ZMC408CE硬件介紹
ZMC408CE是正運動推出的一款多軸高性能EtherCAT總線運動控制器，具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盤等通訊接口，ZMC系列運動控制器可應用于各種需要脫機或聯(lián)機運行的場合。
ZMC408CE支持8軸運動控制，最多可擴展至32軸，支持直線插補、任意圓弧插補、空間圓弧、螺旋插補、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨等功能。
ZMC408CE支持PLC、Basic、HMI組態(tài)三種編程方式。PC 上位機 API編程支持C#、C++、LabVIEW、Matlab、Qt、Linux、VB.Net、Python等接口。
ZMC408CE支持8軸運動控制，可采用脈沖軸（帶編碼器反饋）或EtherCAT總線軸，通用IO包含24路輸入口和16路輸出口，部分IO為高速IO，模擬量AD/DA各兩路，EtherCAT最快125us的刷新周期。
ZMC408CE支持8個通道的硬件比較輸出、硬件定時器、運動中精準輸出，還支持8通道PWM輸出，對應的輸出口為OUT0-7，支持8個通道同時觸發(fā)硬件比較輸出。
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PCIE464M硬件介紹
PCIE464M是一款基于PCIe的PCI Express的EtherCAT總線運動控制卡，具有多項實時和高精度運動控制控制功能。
用戶可直接將PCIE464M嵌入標準PC機實現高性能的EtherCAT運動控制功能，實現高精多軸同步控制，EtherCAT控制周期最小可達100us！
PCIE464M內置多路高速IO輸入輸出，可滿足用戶的多樣化高速IO應用需求，如：高速色標鎖存、高速PWM、多維位置比較輸出PSO、視覺飛拍、速度前瞻、編碼器位置檢測等應用。
PCIE464M運動控制卡上自帶16進16出，第三方圖像處理工控機或PC無需額外配置IO數據采集卡和PLC，即可實現IPC形態(tài)的機器視覺運動控制一體機，簡化硬件架構，節(jié)省成本，軟硬件一體化。
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ECI2A18B控制卡硬件介紹
ECI2A18B是正運動推出的一款高性價比10軸脈沖型、模塊化的網絡型運動控制卡，采用優(yōu)化的網絡通訊協(xié)議可以實現實時的運動控制，同時支持多種通信協(xié)議，方便與其他工業(yè)控制設備連接和集成。安裝配置相對便捷，適合于模塊化和靈活性要求較高的控制系統(tǒng)。
ECI2A18B控制卡最大可擴展至12脈沖軸，支持8路高速輸入和4路高速輸出，集成豐富的運動控制功能，包含多軸點位運動、電子凸輪，直線插補，圓弧插補，連續(xù)插補運動等，滿足多樣化的工業(yè)應用需求。
ECI2A18B運動控制卡可用于電子半導體設備（檢測類設備、組裝類設備、鎖附類設備、焊錫機）、點膠設備和流水線等10軸以內脈沖的高性價比應用場合。
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一、Python+Qt開發(fā)流程
Python+Qt運動控制開發(fā)流程參考“ EtherCAT運動控制器上位機之Python+Qt（一）：鏈接與單軸運動”。
二、相關PC函數介紹
1.PC函數手冊可在光盤資料查看，具體路徑如下 。
2.連接控制器。
3.下載bas文件到控制器。
4.下載zar文件到控制器。
5.SDO寫入。
6.SDO讀取。
7.讀取軸類型。
8.設置軸使能。
9.設置脈沖當量。
10.單軸持續(xù)運動。
三、例程演示
1.連接控制器。
#連接控制器,控制器默認IP是192.168.0.11，此處使用comboBox內輸入的ip
def on_btn_open_clicked(self):
strtemp = self.ui.comboBox.currentText()
print("當前的ip是 ：", strtemp)
if self.Zmc.handle.value is not None:
self.Zmc.ZAux_Close()
self.time1.stop()
self.ui.setWindowTitle("單軸運動")
iresult = self.Zmc.ZAux_OpenEth(strtemp)#連接控制器
if 0 != iresult:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "連接失敗")
else:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "連接成功")
str_title = self.ui.windowTitle() + strtemp
self.ui.setWindowTitle(str_title)
self.Up_State() #刷新函數
self.time1.start(100)#開啟定時器
2. 下載BAS文件到控制器 。
#下載BAS文件到控制器
def on_btn_down_bas_clicked(self): # 下載BAS文件到控制器
if self.Zmc.handle.value is None:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "未連接控制器")
return
file_Date = QFileDialog.getOpenFileName(self.ui, "選擇BAS文件", "..", "Files(*.bas)")
self.file_Name = file_Date[0].replace("/", "\\")
print(self.file_Name)
self.ui.textEdit_file_path.insertPlainText(self.file_Name + "\n")
# 讀取BAS文件中的變量判斷是否有加載BAS文件
temp = self.Zmc.ZAux_Direct_GetUserVar("BUS_TYPE")[1].value
self.Bus_type = float(temp)
# BAS文件下載到ROM
ret = self.Zmc.ZAux_BasDown(self.file_Name, 1)
if ret != 0:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "文件下載失敗！" + "錯誤碼為 ：%1 ".format(ret))
3. 下載ZAR文件到控制器 。
#下載ZAR文件到控制器
def on_btn_down_zar_clicked(self): # 下載zar件到控制器
if self.Zmc.handle.value is None:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "未連接控制器")
return
file_Date = QFileDialog.getOpenFileName(self.ui, "選擇zar文件", "..", "Files(*.zar)")
self.file_Name = file_Date[0].replace("/", "\\")
print(self.file_Name)
self.ui.textEdit_file_path.insertPlainText(self.file_Name + "\n")
# 讀取zar文件中的變量判斷是否有加載zar文件
temp = self.Zmc.ZAux_Direct_GetUserVar("BUS_TYPE")[1].value
self.Bus_type = float(temp)
# zar文件下載到ROM
ret = self.Zmc.ZAux_ZarDown(self.file_Name, 1)
if ret != 0:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "zar文件下載失敗！" + "錯誤碼為 ：%1 ".format(ret))
4.SDO寫入數據。
#SDO寫入數據
def on_btn_Ecat_write_clicked(self): # ETHERCAT寫
if self.Zmc.handle.value is None:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "未連接控制器")
return
#節(jié)點編號
m_sdo_node1 = int(self.ui.edit_node_1.text())
# 對象字典編號
m_sdo_index1 = int(self.ui.edit_dir_1.text())
# 對象字典子編號
m_sdo_sub1 = int(self.ui.edit_sub_node_1.text())
# 數據類型
m_sdo_type1 = self.ui.comboBox_type_1.currentIndex() + 1
#寫入數據字典值的數據值
m_sdo_data1 = int(self.ui.edit_date_1.text())
if self.Bus_type == 0:
#SDO寫入
ret = self.Zmc.ZAux_BusCmd_SDOWrite(0, m_sdo_node1, m_sdo_index1, m_sdo_sub1, m_sdo_type1, m_sdo_data1)
if ret != 0:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "寫入失敗")
return
else:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "非ETHERCAT模塊")
return
5.SDO讀取數據。
#SDO讀取數據
def on_btn_Ecat_read_clicked(self): # ETHERCAT讀取
if self.Zmc.handle.value is None:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "未連接控制器")
return
#節(jié)點編號
m_sdo_node2 = int(self.ui.edit_node_2.text())
#對象字典編號
m_sdo_index2 = int(self.ui.edit_dir_2.text())
#對象字典子編號
m_sdo_sub2 = int(self.ui.edit_sub_node_2.text())
#數據類型
m_sdo_type2 = self.ui.comboBox_type_2.currentIndex() + 1
m_sdo_data2 = ctypes.c_int(0)
print(self.Bus_type)
if self.Bus_type == 0:
#通過設備號和槽位號進行 SDO 讀取。
ret = self.Zmc.ZAux_BusCmd_SDORead(0, m_sdo_node2, m_sdo_index2, m_sdo_sub2, m_sdo_type2)
#讀取的數據值
m_sdo_data2 = int(ret[1].value)
if ret != 0:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "讀取失敗")
return
self.ui.edit_date_2.setText(str(m_sdo_data2))
else:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "非ETHERCAT模塊")
return
四、運行效果
運行python程序，通過RTSys軟件觀察運行情況。
通過驅動器軟件查看sdo讀寫情況(對象字典為10進制數據)：此處以雷賽驅動為例讀寫驅動器SDO。
1.SDO_READ讀取驅動器SDO參數，比如先在驅動器軟件設置單圈脈沖數量為5000后，通過SDO_READ讀取驅動器單圈脈沖數。
2.SDO_WRITE寫入驅動器SDO參數，比如使用SDO_WRITE寫入單圈脈沖數量為10000后，通過驅動器軟件查看修改結果。
五、總線初始化bas文件
總線初始化BAS文件下載到控制器ROM里面掉電保存。
1.EtherCAT總線擴展接線
每個EIO擴展模塊在擴展接線完成后，不需要進行進行二次開發(fā)，只需手動在EtherCAT主站控制器配置擴展模塊唯一的IO地址和軸地址，配置完成即可訪問。
IO地址編號通過總線指令NODE_IO來設置，控制器上程序只需通過IO編號就可以訪問到擴展模塊上的資源。軸地址的配置使用AXIS_ADDRESS指令映射綁定軸號，綁定完成通過BASE或AXIS指令指定軸號。
接線時注意EtherCAT IN連接上一級模塊，EtherCAT OUT連接下一級模塊，IN和OUT口不可混用。
EIO擴展模塊接線參考
上圖涉及的編號概念如下；總線相關指令參數會用到如下編號：
1）槽位號(slot):
槽位號是指控制器上總線接口的編號，EtherCAT總線槽位號為0。
2）設備號(node):
設備號是指一個槽位上連接的所有設備的編號，從0開始，按設備在總線上的連接順序自動編號，可以通過NODE_COUNT(slot)指令查看總線上連接的設備總數。
3）驅動器編號:
控制器會自動識別出槽位上的驅動器，編號從0開始，按驅動器在總線上的連接順序自動編號。
驅動器編號與設備號不同，只給槽位上的驅動器設備編號，其他設備忽略，映射軸號時將會用到驅動器編號。
2.EtherCAT總線擴展資源映射
1）IO映射
控制器上程序只需通過IO編號就可以訪問到擴展模塊上的資源，EtherCAT總線擴展模塊IO編號通過總線指令NODE_IO來設置，同時配置輸入和輸出。
IO映射時先查看控制器自身的最大IO編號(包括外部IO接口和脈沖軸內的接口)，再使用指令設置。
若擴展的IO與控制器自身IO編號重合，二者將同時起作用，所以IO映射的映射的編號在整個控制系統(tǒng)中均不得重復。
IO映射語法：
NODE_IO(slot,node)=iobase
slot： 槽位號，0-缺省
node： 設備編號，編號從0開始
iobase： 映射IO起始編號，設置結果只會是8的倍數
2）軸映射
擴展模塊的軸使用前需要使用AXIS_ADDRESS指令映射軸號，軸映射也需要注意整個系統(tǒng)的軸號不得重復。EIO系列擴展軸的映射與總線驅動器的軸映射語法相同。
軸映射語法：
AXIS_ADDRESS(軸號)=(槽位號<<16)+驅動器編號+1
3.總線初始化BAS程序
'********************************ECAT總線初始化***********************
global CONST BUS_TYPE = 0 '總線類型。可用于上位機區(qū)分當前總線類型
global CONST Bus_Slot = 0 '槽位號0（單總線控制器缺省0）
global CONST PUL_AxisStart = 0 '本地脈沖軸起始軸號
global CONST PUL_AxisNum = 0 '本地脈沖軸軸數量
global CONST Bus_AxisStart = 0 '總線軸起始軸號
global CONST Bus_NodeNum = 1 '總線配置節(jié)點數量,用于判斷實際檢測到的從站數量是否一致
global MAX_AXISNUM '最大軸數
MAX_AXISNUM = SYS_ZFEATURE(0)
global Bus_InitStatus '總線初始化完成狀態(tài)
Bus_InitStatus = -1
global Bus_TotalAxisnum '檢查掃描的總軸數
delay(3000) '延時3S等待驅動器上電，不同驅動器自身上電時間不同，具體根據驅動器調整延時
?"總線通訊周期：",SERVO_PERIOD,"us"
Ecat_Init() '初始化ECAT總線
while (Bus_InitStatus = 0)
Ecat_Init()
wend
'*****************ECAT總線初始********************************************************************
'初始流程: slot_scan（掃描總線） -> 從站節(jié)點映射軸/io -> SLOT_START（啟動總線） -> 初始化成功
'**************************************************************************************************
global sub Ecat_Init()
local Node_Num,Temp_Axis,Drive_Vender,Drive_Device,Drive_Alias
RAPIDSTOP(2)
for i=0 to MAX_AXISNUM - 1 '初始化還原軸類型
AXIS_ENABLE(i) = 0
atype(i)=0
AXIS_ADDRESS(i) =0
DELAY(10) '防止所有驅動器全部同時切換使能導致瞬間電流過大
next
Bus_InitStatus = -1
Bus_TotalAxisnum = 0
SLOT_STOP(Bus_Slot)
delay(200)
slot_scan(Bus_Slot) '掃描總線
if return then
?"總線掃描成功","連接從站設備數："NODE_COUNT(Bus_Slot)
if NODE_COUNT(Bus_Slot) <> Bus_NodeNum then '判斷總線檢測數量是否為實際接線數量
?"掃描節(jié)點數量與程序配置數量不一致!" ,"配置數量:"Bus_NodeNum,"檢測數量："NODE_COUNT(Bus_Slot)
Bus_InitStatus = 0 '初始化失敗。報警提示
endif
'"開始映射軸號"
for Node_Num=0 to NODE_COUNT(Bus_Slot)-1 '遍歷掃描到的所有從站節(jié)點
Drive_Vender = NODE_INFO(Bus_Slot,Node_Num,0) '讀取驅動器廠商
Drive_Device = NODE_INFO(Bus_Slot,Node_Num,1) '讀取設備編號
Drive_Alias = NODE_INFO(Bus_Slot,Node_Num,3) '讀取設備撥碼ID
if NODE_AXIS_COUNT(Bus_Slot,Node_Num) <> 0 then '判斷當前節(jié)點是否有電機
'根據節(jié)點帶的電機數量循環(huán)配置軸參數(針對一拖多驅動器)
for j=0 to NODE_AXIS_COUNT(Bus_Slot,Node_Num)-1
Temp_Axis = Bus_AxisStart + Bus_TotalAxisnum '軸號按NODE順序分配
'Temp_Axis = Drive_Alias '軸號按驅動器設定的撥碼分配（一拖多需要特殊處理）
base(Temp_Axis)
AXIS_ADDRESS(Temp_Axis)= (Bus_Slot<<16)+ Bus_TotalAxisnum + 1 '映射軸號
ATYPE=65 '設置控制模式 65-位置 66-速度 67-轉矩
DRIVE_PROFILE=0
Sub_SetPdo(Node_Num,Drive_Vender,Drive_Device) '設定PDO參數
'映射驅動器IO IO映射到控制器IO32-以后每個驅動器間隔32點
Sub_SetDriverIo(Drive_Vender,Temp_Axis,32 + 32*Temp_Axis)
Sub_SetNodePara(Node_Num,Drive_Vender,Drive_Device,j) '設置特殊總線參數
disable_group(Temp_Axis) '每軸單獨分組
Bus_TotalAxisnum=Bus_TotalAxisnum+1 '總軸數+1
next
else 'IO擴展模塊
Sub_SetNodeIo(Node_Num,Drive_Vender,Drive_Device,32 + 32*Node_Num)'映射擴展模塊IO
endif
next
?"軸號映射完成","連接總軸數："Bus_TotalAxisnum
wa 200
SLOT_START(Bus_Slot) '啟動總線
if return then
wdog=1 '使能總開關
for i= Bus_AxisStart to Bus_AxisStart + Bus_TotalAxisnum - 1
BASE(i)
DRIVE_CLEAR(0)
DELAY 50
'?"驅動器錯誤清除完成"
datum(0) '清除控制器軸狀態(tài)錯誤"
wa 100
'"軸使能"
AXIS_ENABLE=1
next
Bus_InitStatus = 1
?"軸使能完成"
'本地脈沖軸配置
for i = 0 to PUL_AxisNum - 1
base(PUL_AxisStart + i)
AXIS_ADDRESS = (-1<<16) + i
ATYPE = 4
next
?"總線開啟成功"
else
?"總線開啟失敗"
Bus_InitStatus = 0
endif
else
?"總線掃描失敗"
Bus_InitStatus = 0
endif
end sub
'*********************************從站節(jié)點特殊參數配置*******************************************
'通過SDO方式修改對應對象字典的值修改從站參數(具體對象字典查看驅動器手冊)
'**************************************************************************************************
global sub Sub_SetNodePara(iNode,iVender,iDevice,Iaxis)
if iVender = $41B and iDevice = $1ab0 then '正運動24088脈沖擴展軸
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6011+Iaxis*$800,0,5,4) '設置擴展脈沖軸ATYPE類型
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6012+Iaxis*$800,0,6,0) '設置擴展脈沖軸INVERT_STEP脈沖輸出模式
NODE_IO(Bus_Slot,iNode) = 32 + 32*iNode '設置240808上IO的起始映射地址
elseif iVender = $66f then '松下驅動器
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$3741,0,3,0) '以撥碼為ID
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$3401,0,4,$10101) '正限位電平 $818181
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$3402,0,4,$20202) '負限位電平 $828282
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6091,1,7,1) '齒輪比
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6091,2,7,1)
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6092,1,7,10000) '電機一圈脈沖數
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$607E,0,5,224) '電機方向0 反轉224
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6085,0,7,4290000000) '異常減速度
'SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$1010,1,7,$65766173) '寫EPPROM(寫EPPROM后驅動器需要重新上電)
'?"寫EPPR0M OK 請斷電重啟"
elseif iVender = $100000 then '匯川驅動器
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6091,1,7,1) '齒輪比
SDO_WRITE(Bus_Slot,iNode,$6091,2,7,1)
endif
end sub
4.BAS總線初始化關鍵函數
1） SLOT_SCAN -- 總線掃描
2）AXIS_ADDRESS -- 軸地址設置
3）DRIVE_PROFILE -- 驅動器PDO設置
4）SDO_READ -- 數據字典讀取
5）SDO_WRITE -- 數據字典寫入
5.教學視頻
完整代碼獲取地址
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本次，正運動技術EtherCAT運動控制器上位機開發(fā)之Python+Qt(三)：PDO配置與SDO讀寫，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系列運動控制卡等等。
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