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全国产EtherCAT运动控制边缘控制器(二):统一的上位机API接口

时间:2023-08-17 11:01:07来源:深圳市正运动技术有限公司

导语:​上节课程我们介绍了全国产EtherCAT运动控制边缘控制器ZMC432H的硬件接口与功能,本节课程我们主要讲解一下正运动API函数封装原理以及自定义API封装例程。

  上节课程我们介绍了全国产EtherCAT运动控制边缘控制器ZMC432H的硬件接口与功能,本节课程我们主要讲解一下正运动API函数封装原理以及自定义API封装例程。

  01

  功能简介

  全国产EtherCAT运动控制边缘控制器ZMC432H是正运动的一款软硬件全国产自主可控,运动控制接口兼容EtherCAT总线和脉冲型的独立式运动控制器,最多支持32轴运动控制,同时支持正运动远程HMI功能,能提供网络组态显示,可实时监控和调整参数配置。

运动控制

  ZMC432H具备丰富的硬件接口和控制功能模块,能实现高效稳定的运动控制和实时数据采集,以满足工业控制协同工业互联网的应用需求。ZMC432H内置了Linux系统,可以使用本地的LOCAL接口进行连接,可以做到更快速的指令交互,单条指令与多条指令一次性交互时间为40us左右。

运动控制

       ZMC432H视频介绍:

  02

  统一的API接口

运动控制

  所有的控制器和控制卡均使用同一套API函数,均支持C、C++、C#、LabVIEW、Python、Delphi等开发语言,支持VC6.0、VB6.0、Qt、.Net等平台,支持Windows、Linux、WinCE、iMac等操作系统。各个开发语言都有各自所对应的函数库,所调用的API均一致,这大大提高了可移植性。各个开发语言库的调用方式可参考“ZMotion PC函数库编程手册 V2.1.1”。文档参考路径:光盘资料\04PC函数\Zmotion PC函数库编程手册及例程源码。

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  以下为各个功能部分API指令一览表;

  1、控制器连接

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  2、控制器信息获取

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  3、基本轴参数设置

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  4、基本运动控制

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  5、VR寄存器

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  6、Table寄存器

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  7、Modbus寄存器

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  8、Flash/文件读写

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  更多API接口详情可以参考“ZMotion PC函数库编程手册 V2.1.1”。

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  03

  在线命令的机制

  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发送或ZAux_DirectCommand,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:

运动控制

  直接方式:直接执行单个变量/数组/参数相关命令,此时所有传递的参数必须是具体的数值,不能是表达式;缓冲方式:可以执行所有命令,并支持表达式作为参数,但是速度慢一些;以zmcaux.cpp中对已封装的设置运动速度的函数ZAux_Direct_SetSpeed()与获取当前编码器反馈位置的函数ZAux_Direct_GetMpos为例。程序如下:

  ·

  #include "zmotion.h" #include "zauxdll2.h" int ZAux_Direct_SetSpeed(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float fValue) { char cmdbuff[2048]; char cmdbuffAck[2048]; if (iaxis> MAX_AXIS_AUX) //MAX_AXIS_AUX为zuaxdll2.h中定义的宏,zuaxdll2.h为正运动库头文件 { return ERR_AUX_PARAERR; } sprintf(cmdbuff,"SPEED(%d)=%f",iaxis,fValue);//生成对应命令的字符串 ZAux_DirectCommand(handle,cmdbuff,cmdbuffAck,2048); }int ZAux_Direct_GetMpos(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float fValue) { char cmdbuff[2048]; char cmdbuffAck[2048]; if (iaxis> MAX_AXIS_AUX) { return ERR_AUX_PARAERR; } sprintf(cmdbuff,"MPOS(%d)=%f",iaxis,fValue);//生成对应命令的字符串 ZAux_DirectCommand(handle,cmdbuff,cmdbuffAck,2048); }

  04

  自定义API封装介绍及例程

  1、自定义API封装

  自定义封装API的原理实际上是利用了在线命令的机制,上位机生成由各种ZBASIC指令来达到自己想要的功能。

  ZAux库便是直接利用ZBASIC命令通过ZAux_Execute方式或ZAux_DirectCommand方式发送到控制器上,相应函数可以参考ZBASIC手册对应的命令介绍。

  ZAux库是完全开源库,源代码皆可从官网下载,可以在源代码中添加用户自定义的函数,用户也可以新增库进行封装。

  2、实用封装例程

  (1)直接获取多种类型数据

  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读取控制器数据的速度,往往可以通过自定义一个函数,快速的把数据传输到上位程序上面来,而不是通过多次循环来获取不同类型的数据。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,以及控制器板卡上的输入口0,输入口32,输出口0,输出口33,以及三个轴的状态。

运动控制

  获取数据程序如下:

  ·

  // test1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。#include "stdafx.h"#include#include "zmotion.h"#include "zauxdll2.h"void commandCheckHandler(const char *command, int ret){ if (ret)//非0则失败 { printf("%s fail!return code is %d\n", command, ret); }}/*************************************************************Description: //我的自定义直接获取数据函数Input: //handle 卡链接 iaxisNum 轴的总数量 iaxislist 轴号列表 fDposlist 输出的命令位置值 fMposlist 输出的反馈位置值 iAxisstatuslist 输出的轴状态位置值,按位对应 startIn 要获取起始的IN编号 endIn 要获取结束的IN编号 iIn 输出的IN状态,按位对应 startOut 要获取起始的OUT编号 endOut 要获取结束的OUT编号 iOut 输出的OUT状态,按位对应Output: //Return: //错误码*************************************************************/int Demo_Direct_MyGetData(ZMC_HANDLE handle,int iaxisNum, int* iaxislist, float* fDposlist,float* fMposlist,int32* iAxisstatuslist,int startIn , int endIn,int *iIn,int startOut , int endOut,int *iOut) { char cmdbuff[2048]; char tempbuff[2048]; char cmdbuffAck[20480]; //若传进来的地址为空,则退出 if(NULL == iaxislist || NULL == fDposlist || NULL == fMposlist || NULL == iAxisstatuslist || NULL == iIn || NULL == iOut) { return ERR_AUX_PARAERR; } //若传进来的结束编号小于起始编码,则退出 if ((endIn<startin) (strlen(cmdbuff)="" if="" 字符串拼接="" tempbuff);="" strcat(cmdbuff,="" 生成对应命令的字符串="" sprintf(tempbuff,?dpos(%d),?,iaxislist[i]);="" {="" (i="0;i<iaxisNum;i++)" for="" 拼接dpos="" ???);="" sprintf(cmdbuff,="" 生成命令="" i;="" int="" ret="0;" }="" err_aux_paraerr;="" return="" (endout1000) { return ERR_AUX_PARAERR; //参数错误,字符串拼接过长 } } //拼接MPOS for (i=0;i1000) { return ERR_AUX_PARAERR; //参数错误,字符串拼接过长 } } //拼接AXISSTATUS for (i=0;i1000) { return ERR_AUX_PARAERR; //参数错误,字符串拼接过长 } } int32 ostart,istart,iend,oend; //一次最多32个 bool addflag; addflag=false; int32 temp; //一次最多32个 int32 temp2; //一次最多32个 temp=endIn-startIn+1; if (temp%32 == 0) { temp=temp/32; } else { temp=temp/32+1; } //拼接IN for (i=0;iendIn) { iend=endIn; } //生成命令 sprintf(tempbuff, "IN(%d,%d),", istart,iend); strcat(cmdbuff, tempbuff);//字符串拼接 if (strlen(cmdbuff)>1000) { return ERR_AUX_PARAERR ; //参数错误,字符串拼接过长 } } temp2=endOut-startOut+1; if (temp2%32 == 0) { temp2=temp2/32; } else { temp2=temp2/32+1; } //拼接OUT for (i=0;iendOut) { oend=endOut; } //生成命令 sprintf(tempbuff, "OUT(%d,%d)", ostart,oend); strcat(cmdbuff, tempbuff);//字符串拼接 if (i1000) { return ERR_AUX_PARAERR; //参数错误,字符串拼接过长 } } printf("拼接的字符串:\n",cmdbuff); printf("%s\n",cmdbuff); ret=ZAux_DirectCommand(handle,cmdbuff,cmdbuffAck,2048); if(ERR_OK != ret) { return ret; } //printf("%s\n",cmdbuffAck); //printf("%d\n",strlen(cmdbuffAck)); // if(0 == strlen(cmdbuffAck)) { return ERR_NOACK; } float ftempbuff[200]; int itempbuff[200]; ZAux_TransStringtoFloat(cmdbuffAck,iaxisNum*2,ftempbuff);//字符串转换为浮点数 //DPOS输出 for(i=0;i0) ) { j++; } //转换成位 tempval=d_in[j]>>(i-32*j); printf(" IN(%d):%d",i,tempval &(0x01)); if (((i%8)==0)&&(i>0) ) { printf("\n"); } } printf("\n"); printf("获取到的输出口状态:\n"); j=0; for (i=0;i<=33;i++) { if (((i%32)==0)&&(i>0) ) { j++; } //转换成位 tempval=d_out[j]>>(i-32*j); printf(" OUT(%d):%d",i,tempval &(0x01)); if (((i%8)==0)&&(i>0) ) { printf("\n"); } } printf("\n"); Sleep(20000); ret = ZAux_Close(handle); //关闭连接 commandCheckHandler("ZAux_Close", ret) ;//判断指令是否执行成功 printf("connection closed!\n"); handle = NULL; return 0;}

  (2)一行命令执行多条不同类型缓冲指令

  一般点胶行业、木工行业用的较多的是连续轨迹,连续轨迹之间有插入缓冲输出,如果把运动和连续轨迹分开发送的话,难免会有局限性,可以通过自己单独封装运动函数,来达到一行命令执行多个函数的效果。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。一行命令执行多个函数程序如下:

  ·

  // test1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。//#include "stdafx.h"#include#include "zmotion.h"#include "zauxdll2.h"void commandCheckHandler(const char *command, int ret){ if (ret)//非0则失败 { printf("%s fail!return code is %d\n", command, ret); }}/*************************************************************Description: //我的自定义运动函数Input: //handle 卡链接 iMoveLen 填写的运动长度 iaxisNum 参与运动总轴数 iaxislist 轴号列表 fPoslist 距离列表 iout 缓冲输出口 outlist 缓冲输出列表(每条运动,决定是否输出,0为不输出,1为在运动后输出) outtime 缓冲输出时间Output: //Return: //错误码*************************************************************/int Demo_Direct_MyMoveABS(ZMC_HANDLE handle,int iMoveLen,int iaxisNum, int* iaxislist, float* fPoslist,int iout,int *outlist,int outtime) { char cmdbuff[2048]; char tempbuff[2048]; char cmdbuffAck[20480]; //若传进来的地址为空,则退出 int ret=0; int i; //先读取剩余直线缓冲 int iBuffLen = 0; ret = ZAux_Direct_GetRemain_LineBuffer(handle,iaxislist[0],&iBuffLen); if(iBuffLen <= iMoveLen*2) { return 1002; //运动缓冲不够 } //生成命令 sprintf(cmdbuff, "BASE("); //拼接运动轴列表 for (i=0;i1000) { return ERR_AUX_PARAERR; //参数错误,字符串拼接过长 } } sprintf(tempbuff,"%d)\n",iaxislist[i]);//生成对应命令的字符串 strcat(cmdbuff,tempbuff); //拼接运动 for (i=0;i1000) { return ERR_AUX_PARAERR; //参数错误,字符串拼接过长 } ret=ZAux_DirectCommand(handle,cmdbuff,cmdbuffAck,2048); return ret;}int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){ char *ip_addr = (char *)"127.0.0.1"; //控制器IP地址 ZMC_HANDLE handle = NULL; //连接句柄 int ret = ZAux_OpenEth(ip_addr, &handle); //连接控制器 if (ERR_SUCCESS != ret) { printf("控制器连接失败!\n"); handle = NULL; Sleep(2000); return -1; } printf("控制器连接成功!\n"); ret =ZAux_Direct_SetAtype(handle,0,1);//设置轴0轴类型为1 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetAtype", ret) ;//判断指令是否执行成功 ret =ZAux_Direct_SetAtype(handle,1,1);//设置轴1轴类型为1 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetAtype", ret) ;//判断指令是否执行成功 ret =ZAux_Direct_SetUnits(handle,0,100);//设置轴0脉冲当量为100 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetUnits", ret) ;//判断指令是否执行成功 ret =ZAux_Direct_SetUnits(handle,1,100);//设置轴1脉冲当量为100 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetUnits", ret) ;//判断指令是否执行成功 ret =ZAux_Direct_SetAccel(handle,0,500);//设置轴0加速度 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetAccel", ret) ;//判断指令是否执行成功 ret =ZAux_Direct_SetAccel(handle,1,500);//设置轴1加速度 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetAccel", ret) ;//判断指令是否执行成功 ret =ZAux_Direct_SetDecel(handle,0,500);//设置轴0减速度 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetDecel", ret) ;//判断指令是否执行成功 ret =ZAux_Direct_SetDecel(handle,1,500);//设置轴1减速度 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetDecel", ret) ;//判断指令是否执行成功 ret =ZAux_Direct_SetDpos(handle,0,0);//设置轴0 DPOS清0 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetDpos", ret) ;//判断指令是否执行成功 ret =ZAux_Direct_SetDpos(handle,1,0);//设置轴1 DPOS清0 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetDpos", ret) ;//判断指令是否执行成功 ret =ZAux_Direct_SetSpeed(handle,0,100);//设置轴0速度 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetDecel", ret) ;//判断指令是否执行成功 ret =ZAux_Direct_SetSpeed(handle,1,100);//设置轴1速度 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetDecel", ret) ;//判断指令是否执行成功 ret =ZAux_Direct_SetMerge(handle,0,1);//设置开启连续插补(开启主轴的即可,如轴0,轴1插补,轴0为主轴,主轴号取决于连续插补运动指令轴列表的第一个轴号) int axis[2]={0,1}; float POS[12]={0,0,0,100,100,100,100,0,0,0}; int otlist[5]={0,1,1,1,1}; ZAux_Trigger(handle);//触发示波器 ret = Demo_Direct_MyMoveABS(handle,5,2,axis,POS,0,otlist,50);// commandCheckHandler("Demo_Direct_MyMoveABS", ret) ;//判断指令是否执行成功 Sleep(20000); ret = ZAux_Close(handle); //关闭连接 commandCheckHandler("ZAux_Close", ret) ;//判断指令是否执行成功 printf("connection closed!\n"); handle = NULL; return 0;}

  示波器采样波形如图所示:

运动控制

运动控制

完整代码获取地址

运动控制

  本次,正运动技术全国产EtherCAT运动控制边缘控制器(二):统一的上位机API接口,就分享到这里。

  更多精彩内容请关注“正运动小助手”公众号,需要相关开发环境与例程代码,请咨询正运动技术销售工程师:400-089-8936。

  本文由正运动技术原创,欢迎大家转载,共同学习,一起提高中国智能制造水平。文章版权归正运动技术所有,如有转载请注明文章来源。

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