(qū)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)即可。
如下圖設(shè)置： 設(shè)置高速比較輸出口0，首個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)為1，設(shè)置比較軸為0。設(shè)置4個(gè)比較點(diǎn)，比較點(diǎn)坐標(biāo)分別為：100，200，300，400。即當(dāng)軸運(yùn)動(dòng)到100，200，300，400時(shí)，都會(huì)觸發(fā)電平變化。
示波器波形如圖所示：在100，200，300，400時(shí)會(huì)發(fā)生電平變化。
2、清除比較點(diǎn) -- 模式2
ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLE handle，int Axisnum，int Mode，int Opnum，int Opstate，float ModePara1， float ModePara2，float ModePara3，float ModePara4）
（1）handle：控制器連接句柄；
（2）Axisnum：比較軸號(hào)；
（3）Mode：2-清除比較緩沖區(qū)；
（4）Opnum：對(duì)應(yīng)的輸出口；
（5）Opstate：模式2里面，該參數(shù)無意義，填0；
（6）ModePara1：模式2里面，該參數(shù)無意義，填0；
（7）ModePara2：模式2里面，該參數(shù)無意義，填0；
（8）ModePara3：模式2里面，該參數(shù)無意義，填0；
（9）ModePara4：模式2里面，該參數(shù)無意義，填0。
⊙說明： 使用前需要調(diào)用此模式，清除可能沒有比較完成的數(shù)據(jù)。使用過程中也可以發(fā)送此命令，停止比較。
3、矢量比較方式 -- 模式3
ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLE handle，int Axisnum，int Mode，int Opnum，int Opstate，float ModePara1， float ModePara2，float ModePara3，float ModePara4）
（1）handle：控制器連接句柄；
（2）Axisnum：比較軸號(hào)；
（3）Mode：3-啟動(dòng)比較器；
（4）Opnum：對(duì)應(yīng)的輸出口；
（5）Opstate：第一個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)；
（6）ModePara1：第一個(gè)矢量距離比較點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)所在TABLE寄存器編號(hào)；
（7）ModePara2：最后一個(gè)矢量距離比較點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)所在TABLE寄存器編號(hào)；
（8）ModePara3：模式3里面，該參數(shù)無意義，填0或其他任意值；
（9）ModePara4：模式3里面，該參數(shù)無意義，填0或其他任意值。
⊙該模式主要功能為： 在Table寄存器里面設(shè)置好比較點(diǎn)，碰到設(shè)置單軸矢量距離比較點(diǎn)之后，輸出口電平反轉(zhuǎn)。
該模式使用時(shí)需要指定高速輸出口，設(shè)置好首個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)，設(shè)置比較軸，在設(shè)置比較點(diǎn)（即設(shè)置table寄存器，點(diǎn)數(shù)量等），啟動(dòng)比較。緊接著驅(qū)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)即可。
如下圖設(shè)置： 設(shè)置高速比較輸出口0，首個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)為1，設(shè)置比較軸為0。設(shè)置4個(gè)比較點(diǎn)，比較點(diǎn)坐標(biāo)分別為：100，200，300，400.即當(dāng)軸矢量距離運(yùn)動(dòng)到100，200，300，400時(shí)，都會(huì)觸發(fā)電平變化。
示波器波形如圖所示：在100，200，300，400時(shí)會(huì)發(fā)生電平變化。
4、矢量比較，單個(gè)比較點(diǎn) -- 模式4
ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLE handle，int Axisnum，int Mode，int Opnum，int Opstate，float ModePara1， float ModePara2，float ModePara3，float ModePara4）
（1）handle：控制器連接句柄；
（2）Axisnum：比較軸號(hào)；
（3）Mode：4-啟動(dòng)比較器；
（4）Opnum：對(duì)應(yīng)的輸出口；
（5）Opstate：第一個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)；
（6）ModePara1：矢量距離比較點(diǎn)坐標(biāo)（當(dāng)前運(yùn)動(dòng)距離）。
⊙該模式主要功能為： ModePara1參數(shù)設(shè)置好比較點(diǎn)之后，碰到設(shè)置單軸矢量距離比較點(diǎn)之后，OP 反轉(zhuǎn)，比較結(jié)束。
如下圖設(shè)置：設(shè)置高速比較輸出口0，首個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)為1，設(shè)置比較軸為0。比較點(diǎn)為100。
示波器波形如圖所示：在100時(shí)會(huì)發(fā)生電平變化。
5、周期位置比較，有效距離輸出 -- 模式5
ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLE handle，int Axisnum，int Mode，int Opnum，int Opstate，float ModePara1， float ModePara2，float ModePara3，float ModePara4）
（1）handle：控制器連接句柄
（2）Axisnum：比較軸號(hào)
（3）Mode：5-啟動(dòng)比較器
（4）Opnum：對(duì)應(yīng)的輸出口
（5）Opstate：第一個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)
（6）ModePara1：矢量距離比較點(diǎn)坐標(biāo)（當(dāng)前運(yùn)動(dòng)距離）
（7）ModePara2：重復(fù)周期。即有效狀態(tài)個(gè)數(shù)
（8）ModePara3：周期距離.每隔一次有效狀態(tài)距離
（9）ModePara4：有效狀態(tài)距離（不能大于周期距離）
⊙該模式主要功能為： ModePara1參數(shù)設(shè)置好比較點(diǎn)之后，碰到設(shè)置單軸矢量距離比較點(diǎn)之后，輸出一斷設(shè)置好的周期距離脈沖。
該模式使用時(shí)需要指定高速輸出口，設(shè)置好首個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)，設(shè)置比較軸，在設(shè)置比較點(diǎn)（矢量距離比較點(diǎn)坐標(biāo)，當(dāng)前運(yùn)動(dòng)距離），設(shè)置好周期距離，重復(fù)周期，有效狀態(tài)距離等。最后啟動(dòng)比較。緊接著驅(qū)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)即可。
如下圖設(shè)置： 設(shè)置高速比較輸出口0，首個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)為1，設(shè)置比較軸為0。比較點(diǎn)為80，重復(fù)周期為5，周期距離為100，有效距離為20，即當(dāng)軸矢量距離運(yùn)動(dòng)到80之后，每運(yùn)動(dòng)100的距離，就會(huì)輸出設(shè)置好的周期位置脈沖。
示波器波形如圖所示：軸0與軸1，進(jìn)行300，400的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，在矢量位置80，180，280，380，480時(shí)會(huì)輸出設(shè)置好的周期位置脈沖。
6、周期位置比較，周期時(shí)間輸出 -- 模式6
ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLE handle，int Axisnum，int Mode，int Opnum，int Opstate，float ModePara1， float ModePara2，float ModePara3，float ModePara4）
（1）handle：控制器連接句柄；
（2）Axisnum：比較軸號(hào)；
（3）Mode：6-啟動(dòng)比較器；
（4）Opnum：對(duì)應(yīng)的輸出口；
（5）Opstate：第一個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)；
（6）ModePara1：矢量距離比較點(diǎn)坐標(biāo)（當(dāng)前運(yùn)動(dòng)距離）；
（7）ModePara2：重復(fù)周期。即有效狀態(tài)個(gè)數(shù)；
（8）ModePara3：周期距離.每隔一次這個(gè)距離輸出一次定時(shí)器；
（9）ModePara4：模式6里面，該參數(shù)無意義，填0或其他任意值。
⊙該模式主要功能為： ModePara1參數(shù)設(shè)置好比較點(diǎn)之后，碰到設(shè)置單軸矢量距離比較點(diǎn)之后，輸出一斷設(shè)置好的定時(shí)脈沖。
該模式使用時(shí)需要指定高速輸出口，設(shè)置好首個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)，設(shè)置比較軸，在設(shè)置比較點(diǎn)（矢量距離比較點(diǎn)坐標(biāo)，當(dāng)前運(yùn)動(dòng)距離），設(shè)置好周期距離，重復(fù)周期，設(shè)置好硬件定時(shí)參數(shù)。最后啟動(dòng)比較。緊接著驅(qū)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)即可。
如下圖設(shè)置： 設(shè)置高速比較輸出口0，首個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)為1，設(shè)置比較軸為0。比較點(diǎn)為50，重復(fù)周期為2，周期距離為100，周期時(shí)間為40，有效時(shí)間為20。即當(dāng)軸矢量距離運(yùn)動(dòng)到50之后，每運(yùn)動(dòng)100的距離，就會(huì)輸出一段設(shè)置好的定時(shí)脈沖。
示波器波形如圖所示：在50，150時(shí)會(huì)輸出一段設(shè)置好的定時(shí)脈沖。
7、獨(dú)立位置比較，周期時(shí)間輸出 -- 模式7
⊙該模式主要功能為： ModePara1參數(shù)設(shè)置好比較點(diǎn)之后，碰到設(shè)置單軸矢量距離比較點(diǎn)之后，輸出一斷設(shè)置好的定時(shí)脈沖。
該模式使用時(shí)需要指定高速輸出口，設(shè)置好首個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)，設(shè)置比較軸，在設(shè)置比較點(diǎn)（矢量距離比較點(diǎn)坐標(biāo)，當(dāng)前運(yùn)動(dòng)距離），設(shè)置好周期距離，重復(fù)周期，設(shè)置好硬件定時(shí)參數(shù)。最后啟動(dòng)比較。緊接著驅(qū)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)即可。
這條指令在功能上與模式6類似但是在具體設(shè)置時(shí)會(huì)比模式6簡單，首先他可以直接在指令中設(shè)置HW_TIMER，另外可以動(dòng)態(tài)修改HW_TIMER指令的相關(guān)參數(shù)。
如下圖設(shè)置： 設(shè)置高速比較輸出口0，首個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)為1，設(shè)置比較軸為0。起始比較點(diǎn)為0，結(jié)束比較點(diǎn)為3，周期時(shí)間為150ms，脈沖個(gè)數(shù)為2，有效時(shí)間為100ms。即當(dāng)軸矢量距離運(yùn)動(dòng)到50之后，每運(yùn)動(dòng)100的距離，就會(huì)輸出一段設(shè)置好的定時(shí)脈沖.（注意并沒有打開HW_TIMER）。
示波器波形如圖所示：在50，100，150，200時(shí)會(huì)輸出一段設(shè)置好的定時(shí)脈沖。
單軸PSO模式詳解和例程演示視頻。
本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù) 單軸PSO視覺飛拍與精準(zhǔn)輸出：EtherCAT超高速實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡XPCIE1032H上位機(jī)C#開發(fā)（七），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：400-089-8936。
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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