XPCIE1032H功能簡介

XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT總線運(yùn)動控制卡，可選6-64軸運(yùn)動控制，支持多路高速數(shù)字輸入輸出，可輕松實(shí)現(xiàn)多軸同步控制和高速數(shù)據(jù)傳輸。

XPCIE1032H集成了強(qiáng)大的運(yùn)動控制功能，結(jié)合MotionRT7運(yùn)動控制實(shí)時軟核，解決了高速高精應(yīng)用中，PC Windows開發(fā)的非實(shí)時痛點(diǎn)，指令交互速度比傳統(tǒng)的PCI/PCIe快10倍。

XPCIE1032H支持PWM，PSO功能，板載16進(jìn)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(biāo)鎖存或兩路編碼器輸入。

XPCIE1032H搭配MotionRT7實(shí)時內(nèi)核，使用本地LOCAL接口連接，通過高速的核內(nèi)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(dá)到3-5us左右。

?XPCIE1032H與MotionRT7實(shí)時內(nèi)核的配合具有以下優(yōu)勢：

1.支持多種上位機(jī)語言開發(fā)，所有系列產(chǎn)品均可調(diào)用同一套API函數(shù)庫；

2.借助核內(nèi)交互，可以快速調(diào)用運(yùn)動指令，響應(yīng)時間快至微秒級，比傳統(tǒng)PCI/PCIe快10倍；

3.解決傳統(tǒng)PCI/PCIe運(yùn)動控制卡在Windows環(huán)境下控制系統(tǒng)的非實(shí)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(diǎn)膠和激光能量控制等應(yīng)用；

5.提供高速輸入接口，便于實(shí)現(xiàn)位置鎖存；

6.支持EtherCAT總線和脈沖輸出混合聯(lián)動、混合插補(bǔ)。

?使用XPCIE1032H和MotionRT7進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)時，通常需要進(jìn)行以下步驟：

1.安裝驅(qū)動程序并簽名認(rèn)證，識別XPCIE1032H；

2.打開并執(zhí)行文件“MotionRT710.exe”，配置參數(shù)和運(yùn)行運(yùn)動控制實(shí)時內(nèi)核；

3.使用ZDevelop軟件連接到控制器，進(jìn)行參數(shù)監(jiān)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(fā)，通過LOCAL鏈接方式連接到運(yùn)動控制卡，實(shí)現(xiàn)實(shí)時運(yùn)動控制。

?與傳統(tǒng)PCI/PCIe卡和PLC的測試數(shù)據(jù)結(jié)果對比：

平均值	C++ LOCAL	C# LOCAL	傳統(tǒng)PCI/PCIe卡接口交互	PLC網(wǎng)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(jié)果看出，XPCIE1032H運(yùn)動控制卡配合實(shí)時運(yùn)動控制內(nèi)核MotionRT7，在LOCAL鏈接（核內(nèi)交互）的方式下，指令交互的效率是非常穩(wěn)定，當(dāng)測試數(shù)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(yīng)用。

XPCIE1032H卡安裝

關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源。

打開計(jì)算機(jī)機(jī)箱，選擇一條空閑的XPCIE卡槽，用螺絲刀卸下相應(yīng)的擋板條。

將運(yùn)動控制卡插入該槽，擰緊擋板條上的固定螺絲。

卸下臨近插槽的一條擋板條，用螺絲將轉(zhuǎn)接板固定在機(jī)箱該插槽上。

一、驅(qū)動安裝

首先需要到正運(yùn)動技術(shù)官網(wǎng)下載《MotionRT7運(yùn)動控制實(shí)時內(nèi)核》安裝包，并檢測此時PCIE卡已安裝到工控機(jī)的PCIE插槽上，無明顯松動翹邊。

方法一：使用驅(qū)動目錄中自帶的安裝向?qū)к浖pinst_amd64.exe自動安裝，具體操作按軟件指南。

方法二：手動安裝。

1.打開“設(shè)備管理器”菜單選擇“其他設(shè)備”中的“PCI設(shè)備”。

2.若存在多個PCI設(shè)備時，鼠標(biāo)右擊“屬性”查看詳細(xì)信息，屬性選擇“硬件ID”，確認(rèn)為PCIVEN_EF34&DEV_1000&開頭的PCI設(shè)備。

3.右擊選擇“更新驅(qū)動程序”。

4.選擇“手動瀏覽”查找驅(qū)動程序。

5.點(diǎn)擊瀏覽，選擇驅(qū)動driver文件夾。

6.點(diǎn)擊下一步。

7.等待安裝完成，點(diǎn)擊關(guān)閉。

8.在設(shè)備管理器中有ZMotionRT Controller就是安裝成功。

二、建立連接

1.運(yùn)行控制臺程序

（1）打開控制臺程序所在位置，運(yùn)行可執(zhí)行文件“MotionRt710.exe”。

（2）點(diǎn)擊“Start”。

（3）保存XPCIE卡Config配置。

a.先點(diǎn)擊【Stop】按鈕關(guān)閉MontionRT7控制臺，再點(diǎn)擊UpdateCard更新卡信息。

b.點(diǎn)擊“-->”將當(dāng)前配置保存到歷史配置中，方便下次打開可以直接使用。

c.保存完成后，點(diǎn)擊確定。

2.新建C#項(xiàng)目（VS2022）

3.到正運(yùn)動技術(shù)官網(wǎng)的下載中心選擇需要的平臺庫文件

4.解壓下載的安裝包找到“Zmcaux.cs”，“zauxdll.dll”，“zmotion.dll”放入到項(xiàng)目文件中

（1）“Zmcaux.cs”放在項(xiàng)目根目錄文件中，與bin目錄同級。

（2）“zauxdll.dll”，“zmotion.dll”放在bin → Debug。

5.用vs打開新建的項(xiàng)目文件，在右邊的解決方案資源管理器中點(diǎn)擊顯示所有，然后鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊zmcaux.cs文件，點(diǎn)擊包括在項(xiàng)目中

6.雙擊Form1.cs里面的Form1，出現(xiàn)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.相關(guān)PC函數(shù)介紹

指令1	ZAux_FastOpen
指令原型	int32 __stdcall ZAux_FastOpen(int type, char *pconnectstring, uint32 uims ,ZMC_HANDLE * phandle)
指令說明	與控制器建立連接, 可以指定連接的等待時間
輸入?yún)?shù)	參數(shù)名 描述 type 連接類型 type: 1-COM，2-ETH，4-PCI，5-LOCAL pconnectstring 連接字符串: COM口號/IP地址 uims 連接超時時間 uims;單位ms
輸出參數(shù)	參數(shù)名 描述 phandle 控制器連接句柄
返回值	成功返回值為0，非0詳見錯誤碼說明。
指令示例	串口連接: ZMC_HANDLE phandle;//控制器連接句柄 Char comID[32]= "0";//串口ID ZAux_FastOpen(1, comID,1000s ,&phandle); 網(wǎng)口連接例子： ZMC_HANDLE phandle;//控制器連接句柄 Char EthID[32]= "192.168.0.11";//網(wǎng)口ID ZAux_FastOpen(2, EthID,1000s ,&phandle); LOCAL接口連接例子： ZMC_HANDLE phandle;//控制器連接句柄 ZAux_FastOpen(ZMC_CONNECTION_LOCAL, "LOCAL1",3000,&g_handle);

指令2	ZAux_Direct_GetDpos
指令原型	int32__stdcallZAux_Direct_GetDpos(ZMC_HANDLEhandle,int iaxis, float *pfValue)
指令說明	讀取軸當(dāng)前位置或稱控制器發(fā)送的需求位置，單位units。
輸入?yún)?shù)	參數(shù)名 描述 handle 連接標(biāo)識。 iaxis 軸號。
輸出參數(shù)	參數(shù)名 描述 pfValue 獲取當(dāng)前軸位置。
返回值	成功返回值為0，非0詳見錯誤碼說明。
指令示例	軸基本運(yùn)動參數(shù)設(shè)置獲取
詳細(xì)說明	/

指令3	ZAux_DirectCommand
指令原型	int32 __stdcall ZAux_DirectCommand(ZMC_HANDLE handle, const char *pszCommand,char *psResponse, uint32 uiResponseLength)
指令說明	發(fā)送字符串命令到控制器，直接方式（不進(jìn)緩沖區(qū),有少數(shù)命令，暫時不支持）。
輸入?yún)?shù)	參數(shù)名 描述 handle 連接句柄。 pszCommand 發(fā)送的命令字符串。 uiResponseLength 返回的字符長度。
輸出參數(shù)	參數(shù)名 描述 uiResponseLength 返回的字符串。
返回值	成功返回值為0，非0詳見錯誤碼說明。
指令示例	在線命令函數(shù)的使用
詳細(xì)說明	上位機(jī)調(diào)用上位機(jī)未封裝的Basic指令功能

指令4	ZAux_Close
指令原型	int32 __stdcall ZAux_Close(ZMC_HANDLE handle)
指令說明	關(guān)閉控制器連接。
輸入?yún)?shù)	參數(shù)名 描述 Handle 連接句柄。
輸出參數(shù)	/
返回值	成功返回值為0，非0詳見錯誤碼說明。
指令示例	串口連接控制器
詳細(xì)說明	/

在form設(shè)計(jì)界面找到需要用到的控件拖拽到窗體中進(jìn)行UI界面設(shè)計(jì)，效果如下。

8.相關(guān)程序

（1）通過LOCAL鏈接方式的鏈接按鈕的消息響應(yīng)函數(shù)來鏈接控制器。

private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
{
    //LOCAL方式連接
    int ret = zmcaux.ZAux_FastOpen(5, "LOCAL", 1000, out g_handle); 
    if (ret == 0)
    {
        label2.Text = "已鏈接";
        label2.BackColor = Color.Green;
        MessageBox.Show("控制器鏈接成功!", "提示");
    }
    else
    {
        MessageBox.Show("鏈接失敗，請選擇正確的LOCAL！");
    }
}

（2）通過單條指令交互周期的測試按鈕的事件處理函數(shù)來計(jì)算單條指令的交互周期和總耗時。

private void SingleRun(object sender, EventArgs e)
{
    float dpos = 0;
    DateTime beforeDT = System.DateTime.Now;
    for (int i = 0; i <10000; i++)
    {
        zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(g_handle, 0, ref dpos);
    }
    DateTime afterDT = System.DateTime.Now;
    TimeSpan ts = afterDT - beforeDT;
    label14.Text = (ts.TotalMilliseconds).ToString();
    label2.Text = ((ts.TotalMilliseconds * 1000) / 10000).ToString();
    label16.Text = dpos.ToString();
}

（3）通過多條指令交互周期的測試按鈕的事件處理函數(shù)來計(jì)算多條指令的交互周期和總耗時。

private void MuchRun(object sender, EventArgs e)
{
    int[] status = { 0, 0, 0, 0 };
    float[] dpos = { 0, 0, 0, 0 };
    uint[] num = { 0, 0, 0, 0 };
    string cmd;
    int star = 0;
    StringBuilder cmdBuff = new StringBuilder(2048);
    string[] tmp = new string[12];
    cmd = "?dpos(0),dpos(1),dpos(2),dpos(3),axisstatus(0),axisstatus(1),axisstatus(2),axisstatus(3),in(0),in(1),in(2),in(3)";
    DateTime beforeDT = System.DateTime.Now;
    for (int i = 0; i < 10000; i++)
    {
        zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, cmd, cmdBuff, 2048);
    }
    DateTime afterDT = System.DateTime.Now;
    TimeSpan ts = afterDT - beforeDT;
    label23.Text = (ts.TotalMilliseconds).ToString();
    label16.Text = ((ts.TotalMilliseconds * 1000) / 10000).ToString();
    string s = cmdBuff.ToString();
    string[] arrS = new string[20];
    for (int i = 0; i < s.Length; i++)
    {
        if (s[i] != 9)
        {
            arrS[star] += s[i];
        }
        else
        {
            star++;
            continue;
        }
????}
    label24.Text = arrS[0];
    label25.Text = arrS[1];
    label26.Text = arrS[2];
    label27.Text = arrS[3];
    label28.Text = arrS[4];
    label30.Text = arrS[5];
    label32.Text = arrS[6];
    label34.Text = arrS[7];
    if (Convert.ToInt32(arrS[8]) == 0)
    {
        label29.BackColor = Color.Red;
        label29.Text = "信號未觸";
    }
    else
    {
        label29.BackColor = Color.Green;
        label29.Text = "信號已觸";
    }
    if (Convert.ToInt32(arrS[9]) == 0)
    {
        label31.BackColor = Color.Red;
        label31.Text = "信號未觸";
    }
    else
    {
        label31.BackColor = Color.Green;
        label31.Text = "信號已觸";
    }
    if (Convert.ToInt32(arrS[10]) == 0)
    {
        label33.BackColor = Color.Red;
        label33.Text = "信號未觸";
    }
    else
    {
        label33.BackColor = Color.Green;
        label33.Text = "信號已觸";
    }
    if (Convert.ToInt32(arrS[11]) == 0)
    {
        label35.BackColor = Color.Red;
        label35.Text = "信號未觸";
    }
    else
    {
        label35.BackColor = Color.Green;
        label35.Text = "信號已觸";
    }
}

（4）通過斷開按鈕的消息響應(yīng)函數(shù)來斷開控制器的鏈接。

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    zmcaux.ZAux_Close(g_handle);
    g_handle = (IntPtr)0;
    label2.Text = "未連接";
    label2.BackColor = Color.Red;
}

9.運(yùn)行效果

審核編輯：劉清