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。

XPCIE1032H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開發界面

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：

平均值	C++ LOCAL	C# LOCAL	傳統PCI/PCIe卡接口交互	PLC網口通訊交互
1w次單條讀取交互周期	4.70us	5.3us	64us	500us-10ms
10w次單條讀取交互周期	3.90us	5.7us	65us	500us-10ms
1w次多條讀取交互周期	6.20us	8.85us	472us	500us-10ms
10w次多條讀取交互周期	5.50us	8.37us	471us	500us-10ms

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#”。本文主要以官方提供的C#例程為大家進行講解。

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，在該界面可先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”。

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。

4、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。

5、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、支持最大任務數、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。

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審核編輯 黃宇