本文導讀 上節(jié)課程給大家介紹了ZMC432CL-V2硬件接口（詳情點擊→步進的光柵尺全閉環(huán)EtherCAT運動控制器ZMC432CL-V2（一）：硬件接口介紹） ，本節(jié)主要講解如何通過RTSys開發(fā)軟件調試ZMC432CL-V2的脈沖閉環(huán)功能。
一、ZMC432CL-V2產(chǎn)品簡介 ZMC432CL-V2高性能多軸運動控制器是一款兼容EtherCAT總線和脈沖型的獨立式運動控制器，具備高速實時反饋功能，支持脈沖全閉環(huán)控制，能夠實現(xiàn)高精度、高響應速度的運動控制。高精度定位，有效消除機械傳動誤差，滿足高精密加工場景應用要求。
1.ZMC432CL-V2硬件功能 （1）豐富的運動控制功能：支持直線、圓弧、空間圓弧、螺旋插補等。
（2）硬件接口豐富：支持脈沖軸（帶編碼器反饋）和EtherCAT總線軸，具備24路輸入和12路輸出的通用IO，部分為高速IO，2路模擬量輸出(DA)。
（3）EtherCAT刷新周期最快達250us，滿足高速通信需求。
（4）支持4通道硬件比較輸出、硬件定時器、運動中精準輸出，適用于多通道視覺飛拍等場合。
（5）支持掉電檢測、掉電存儲，多種程序加密方式，能夠有效防止系統(tǒng)故障，保護項目工程文件數(shù)據(jù)，并提高系統(tǒng)的可靠性。
（6）通過純國產(chǎn)IDE開發(fā)環(huán)境RTSys進行項目開發(fā)，可實時仿真、在線跟蹤以及診斷與調試，簡便易用，支持多種高級上位機語言聯(lián)合編程進行二次開發(fā)。
步進控制的光柵尺全閉環(huán)解決方案：32軸EtherCAT總線運動控制器ZMC432CL-V2 。
更多關于ZMC432CL-V2詳情介紹點擊→步進控制的光柵尺全閉環(huán)解決方案：32軸EtherCAT總線運動控制器ZMC432CL-V2。
二、RTSys調試ZMC432CL-V2的脈沖閉環(huán)功能 1. 新建RTSys的項目文件 點擊【文件】→【新建工程】→【輸入文件名】→【保存】。
2.新建RTBasic文件和RTHmi文件 點擊【新建】→【選擇Basic/Hmi】→【確定】，完成Basic和Hmi文件的創(chuàng)建，其中Basic文件用于運動邏輯的編寫，Hmi文件用于人機交互界面的設計。
右擊【工程視圖】下的HMI文件名稱，在彈出的選項框中選擇【設置任務號】，并將其設置為0，表示控制器啟動后將一任務0去執(zhí)行Hmi文件程序。
3.在BasicMain.bas文件里面編寫系統(tǒng)初始化函數(shù)和周期掃描函數(shù)
'/****************************************************************************
'任務編號：無
'函數(shù)功能：系統(tǒng)初始化
'Input：無
'Output：無
'返回值：無
'備注：無
'******************************************************************************/
GLOBAL SUB SysInit()
'測試固件信息
?"測試固件信息：ver 24.8.28 : "version_build, "SERVO_PERIOD: "SERVO_PERIOD
'軸分配
GLOBAL CONST TestAxisId=0
'線程分配
GLOBAL CONST IntCycleTask=1
GLOBAL CONST OtherTask=2
'其他變量
GLOBAL gvCLStstus,gv_HandMode
GLOBAL gv_P,gv_I,gv_D
GLOBAL gv_VF,gv_AF,gv_OV
'軸初始化參數(shù)
GLOBAL gv_Speed,gv_Accel,gv_Decel
GLOBAL gv_Sramp,gv_Inch
GLOBAL gv_Units
GLOBAL gv_mpos,gv_input
GLOBAL VpMode
'*********************軸參數(shù)初始化*********************
gv_Units=2000
gv_mpos =4000
gv_input=-20043
gvCLStstus=0
gv_Speed=2
gv_Accel=100
gv_Decel=100
gv_Sramp=0
gv_Inch=1
gv_HandMode=0
VpMode=0
'**********************系統(tǒng)初始化**********************
RAPIDSTOP(2) '停止所有軸
WAIT IDLE
DELAY(100)
DATUM(0) '清除軸報警
WAIT IDLE
'**********************軸參數(shù)初始化*********************
BASE(TestAxisId)
'關閉閉環(huán)功能
SERVO=OFF
ENCODER_SERVO=OFF
'關閉閉環(huán)功能后要遠程ATYPE從0到4的切換
ATYPE = 0
DELAY(100)
ATYPE = 4
'軸坐標清零
DPOS=0
MPOS=0
'更新軸參數(shù)
UpDataAxisPara()
'更新PID參數(shù)
UpDatePid(0)
ENDSUB
'/*****************************************************************************
'任務編號：無
'函數(shù)功能：Hmi掃描函數(shù)
'Input：無
'Output：無
'返回值：無
'備注：無
'******************************************************************************/
GLOBAL SUB SysScan()
'更新閉環(huán)狀態(tài)
IF SERVO(TestAxisId) = ON AND ENCODER_SERVO(TestAxisId)=ON THEN
gvCLStstus=1
ELSE
gvCLStstus=0
ENDIF
ENDSUB
4.組態(tài)人機界面Hmi文件的編輯 先點擊【工程視圖】里面的Hmi.hmi文件，在彈出來的【屬性】窗口里面輸入【初始化函數(shù)】和【周期函數(shù)】的函數(shù)名。
Hmi.hmi文件運行后會先執(zhí)行一次【初始化函數(shù)】一般完成系統(tǒng)的初始化操作，【初始化函數(shù)】運行完后Hmi.hmi文件會周期性的執(zhí)行【周期函數(shù)】和周期性的掃描Hmi界面上的按鈕等控件的操作情況。
點擊【控件箱】，可把控件箱里面的【控件】拖拽到Hmi窗口上進行人機界面的設計。
5.Hmi人機界面的按鈕如何調用Bas文件里面的函數(shù)
（1）點擊【全閉環(huán)開關】按鈕實現(xiàn)脈沖全閉環(huán)功能的開啟與關閉。
先在BasicMain.bas文件中新建函數(shù)來完成全閉環(huán)功能開關的邏輯程序。
'/*************************************************************************
'任務編號：無
'函數(shù)功能：全閉環(huán)功能切換
'Input：Mode: 0 開關閉環(huán)功能 1：更新閉環(huán)Pid參數(shù)
'Output：無
'返回值：無
'備注：無
'**************************************************************************/
GLOBAL SUB ClosedLoop(Mode)
IF Mode=0 THEN
IF gvCLStstus= 0 THEN
'配置脈沖軸TestAxisId為全閉環(huán)的功能
'配置PID參數(shù)
BASE(TestAxisId)
P_Gain = gv_P 'P:比例增益
I_GAIN = gv_I 'I:積分增益
D_GAIN = gv_D 'D:微分增益
VFF_GAIN = gv_VF '速度反饋的前饋增益
AFF_GAIN = gv_AF '加速度反饋的前饋增益
OV_GAIN = gv_OV '速度增益
'打開閉環(huán)功能
AXIS_ENABLE = ON '單軸使能打開情況下，全閉環(huán)才有效果
ENCODER_SERVO = ON '0-不開啟(缺省). 1-開啟閉環(huán)功能
'重要，打開servo之前打開encoder_servo后
'要完成一次atype由0變?yōu)?的切換，否則會報axis:0 config not support Servo.
'無法打開閉環(huán)控制，原因未知
ATYPE = 0
DELAY(20)
ATYPE = 4 '脈沖輸出+正交編碼反饋
SERVO = ON '0-不開啟(缺省). 1-開啟閉環(huán)功能
DELAY(20)
IF SERVO = ON THEN
?"閉環(huán)參數(shù)配置完成，閉環(huán)控制已打開"
ELSE
?"閉環(huán)參數(shù)配置完成，閉環(huán)控制打開失敗，請檢查軸配置。"
ENDIF
ELSE
BASE(TestAxisId)
SERVO = OFF
ENCODER_SERVO = OFF
'關閉ENCODER_SERVO后需要完成一次 ATYPE從0到4的切換，保證閉環(huán)功能完全關閉
ATYPE = 0
DELAY(100)
ATYPE = 4
?"已關閉閉環(huán)控制開關（switch），使用開環(huán)移動"
ENDIF
ELSEIF gvCLStstus=1 THEN
'配置脈沖軸TestAxisId為全閉環(huán)的功能
BASE(TestAxisId)
P_Gain = gv_P 'P:比例增益
I_GAIN = gv_I 'I:積分增益
D_GAIN = gv_D 'D:微分增益
VFF_GAIN = gv_VF '速度反饋的前饋增益
AFF_GAIN = gv_AF '加速度反饋的前饋增益
OV_GAIN = gv_OV '速度增益
?"PID參數(shù)已更新 "
ENDIF
ENDSUB
點擊【全閉環(huán)開關】按鈕控件，在屬性界面的【點擊調用函數(shù)欄】輸入要調用的函數(shù)名即可，并且同時進行函數(shù)形參的傳遞。
（2）手動按鈕功能的實現(xiàn)。
先在BasicMain.bas文件中新建函數(shù)來完成手動按鈕的邏輯程序。
'/********************************************************************
'任務編號：無
'函數(shù)功能：寸動運動與測試
'Input：Mode:1表示寸動運動，0表示手動運動
'Input：Dir:運動方向 1正向運動 -1負向運動 0停止運動
'Output：無
'返回值：無
'備注：無
'*********************************************************************/
GLOBAL SUB InchAndSub(Mode,Dir)
BASE(TestAxisId)
SPEED = gv_Speed
ACCEL = gv_Accel
DECEL = gv_DEcel
SRAMP = gv_Sramp
IF Mode=1 THEN
'寸動運動
MOVE(gv_Inch*Dir) AXIS(TestAxisId)
?"寸動運動"
ELSE
IF Dir=1 THEN
'手動運動 正方向
MOVEABS(FS_LIMIT(TestAxisId))
ELSEIF Dir=-1 THEN
'手動運動 負方向
MOVEABS(RS_LIMIT(TestAxisId))
ELSE
'手動運動按鈕松開的時候停止軸運動
CANCEL(2)
ENDIF
ENDIF
ENDSUB
點擊【手動按鈕】相關控件，在屬性界面點擊【動作欄】選擇按下和松開的調用函數(shù)，在【動作函數(shù)名】和【松開調用函數(shù)】欄分別輸入按鈕按下和松開想要調用的函數(shù)，并輸入對應函數(shù)的形參（函數(shù)形參可以是立即數(shù)也可以是全局變量或者寄存器）。
6.下載程序測試代碼邏輯 點擊【連接】通過網(wǎng)口IP連接上控制器后，點擊【下載到RAM】（程序掉電不保存）或者【下載到ROM】（程序掉電保存）即可完成程序的下載。
點擊【工具】→【插件】→【Xplc Screen】即可在電腦上顯示人機界面，進行相關功能的測試。
三、通過RTSys示波器對比開環(huán)控制和全閉環(huán)控制的情況
示波器的使用可以參考正運動小助手的歷史推文《運動控制看的更清楚細致！RTSys示波器功能簡介 》。
1.開環(huán)控制情況分析
測試發(fā)現(xiàn)步進驅動器的開環(huán)控制，運動過程中隨動誤差（規(guī)劃位置和光柵尺反饋位置的差值）一直維持在0.02個用戶單位左右（這里一個用戶單位即一個UNITS設置的是1mm）。
當運動結束時光柵尺的反饋位置和指令規(guī)劃位置也不相等，大概差了0.0025個用戶單位，折算為脈沖數(shù)是0.0025*用戶單位=5個脈沖。
2.閉環(huán)控制情況分析
測試發(fā)現(xiàn)步進驅動器的閉環(huán)控制，運動過程中隨動誤差（規(guī)劃位置和光柵尺反饋位置的差值）除了啟動和停止以外大部分保持在0個脈沖當量左右。
相比較開環(huán)控制有較大的提升，當運動結束時光柵尺的反饋位置和指令規(guī)劃位置也是相等的。
四、總結 1.啟用控制器閉環(huán)的時候要注意： 在打開ENCODER_SERVO后，打開servo之前要完成一次ATYPE從0到4的切換，這樣才可以正常打開控制器閉環(huán)的功能。
2.啟用控制器閉環(huán)同時還需要： 打開單軸使能axis_enable，這樣才能保證控制器閉環(huán)的正常啟用。
'打開閉環(huán)功能
BASE(TestAxisId)
AXIS_ENABLE = ON '單軸使能打開情況下，全閉環(huán)才有效果
ENCODER_SERVO = ON '0-不開啟(缺省). 1-開啟閉環(huán)功能
'重要，打開servo之前打開encoder_servo后
'要完成一次atype由0變?yōu)?的切換，否則會報axis：0 config not support Servo.
ATYPE = 0
DELAY(20)
ATYPE=4 '脈沖輸出+正交編碼反饋
SERVO = ON '0-不開啟(缺省). 1-開啟閉環(huán)功能
DELAY (20)
IF SERVO = ON THEN
?"閉環(huán)參數(shù)配置完成，閉環(huán)控制已打開，使用move指令移動，并在示波器中監(jiān)測運動參數(shù)。"
ELSE
?"閉環(huán)參數(shù)配置完成，閉環(huán)控制打開失敗，請檢查軸配置。"
ENDIF
3.為保證控制器閉環(huán)功能的完全關閉： 在關閉ENCODER_SERVO后需要完成一次ATYPE從0到4的切換，這樣才能保證控制器閉環(huán)功能完全關閉。
BASE(TestAxisId)
SERVO = OFF
ENCODER_SERVO =OFF
'關閉ENCODER_SERV0后需要完成一次ATYPE從0到4的切換，保證閉環(huán)功能完全關閉
ATYPE =0
DELAY(100)
ATYPE =4
?"已關閉閉環(huán)控制開關(switch)，使用開環(huán)移動"
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本次，正運動技術步進的光柵尺全閉環(huán)EtherCAT運動控制器ZMC432CL-V2（二）：RTSys編程調試，就分享到這里。
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正運動技術專注于運動控制技術研究和通用運動控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)，是國家級高新技術企業(yè)。正運動技術匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅持自主創(chuàng)新的同時，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運動控制基礎技術的研究，是國內工控領域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國內少有、完整掌握運動控制核心技術和實時工控軟件平臺技術的企業(yè)。主要業(yè)務有： 運動控制卡_運動控制器_EtherCAT運動控制卡_EtherCAT控制器_運動控制系統(tǒng)_視覺控制器__運動控制PLC_運動控制_機器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運動控制卡等。
