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實時運動控制卡XPCIE1032H上位機C#開發（五）：通過RTSys進行調試與診斷

2023年12月08日 14:31:02人氣：585來源：深圳市正運動技術有限公司

XPCIE1032H功能簡介

XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT總線運動控制卡，可選6-64軸運動控制，支持多路高速數字輸入輸出，可輕松實現多軸同步控制和高速數據傳輸。

XPCIE1032H運動控制卡集成了強大的運動控制功能，結合MotionRT7運動控制實時軟核，解決了高速高精應用中，PC Windows開發的非實時痛點，指令交互速度比傳統的PCI/PCIe快10倍。

運動控制卡XPCIE1032H.png

XPCIE1032H運動控制卡支持PWM，PSO功能，板載16進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路高速色標鎖存或兩路編碼器輸入。

XPCIE1032H運動控制卡搭配MotionRT7實時內核，使用本地LOCAL接口連接，通過高速的核內交互，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間可以達到3-5us左右。

RTSys開發軟件簡介

RTSys是正運動推出的集成運動控制+機器視覺功能的開發軟件，支持RTBasic、RTPlc梯形圖、RTHmi、RTVision機器視覺等二次開發，并可混合編程、實時仿真、在線跟蹤以及診斷與調試，快速實現智能裝備的視覺定位、測量、識別、檢測和復雜的運動控制等系統的開發，RTSys軟件開發界面如下圖所示。

用戶可通過串口或網口連接PC與控制器，使用RTSys軟件編寫的程序可以直接下載到正運動控制器里脫機運行，也可以在PC平臺仿真運行。

RTSys軟件支持四種編程方式：RtBasic、RtPLC梯形圖、HMI組態以及C語言編程。

RTSys軟件支持在線仿真調試，自帶仿真器ZMC Simulator和組態程序仿真工具xplc screen。

?XPCIE1032H與MotionRT7實時內核的配合具有以下優勢：

1.支持多種上位機語言開發，所有系列產品均可調用同一套API函數庫；

2.借助核內交互，可以快速調用運動指令，響應時間快至微秒級，比傳統PCI/PCIe快10倍；

3.解決傳統PCI/PCIe運動控制卡在Windows環境下控制系統的非實時性問題；

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、精密點膠和激光能量控制等應用；

5.提供高速輸入接口，便于實現位置鎖存；

6.支持EtherCAT總線和脈沖輸出混合聯動、混合插補。

?使用XPCIE1032H和MotionRT7進行項目開發時，通常需要進行以下步驟：

1.安裝驅動程序，識別XPCIE1032H；

2.打開并執行文件“MotionRT710.exe”，配置參數和運行運動控制實時內核；

3.使用ZDevelop軟件連接到控制器，進行參數監控。連接時請使用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，通過LOCAL鏈接方式連接到運動控制卡，實現實時運動控制。

?與傳統PCI/PCIe卡和PLC的測試數據結果對比：

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我們可以從測試對比結果看出，XPCIE1032H運動控制卡配合實時運動控制內核MotionRT7，在LOCAL鏈接（核內交互）的方式下，指令交互的效率是非常穩定，當測試數量從1w增加到10w時，單條指令交互時間與多條指令交互時間波動不大，非常適用于高速高精的應用。

XPCIE1032H控制卡安裝

關閉計算機電源。
打開計算機機箱，選擇一條空閑的XPCIE卡槽，用螺絲刀卸下相應的擋板條。
將運動控制卡插入該槽，擰緊擋板條上的固定螺絲。

XPCIE1032H驅動安裝與建立連接參考往期文章EtherCAT超高速實時運動控制卡XPCIE1032H上位機C#開發（一）：驅動安裝與建立連接。

一、C#語言進行運動控制開發

具體C#新建項目以及程序開發流程具體可參考“運動控制卡應用開發教程之C#”。

1、進入光盤資料選擇“PC函數庫2.1.1”。

2、點擊“Windows平臺”。

3、點擊“庫文件與例程”。

4、根據需要選擇對應的函數庫和例程（64位為例），這里選擇64位。

5、解壓后選擇“C#”例程。

6、打開單軸運動項目文件夾（以單軸運動工程為例）。

7、打開項目后，編譯程序，可看到該例程控制臺程序界面如圖。

在該界面有一個LOCAL連接BUTTON按鈕，關聯的方法為ZAUX_FastOpen方法，MotionRT7選擇用此方式進行連接。

連接上板卡之后，在該界面可進行對應的軸參數設置，設置完之后軸選擇，最后選擇運動方式，點擊運動即可。

二、相關PC函數介紹

相關PC函數介紹詳情可參考“ZMotion PC函數庫編程手冊 V2.1.1”。

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三、RTSys調試與診斷

1、控制器連接

上位機開發的同時，要在RTSys上進行運動監控，首先要連接控制器。打開RTSys軟件，點擊菜單欄的控制器選項，選擇連接。

在彈出連接界面，選擇Local,點擊連接。

2、軸參數界面

連接成功之后，在界面右側，會出現一個軸參數界面，這個界面可以實時監控軸的各個參數變化值。

通過上述C#單軸例程進行參數設置之后，RTSys中軸參數會實時同步數據。

此時通過上述C#上位機控制軸運動，在該界面可對軸運行進行實時監控，通過DPOS監控是否有脈沖發出以及MPOS參數監控軸是否有實際動作，是否有位置反饋等。

通過ZAux_Direct_SetSpeed指令在上位機設置軸速度之后，實際軸速度變化不大；這個時候，我們可以在軸參數界面找到SPEED值，看是否和上位機設置的值一樣，進而排查上位機速度值是否寫進去。

3、手動運動界面

通過RTSys軟件進行手動運動調試：點擊RTSys菜單欄的工具按鈕，選擇手動運動，彈出手動運動界面，功能具體如下圖。

4、IO操作界面

點擊RTSys菜單欄工具按鈕，打開“輸入口”和“輸出口"界面進行IO口的監控與調試。點擊IO選擇可手動選擇想要監控的IO編號范圍。

上位機使用ZAux_Direct_GetIn指令讀取輸入口的狀態，通過ZAux_Direct_GetOp指令讀取輸出口狀態以及ZAux_Direct_SetOp指令設置輸出口狀態。

通過上位機指令設置對應的IO口之后，這時候要確認上位機是否操作成功，打開IO操作界面的輸入口和輸出口即可對其進行監控與設置。

5、寄存器界面

點擊RTSys菜單欄的工具，打開寄存器界面，點擊該界面的寄存器類型下拉框，可監控或設置MODBUS、VR、TABLE等寄存器的值。

該界面的“起始編號”指監控對應寄存器的起始編號。“個數”表示監控的對應寄存器從起始編號開始，監控的寄存器個數。

上位機使用ZAux_Direct_MoveTable緩沖修改table寄存器的值，ZAux_Direct_SetVrf指令修改VR寄存器的值，以及ZAux_Modbus_Set0x指令修改modbus位寄存器的值以及其他寄存器的讀寫操作。上位機設置完對應寄存器之后，便可打開寄存器界面判斷相關寄存器的值是否寫成功。

6、示波器界面

點擊RTSys菜單欄的工具，打開示波器界面，可對運動過程中的一些參數進行波形的抓取。

示波器的操作方法：在RTSys編寫好程序后，成功連接到控制器/仿真器后，打開示波器，設置好所需采集的數據源及對應編號，點擊“啟動”，再將程序下載至RAM/ROM（上位機編程直接編譯運行上位機代碼），即可采樣

按以上操作程序里需加入“TRIGGER”指令自動觸發示波器采樣。否則，需在點擊“啟動”后，點擊“手動觸發”再下載程序至RAM/ROM才可成功采樣。

示波器界面功能說明：

（1）設置：打開示波器設置窗口，設置示波器相關參數。

（2）啟動：啟動示波器（但不觸發示波器采樣）。

（3）停止：停止示波器采樣。

（4）YT模式：有三種模式可切換，包括YT模式、XY模式、XYZ模式。切換成XY模式即XY平面顯示兩個軸的插補合成軌跡。XYZ模式即XYZ三維平面顯示合成軌跡。

（5）<<：按下隱藏通道名稱和峰值，只顯示通道編號。

（6）連續采集：不開啟連續采集時，到達采集深度后便停止采集，開啟了連續采集之后示波器會持續采樣。

（7）跟隨：開啟跟隨后橫軸自動移動到實時采樣處，跟隨波形顯示。

（8）顯示游標：用于標定測量示波器圖形數據或者是坐標距離。在YT模式中使用該工具可測量兩點之間所用時間，在XY模式中則測量坐標間距。X1和X2游標線與波形相交的交點橫坐標即為通道(x)顯示的數據，Y1和Y2游標線與波形相交的交點縱坐標即為通道(Y)顯示的數據。

（9）手動觸發：手動觸發示波器采樣按鈕（自動觸發使用trigger指令）。

（10）顯示：選擇當前通道曲線是否顯示。

（11）編號：選擇需要采集的數據源編號，如軸號、數字量IO編號、TABLE編號、VR編號、MODBUS編號等。

（12）數據源：選擇采集的數據類型，下拉菜單選擇，多種類型參數可選。

（13）偏移：波形縱軸偏移量設置。

（14）垂至刻度：縱軸一格的刻度。

（15）水平刻度：橫軸一格的刻度。

注：若要設置示波器參數，如軸編號、數據源以及啟動示波器設置窗口，要先停止示波器再設置。

6、控制器狀態

點擊RTSys菜單欄的控制器選項，點擊控制器狀態，打開控制器狀態顯示窗口。該狀態包括基本信息、Zcan節點信息、槽位0節點信息、控制器通訊配置等內容。

（1）基本信息：包括控制器型號、支持max任務數、IP地址、軟硬件版本號等控制器基本信息。

（2）Zcan節點：在該界面可顯示控制器的本地資源，包括軸數、數字量個數以及模擬量個數，還可顯示通過CAN接口擴展的板卡信息。

（3）槽位0節點：顯示通過EtherCat口所接的設備的節點號、設備ID、撥碼號等信息。

（4）控制器通訊配置：顯示CAN信息與RS232、RS485、RS422串口配置信息。

使用上述上位機單軸運動例程抓取軸0指令位置（DPOS）以及軸實際反饋速度（MSPEED）曲線時，先打開示波器界面，設置好抓取的軸號，以及選擇需要抓取的參數，設置完成之后，選擇YT模式，點擊啟動，點擊手動觸發，最后運行上位機程序，抓取波形圖如下所示。

本次，正運動技術EtherCAT超高速實時運動控制卡XPCIE1032H上位機C#開發（五）：通過RTSys進行調試與診斷，就分享到這里。

更多精彩內容請關注“正運動小助手”公眾號，需要相關開發環境與例程代碼，請咨詢正運動技術銷售工程師。

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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。正運動技術匯集了來自華為、中興等公司的優秀人才，在堅持自主創新的同時，積極聯合各大高校協同運動控制基礎技術的研究，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。主要業務有：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_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。

關鍵詞：編碼器數據傳輸機器視覺運動控制卡總線運動控制卡

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