本文導讀

今天，正運動小助手給大家分享一下以太網IO卡之ECI0016PA系列數據采集卡的用法，C#語言進行ECI數據采集卡的開發以及測試多個IO讀寫的交互速度，以及示波器曲線采集。

一、硬件介紹

ECI0016PA/ECI00PAB等ECI0系列運動控制卡支持以太網、RS232通訊接口和電腦相連，接收電腦的指令運行，可以通過CAN總線連接各個擴展模塊，從而擴展輸入輸出點數。ECI0016PAB與ECI0016PA區別：ECI0016PAB支持脫機Basic語言。

ECI0016PAECI0016PAB?數據采集卡

ECI0016PA/ECI0016PAB等ECI0系列采用了優化的網絡通訊協議，可以實現實時的邏輯控制和IO狀態的監控。

ECI0016PA/ECI0016PAB等ECI0系列IO卡的應用程序可以使用VC、VB、VS、C++、C#等軟件開發，程序運行時需要動態庫zmotion.dll，調試時可以將RTSys軟件同時連接控制器，從而方便調試、方便觀察。

ECI0016PA/ECI0016PAB產品特點

ECI0016PA/ECI0016PAB基本資源8個NPN輸入，8個NPN輸出，12個模擬量輸入（16位分辨率，-10V-+10V量程），2個模擬量輸出（12位分辨率，-10V-+10V量程）。

ECI0016PA，在默認未連接，默認自帶浮地值2.5V左右浮地值，這個不具參考意義，連接到負載之后，以得到的電壓為準。

ECI0016PA以太網的通訊交互速率，一萬次以太網網絡獲取基本資源（ps：板子上12個AD，2個DA，8個IN，8個OUT為基本硬件資源）為7秒，也就是平均1次獲取資源信息小于1ms左右（實際通訊效率與網卡有關），如果獲取傳輸資源信息減少則通訊速率可提升至更快。

ECI0016PAB，可支持掉線檢測，軟件掉線，板卡自動置位輸出；板卡掉線，軟件層可以通過定時心跳檢測，獲取掉線情況等。

二、接線參考

1、通用輸入口電路圖

2、通用輸入口接線參考圖

3、通用輸出口電路圖

4、通用輸出口接線參考圖

5、模擬量輸入輸出規格

6、模擬量輸入輸出接線參考圖

7、控制器基本信息

三、ZCAN擴展方法

1、當ECI0016PA本體所帶的IO數量不滿足使用時，可通過ZCAN把ECI0016PA當成主站，搭配ZIO擴展版擴展所需IO數量。

ECI0016PA當主站接線示意圖如下：

ECI0016PA控制卡采用雙電源供電，ZIO擴展模塊采用雙電源供電，使用時擴展模塊的主電源和控制卡的主電源可共用一路電源。ECI0016PA控制卡和ZIO擴展模塊用不同電源供電時，控制卡電源GND要連接擴展模塊電源的GND，否則可能燒壞CAN。

CAN總線上連接多個ZIO擴展模塊時，在CAN總線的左右兩端各接一個120歐的電阻，對于具有8位撥碼的擴展模塊，終端電阻可通過撥碼實現。

2、當有別的主卡，不需要ECI0016PA當主站，想把ECI0016PA的資源擴展到主卡上，搭配主卡使用時，可以把ECI0016PA當成從站擴展上去。

ECI0016PA當成從站接線示意圖如下：

CAN總線上連接多個ZIO擴展模塊時，在CAN總線的左右兩端各接一個120歐的電阻，對于具有8位撥碼的擴展模塊，終端電阻可通過撥碼實現。

為保證通訊質量，請使用雙絞屏蔽線，屏蔽層接地，控制器和擴展模塊內部電源請使用同一個電源。

因為ECI0016PA沒有撥碼開關，所以當ECI0016PA設置為從站時，需用RTSys軟件連接到ECI0016PA板卡，手動設置從站ID。

CANIO_ADDRESS = 1  '設置CAN ID為1，此時為從端，波特率500Kbps，作為ZCAN從站使用，IO起始地址為32（16+16*1）.
CANIO_ADDRESS = 2 '設置CAN ID為2，此時為從端，波特500Kbps，作為ZCAN從站使用，IO起始地址為48（16+16*2）.
CANIO_ADDRESS = 3  '設置CAN ID為3，此時為從端，波特500Kbps，作為ZCAN從站使用，IO起始地址為64（16+16*3）.
CANIO_ADDRESS = 4 '設置CAN ID為4，此時為從端，波特500Kbps，作為ZCAN從站使用，IO起始地址為80（16+16*4）.
CANIO_ADDRESS = 2 +256 '設置CAN ID為2，此時為從端，波特250Kbps，作為ZCAN從站使用，IO起始地址為48（16+16*2）.
CANIO_ADDRESS = 2 +512 '設置CAN ID為2，此時為從端，波特125Kbps，作為ZCAN從站使用，IO起始地址為48（16+16*2）.
CANIO_ADDRESS = 2+768 '設置CAN ID為2，此時為從端，波特1Mbps，作為ZCAN從站使用，IO起始地址為48（16+16*2）.

四、C#語言進行ECI IO控制卡的開發

1.在VS2010菜單“文件”→“新建”→“項目”，啟動創建項目向導。

2.選擇開發語言為“Visual C#”和.NET Framework 4以及Windows窗體應用程序。

3.找到廠家提供的光盤資料里面的C#函數庫，路徑如下（32位庫為例）。

1）進入廠商提供的光盤資料找到“04PC函數”文件夾，并點擊進入。

2）選擇“函數庫2.1”文件夾。

3）選擇“Windows平臺”文件夾。

4）根據需要選擇對應的函數庫，這里選擇32位庫。

5）解壓C#壓縮包,里面有C#對應的函數庫。

6）函數庫具體路徑如下。

4.將廠商提供的C#的庫文件以及相關文件復制到新建的項目中。

1）將zmcaux.cs文件復制到新建的項目里面中。

2）將zaux.dll和zmotion.dll文件放入bindebug文件夾中。

5.用vs打開新建的項目文件，在右邊的解決方案資源管理器中點擊顯示所有文件，然后鼠標右擊zmcaux.cs文件，點擊包括在項目中。

6.雙擊Form1.cs里面的Form1，出現代碼編輯界面，在文件開頭寫入using cszmcaux，并聲明控制器句柄g_handle。

7.OCX控件注冊。zmotion.dll,ZScope.lib、ZScope.ocx放到C盤文件目錄下，然后管理員權限打開CMD，發送regsvr32 C:ZScope.ocx注冊控件，注冊成功，會彈窗提示。

8.工具欄添加COM組件。工具→選擇工具箱項→COM組件→勾選ZScope組件→確定。

9.至此，項目新建完成，可進行C#項目開發。

五、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、鏈接控制器，獲取鏈接句柄。

3、快速讀取多個輸入口當前狀態接口說明。

4、快速讀取多個輸出口當前狀態接口說明。

六、C#快速讀取多個IO狀態的測試例程

1.例程界面

2.相關代碼

（1）鏈接按鈕的事件處理函數中調用鏈接控制器的接口函數ZAux_FastOpen（），與控制器進行鏈接，鏈接成功后定時器2，自動監控控制器的IO以及模擬量狀態。

//鏈接
private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
{
   LinkType = comboBox1.Text;
   if (LinkType == "網口")
   {
       byte[] tempbuff = new byte[257];               //接收的返回的字符
       if (g_handle == (IntPtr)0)
       {
           Adrr = comboBox2.Text;
           if (System.Text.RegularExpressions.Regex.IsMatch(Adrr, "[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}")) //網口字符串格式判斷
           {
               string[] ips = Adrr.Split('.');
               if (ips.Length == 4 || ips.Length == 6)
               {
                   if (System.Int32.Parse(ips[0]) < 256 && System.Int32.Parse(ips[1]) < 256 & System.Int32.Parse(ips[2]) < 256 & System.Int32.Parse(ips[3]) < 256)
                   {
                       //ret = zmcaux.ZAux_OpenEth(Adrr, out g_handle);
                       ret = zmcaux.ZAux_FastOpen(2, Adrr, 1000, out g_handle);
                       if (0 != ret)
                       {
                   MessageBox.Show("找不到控制器");
                   return;
                   }
                   this.Text = "簡單易用的以太網模擬量采集控制卡(已連接,連接方式:網口)";
                   axZScope1.SetControllerIP((int)IPToUInt64(Adrr));
                   //axZScope1.SetControllerIP(100772032);
               }
               else
               {
                   MessageBox.Show("Ip地址輸入格式錯誤！");
                   return;
               }
           }
           else
           {
               MessageBox.Show("Ip地址輸入格式錯誤！");
               return;
           }
       }
       else
       {
           MessageBox.Show("Ip地址輸入格式錯誤！");
           return;
       }
   }
}
else
{
   byte[] tempbuff = new byte[1024];               //接收的返回的字符
   if (g_handle == (IntPtr)0)
   {
       ret = zmcaux.ZAux_FastOpen(1, comboBox2.Text, 1000, out g_handle);
       f (0 != ret)
       {
           MessageBox.Show("找不到控制器");
           return;
       }
       this.Text = "簡單易用的以太網模擬量采集控制卡(已連接,連接方式:串口)";
       StringBuilder radBuff= new StringBuilder(2048);
       ret=zmcaux.ZAux_Execute(g_handle, "?IP_ADDRESS", radBuff, 2048);
       if (ret == 0)
       {
           int ival = Convert.ToInt32(radBuff.ToString());
           axZScope1.SetControllerIP(ival);
       }
   }
}
//加載心跳配置文件，若ECI0016PAB（脫機版本支持）
float pfValue=0;
int times = 0;
   StringBuilder radBuff1= new StringBuilder(2048);
   StringBuilder radBuff2= new StringBuilder(2048);
   StringBuilder radBuff3= new StringBuilder(2048);
   zmcaux.ZAux_GetControllerInfo(g_handle, radBuff1, radBuff2, radBuff3);
   textBox12.Text = radBuff1.ToString();
   ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetUserVar(g_handle, "Heart_Time", ref pfValue);//獲取板卡腳本（basic）變量，確認腳本有無加載
   if (ret!=0)
   {
       textBox1.Text="未加載";
       textBox2.Text = "未加載";
   }
   else
   {
       ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "Heart_StarFlag", ref Sys_HeartStarFlag);//獲取心跳是否啟用
       ret += zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "Heart_Time", ref times);//超時時間
       ret += zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "OutList_Address", ref Sys_HeartModbusStar);//急停OUTmodbus_long起始地址(Ps:3系列以下，自定義變量為24位浮點數，32位精度丟失，用modbus_long來代替)
       ret += zmcaux.ZAux_Modbus_Get4x_Long(g_handle, 0, 4, Sys_HeartIo);
       if (ret != 0)
       {
           MessageBox.Show("err:心跳參數獲取異常！");
       }
       if (Sys_HeartStarFlag == 1)
       {
           textBox1.Text = "啟用";
       }
       else
       {
           textBox1.Text = "未啟用";
       }
       textBox2.Text = times.ToString();
       textBox4.Text = Sys_HeartModbusStar.ToString();
       List_Draw(sender, e);
   }
}    

（2）通過定時器，監控控制器的多個IO狀態，以及模擬量狀態。以下演示，實際接線把OUT0接入到了IN0，DA0接入到了AD0，即操作OUT0以及DA0時，對應的輸入會有變化。

public void draw_io()
{
   if (g_handle != (IntPtr)0)
   {
       Graphics g = this.groupBox4.CreateGraphics();
       Pen redPen = new Pen(Color.FromArgb(245, 115, 103), 13);//紅色
       Pen greenPen = new Pen(Color.FromArgb(132,239,109), 13);//綠色
       Font drawFont = new Font("Arial", 9);
       SolidBrush drawBrush = new SolidBrush(Color.Black);//畫刷顏色
       zmcaux.ZAux_GetModbusIn(g_handle,0,7,in_state);
       zmcaux.ZAux_GetModbusOut(g_handle, 0, 7, out_state);
       for (int i = 0; i < 8; i++)
       {
           if (((in_state[0] >> i) & 1) == 1)
           {
               g.DrawEllipse(greenPen, new Rectangle(60 + 50 * i, 38, 13, 13));   //紅色，無信號
               g.DrawString("IN" + i.ToString(), drawFont, drawBrush, new PointF(55 + 50 * i, 38));
           }
           else
           {
               g.DrawEllipse(redPen, new Rectangle(60 + 50 * i, 38, 13, 13));   //紅色，無信號
               g.DrawString("IN" + i.ToString(), drawFont, drawBrush, new PointF(55 + 50 * i, 38));
           }
           if (((out_state[0] >> i) & 1) == 1)
           {
               btn[i].BackColor = Color.FromArgb(132, 239, 109);
               btn[i].Checked = true;
           }
           else
           {
               btn[i].BackColor = Color.FromArgb(245, 115, 103);
               btn[i].Checked = false;
           }
       }
   }
}
//定時器2
private void timer2_Tick(object sender, EventArgs e)
{
   if (g_handle != (IntPtr)0)
   {
       draw_io();
       int iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetAD(g_handle,  Convert.ToInt32(comboBox3.Text), ref mAd_rVal);
       if (iret == 0)
       {
           textBox5.Text = mAd_rVal.ToString();
           mAd_rVal1 = ((mAd_rVal - 32768) / 32768)*10;
           textBox8.Text = mAd_rVal1.ToString();
       }else
       {
           textBox5.Text = "err";
           textBox8.Text = "err";
       }
       iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetDA(g_handle, Convert.ToInt32(comboBox4.Text), ref mDa_rVal);
       if (iret == 0)
       {
           textBox6.Text = mDa_rVal.ToString();
           mDa_rVal1 = ((mDa_rVal - 2047) / 2048) * 10;
           textBox7.Text = mDa_rVal1.ToString();
       }
       else
       {
           textBox6.Text = "err";
           textBox7.Text = "err";
       }
   }
}

（3）心跳檢測腳本加載，心跳啟動后，軟件掉線，板卡自動打開設置輸出口，板卡掉線，軟件檢測彈窗。（ECI0016PA不支持）

①配置加載：

//配置加載
private void button9_Click(object sender, EventArgs e)
{
   if (g_handle != (IntPtr)0)
   {
       string currentPath = System.AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory;
       m_FilePath = currentPath + "config\Heartbeat.bas";
       // MessageBox.Show(m_FilePath);//獲取軟件目錄下的心跳bas文件
       ret = zmcaux.ZAux_BasDown(g_handle, m_FilePath, 1);   //心跳下載到ROM
       if (0 != ret)
       {
           MessageBox.Show("心跳下載到ROM失敗");
           return;
       }
       else
       {
           Thread.Sleep(1000);//延時1S,確保程序加載完成
           int times = 0;
           ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "Heart_StarFlag", ref Sys_HeartStarFlag);//獲取心跳是否啟用
           if (ret != 0)
           {
               MessageBox.Show("err:心跳參數獲取異常！");
               return;
           }
           ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "Heart_Time", ref times);//超時時間
           if (ret != 0)
           {
               MessageBox.Show("err:心跳參數獲取異常！");
               return;
           }
           ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "OutList_Address", ref Sys_HeartModbusStar);//急停OUTmodbus_long起始地址(Ps:3系列以下，自定義變量為24位浮點數，32位精度丟失，用modbus_long來代替)
           if (ret != 0)
           {
               MessageBox.Show("err:心跳參數獲取異常！");
               return;
           }
           ret = zmcaux.ZAux_Modbus_Get4x_Long(g_handle, 0, 4, Sys_HeartIo);
           if (ret != 0)
           {
               MessageBox.Show("err:心跳參數獲取異常！");
               return;
           }
           if (Sys_HeartStarFlag == 1)
           {
               textBox1.Text = "啟用";
           }
           else
           {
               textBox1.Text = "未啟用";
           }
           textBox2.Text = times.ToString();
           textBox4.Text = Sys_HeartModbusStar.ToString();
           List_Draw( sender,  e);
           MessageBox.Show("心跳配置文件下載到ROM成功！");
       }
   }
   else
   {
       MessageBox.Show("未鏈接！");
   }
}

②心跳啟停：

//心跳啟動
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
   Sys_HeartIo[0] = 0;
   for (int i = 0; i < 8; i++)
   {
       if (Convert.ToInt32(dataGridView1.Rows[i].Cells["Column1"].Value) == 1)
       {
           Sys_HeartIo[0] = (Sys_HeartIo[0]) | (1 

	

	③軟件心跳掃描：

	
//定時器1
private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
{
   if (g_handle != (IntPtr)0)
   {
       int iret = zmcaux.ZAux_Direct_SetUserVar(g_handle, "Heart_Status", 0);      //發送心跳信號
       if (iret == 3402 || iret > 20000)    //通信超時或鏈接斷開
       {
           //PC通信異常
           Sys_HeartAddNum++;
           if (Sys_HeartAddNum > 3)
           {
               g_handle = (IntPtr)0;
               this.Text = "簡單易用的以太網模擬量采集控制卡";
               textBox1.Text = "未啟用";
               timer1.Enabled = false;//定時器1
               MessageBox.Show("鏈接斷開！");
           }
       }
       else
       {
           Sys_HeartAddNum = 0;
       }
   }
}

	

	④板卡內部basic掃描：

	
'*************************************心跳相關變量定義************************
Global Heart_StarFlag           '通訊標識變量
Global Heart_Status           '通訊標識變量
Global CONST Heart_Time=200       '心跳超時時間
Global Heart_OutNum          '急停OP數量
Global OutList_Address          '急停OUTmodbus_long起始地址(Ps:3系列以下，自定義變量為24位浮點數，32位精度丟失，用modbus_long來代替)
GLOBAL CONST cVer=CONTROL
Heart_StarFlag =-1
Heart_Status = 0
Heart_OutNum = 10
OutList_Address =0
dim i,j
WHILE TRUE
   WAIT until Heart_StarFlag = 1    '等待PC軟件連接
   wa Heart_Time            'PC連接之后，延時一個超時時間，避免上位
   if cVer>0 and cVer>j)and 1) THEN
                           op(i*32+j, ON)
                       ELSE
                           op(i*32+j, OFF)
                       ENDIF
                   NEXT
               next
               Heart_StarFlag=-1
               Heart_Status = 0
               EXIT WHILE
               Endif
           WEND      
       ELSE
           WHILE TRUE
               if Heart_Status = 0 then  Heart_Status = 1      '等待PC上修改通訊變量
               ticks = Heart_Time                    '超時判斷處理，等待PC上修改Heart_Flag = 0
               WAIT until ticks < 0 or Heart_Status=0 
               if Heart_Status = 1 THEN
                   RAPIDSTOP(2)
                   WAIT IDLE
                   for i = 0 to  3
                   MODBUS_BIT(20000+i*32,20031+i*32)=MODBUS_LONG(OutList_Address+i*2)
                   next
                   Heart_StarFlag=-1
                   Heart_Status = 0
                   EXIT WHILE
               Endif
           WEND
       ENDIF
   WEND
end

	

	（4）DA波形仿真測試。實際接線把DA0接入到了AD0，即操作DA0時，對應的AIN也會有變化。此操作，操作DA0，模擬一個幅值為+-10V，周期在400ms左右的一個正弦波形。

	
//DA輸出波形模擬
private void button6_Click(object sender, EventArgs e)
{
   if (g_handle != (IntPtr)0)
   {
       // 定義參數
       int  tmp= Convert.ToInt32(comboBox4.Text);
       // 創建線程，并在lambda表達式中使用參數
       Thread t = new Thread(() =>
       {
           // 在這里可以使用myParameter
           ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetDA(g_handle, tmp, 0);
           if (ret != 0)
           {
               MessageBox.Show("設置失??！");
               return;
           }
           zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle);
           for (int i = 0; i < 799; i++)
           {
               mDa_wVal = (float)(2047 * Math.Sin((Math.PI * i) / 100) + 2048);
               zmcaux.ZAux_Direct_SetDA(g_handle, tmp, mDa_wVal);
               Thread.Sleep(1);
           }
           MessageBox.Show("模擬完成！");
       });
       t.Start();
   }
}

	

	（5）網口通訊速率驗證。

	
//通訊速度測試函數
private void button7_Click(object sender, EventArgs e)
{
   StringBuilder radBuff = new StringBuilder(20480);
   String tmp="?IN(0,8)n";    //獲取卡上的所有IN
   tmp = tmp + "?OP(0,8)n";   //獲取卡上所有OUT狀態
   int i;
   for (i = 0; i < 12; i++)    //獲取卡上所有AIN值
   {
       tmp = tmp + "?AIN(" + i.ToString() + ")n";
   }
   for (i = 0; i < 2; i++) //獲取卡上所有Aout值
   {
       tmp = tmp + "?AOUT(" + i.ToString() + ")n";
   }
   DateTime beforeDT = System.DateTime.Now;
   int k = 0;
   for (i = 0; i < 10000; i++)
   {
       ret = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, tmp, radBuff, 20480);//一次通訊，獲取卡上所有硬件資源狀態
       if (ret != 0)
       {
           k++;
       }
   }
   DateTime afterDT = System.DateTime.Now;
   TimeSpan ts = afterDT - beforeDT;
   //總耗時 ms
   textBox10.Text = ts.TotalMilliseconds.ToString("0.00");
   MessageBox.Show("失敗次數：" + k.ToString());
}
private void button8_Click(object sender, EventArgs e)
{
   StringBuilder radBuff = new StringBuilder(20480);
   int i;
   String tmp = "?IN(0,32)n";    //獲取卡上的所有IN
   int k;
   for (i = 1; i < 8; i++)    //獲取卡上所有AIN值
   {
       k = i * 32;
       tmp = tmp + "?IN(" + k.ToString() + ",32)n";
   }
   tmp = tmp + "?IN(256,16)n";
   for (i = 0; i < 8; i++)    //獲取卡上所有AIN值
   {
       k = i * 32;
       tmp = tmp + "?OP(" + k.ToString() + ",32)n";
   }
   tmp = tmp + "?OP(256,16)n";
   int length = tmp.Length;
   for (i = 0; i < 64; i++)
   {
       tmp = tmp + "?AIN(" + i.ToString() + ")n";
       tmp = tmp + "?AOUT(" + i.ToString() + ")n";
       length = tmp.Length;
       if (length > 1000)  //在線命令，每次最多發送1000個字節
       {
           break;
       }
   }
   DateTime beforeDT = System.DateTime.Now;
   k=0;
   for (i = 0; i < 10000; i++)
   {
       ret = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, tmp, radBuff, 20480);//一次通訊，獲取卡上所有硬件資源狀態
       if (ret!=0)
       {
           k ++;
       }
   }
   DateTime afterDT = System.DateTime.Now;
   TimeSpan ts = afterDT - beforeDT;
   //總耗時 ms
   textBox11.Text = ts.TotalMilliseconds.ToString("0.00");
   MessageBox.Show("失敗次數："+k.ToString());
}

	

	七、交互速度測試結果

	1.基本資源獲取耗時/ms（萬條函數獲取ECI0016PA的基本資源，8個IN，8個OUT，12個AIN，2個DA）。

	

	2.極限資源獲取耗時/ms（萬條函數獲取ECI0016PA的極限資源，最大272個IN，272個OUT，拼接DA/AD，達到一次通訊字符串極限長度1000個字節）。

	

	本次，正運動技術簡單易用的以太網數據采集卡應用開發之C#，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。

	本文由正運動技術原創，歡迎大家轉載，共同學習，一起提高中國智能制造水平。文章版權歸正運動技術所有，如有轉載請注明文章來源。


	審核編輯 黃宇