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XPCIE1032H功能简介
XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT总线运动控制卡，可选6-64轴运动控制，支持多路高速数字输入输出，可轻松实现多轴同步控制和高速数据传输。XPCIE1032H集成了强大的运动控制功能，结合MotionRT7运动控制实时软核，解决了高速高精应用中，PC Windows开发的非实时痛点，指令交互速度比传统的PCI/PCIe快10倍。
XPCIE1032H支持PWM，PSO功能，板载16进16出通用IO口，其中输出口全部为高速输出口，可配置为4路PWM输出口或者16路高速PSO硬件比较输出口。输入口含有8路高速输入口，可配置为4路高速色标锁存或两路编码器输入。
XPCIE1032H搭配MotionRT7实时内核，使用本地LOCAL接口连接，通过高速的核内交互，可以做到更快速的指令交互，单条指令与多条指令一次性交互时间可以达到3-5us左右。
➜XPCIE1032H与MotionRT7实时内核的配合具有以下优势：
1.支持多种上位机语言开发，所有系列产品均可调用同一套API函数库；
2.借助核内交互，可以快速调用运动指令，响应时间快至微秒级，比传统PCI/PCIe快10倍；
3.解决传统PCI/PCIe运动控制卡在Windows环境下控制系统的非实时性问题；
4.支持一维/二维/三维PSO（高速硬件位置比较输出），适用于视觉飞拍、精密点胶和激光能量控制等应用；
5.提供高速输入接口，便于实现位置锁存；
6.支持EtherCAT总线和脉冲输出混合联动、混合插补。
➜使用XPCIE1032H和MotionRT7进行项目开发时，通常需要进行以下步骤：
1.安装驱动程序，识别XPCIE1032H；
2.打开并执行文件“MotionRT710.exe”，配置参数和运行运动控制实时内核；
3.使用ZDevelop软件连接到控制器，进行参数监控。连接时请使用PCI/LOCAL方式，并确保ZDevelop软件版本在3.10以上；
4.完成控制程序开发，通过LOCAL链接方式连接到运动控制卡，实现实时运动控制。
➜与传统PCI/PCIe卡和PLC的测试数据结果对比：
平均值
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C++ LOCAL
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C# LOCAL
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传统PCI/PCIe卡接口交互
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PLC网口通讯交互
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1w次单条读取交互周期
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4.70us
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5.3us
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64us
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500us-10ms
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10w次单条读取交互周期
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3.90us
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5.7us
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65us
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500us-10ms
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1w次多条读取交互周期
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6.20us
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8.85us
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472us
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500us-10ms
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10w次多条读取交互周期
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5.50us
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8.37us
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471us
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500us-10ms
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我们可以从测试对比结果看出，XPCIE1032H运动控制卡配合实时运动控制内核MotionRT7，在LOCAL链接（核内交互）的方式下，指令交互的效率是非常稳定，当测试数量从1w增加到10w时，单条指令交互时间与多条指令交互时间波动不大，非常适用于高速高精的应用。XPCIE1032H控制卡安装
关闭计算机电源。
打开计算机机箱，选择一条空闲的XPCIE卡槽，用螺丝刀卸下相应的挡板条。
将运动控制卡插入该槽，拧紧挡板条上的固定螺丝。
XPCIE1032H驱动安装与建立连接参考往期文章EtherCAT超高速实时运动控制卡XPCIE1032H上位机C#开发（一）：驱动安装与建立连接。
一、C#语言进行运动控制项目开发
1.到正运动技术官网的下载中心选择需要的平台库文件。
库文件下载地址：http://www.zmotion.com.cn/download_list_21.html
2.解压下载的安装包找到“ Zmcaux.cs ”，“ zauxdll.dll ”，“ zmotion.dll ”放入到项目文件中。（1）“Zmcaux.cs”放在项目根目录文件中，与bin目录同级。
（2）“zauxdll.dll”，“zmotion.dll”放在bin → Debug。
3.用vs打开新建的项目文件，在右边的解决方案资源管理器中点击显示所有，然后鼠标右键点击zmcaux.cs文件，点击包括在项目中。
4.双击Form1.cs里面的Form1，出现代码编辑界面，在文件开头写入using cszmcaux,并声明控制器句柄g_handle。
二、PC函数介绍
相关PC函数介绍详情可参考“ZMotion PC函数库编程手册 V2.1.1”。
指令11
| ZAux_FastOpen |
指令原型
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int32 __stdcall ZAux_FastOpen(int type, char *pconnectstring, uint32 uims ,ZMC_HANDLE * phandle)
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指令说明
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与控制器建立连接, 可以指定连接的等待时间
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输入参数
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参数名
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描述
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type
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连接类型
type: 1-COM 2-ETH 4-PCI 5-LOCAL
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pconnectstring
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连接字符串:
COM口号/IP地址
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uims
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连接超时时间 uims;单位ms
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输出参数
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返回值
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成功返回值为0，非0详见错误码说明。
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指令示例
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串口连接:
ZMC_HANDLE phandle;//控制器连接句柄
Char comID[32]= "0";//串口ID
ZAux_FastOpen(1, comID,1000 ,&phandle);
网口连接例子：
ZMC_HANDLE phandle;//控制器连接句柄
Char EthID[32]= "192.168.0.11";//网口ID
ZAux_FastOpen(2, EthID,1000 ,&phandle);
LOCAL接口连接例子：
ZMC_HANDLE phandle;//控制器连接句柄
ZAux_FastOpen(5, "LOCAL1",1000,&phandle);
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详细说明
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type 设置为 5,zmotion.dll 版本要在 3.8.8.50 以上。
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指令103
| ZAux_Direct_Single_Datum |
指令原型
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int32 __stdcall ZAux_Direct_Single_Datum(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, int imode)
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指令说明
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单轴回零运动。
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输入参数
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参数名
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描述
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handle
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连接标识。
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iaxis
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轴号。
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imode
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找原点模式(详情看详细说明)
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输出参数
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/
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返回值
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成功返回值为0，非0详见错误码说明。
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指令示例
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单轴回零运动
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详细说明
| mode：找原点模式，加10表示碰到限位后调头反找，不会碰到限位停止,例如13=模式3+限位调头反找，用于原点在正中间的情况。
值
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描述
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0
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清除所有轴的错误状态。
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1
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轴以CREEP速度正向运行直到Z信号出现。碰到限位开关会直接停止。DPOS值重置为0同时纠正MPOS。
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2
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轴以CREEP速度反向运行直到Z信号出现。碰到限位开关会直接停止。DPOS值重置为0同时纠正MPOS。
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3
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轴以SPEED速度正向运行，直到碰到原点开关。然后轴以CREEP速度反向运动直到离开原点开关。找原点阶段碰到正限位开关会直接停止。爬行阶段碰到负限位开关会直接停止。DPOS值重置为0同时纠正MPOS
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4
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轴以SPEED速度反向运行，直到碰到原点开关。然后轴以CREEP速度正向运动直到离开原点开关。找原点阶段碰到负限位开关会直接停止。爬行阶段碰到正限位开关会直接停止。DPOS值重置为0同时纠正MPOS。
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5
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轴以SPEED速度正向运行，直到碰到原点开关。然后轴以CREEP速度反向运动直到离开原点开关，然后再继续以爬行速度反转直到碰到Z信号。碰到限位开关会直接停止。DPOS值重置为0同时纠正MPOS。
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6
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轴以SPEED速度反向运行，直到碰到原点开关。然后轴以CREEP速度正向运动直到离开原点开关，然后再继续以爬行速度正转直到碰到Z信号。碰到限位开关会直接停止。DPOS值重置为0同时纠正MPOS。
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8
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轴以SPEED速度正向运行，直到碰到原点开关。碰到限位开关会直接停止。
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9
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轴以SPEED速度反向运行，直到碰到原点开关。碰到限位开关会直接停止。
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指令104
| ZAux_BusCmd_Datum |
指令原型
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int32 __stdcall ZAux_BusCmd_Datum (ZMC_HANDLE handle, uint32 iaxis , uint32 homemode );
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指令说明
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总线驱动器回零
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输入参数
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参数名
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描述
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handle
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连接标识。
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iaxis
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轴号。
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Homemode
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回零模式，查看驱动器手册
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输出参数
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/
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返回值
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成功返回值为0，非0详见错误码说明。
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指令示例
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/
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详细说明
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设置驱动器回零方式（6098h），缺省0表示使用驱动器当前的回零方式。
会使用轴的SPEED, CREEP, ACCEL, DECEL，乘以UNITS后自动设置驱动器的6099h，609Ah
动作时序：
6098回零方式→6099速度→609A加速度→6060切换当前模式
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在form设计界面找到需要用到的控件拖拽到窗体中进行UI界面设计，效果如下。
三、相关程序以及设计思路
本次设计操作步骤相应的流程图如下：
本例程以运动控制卡XPLCIE1032H搭载MotionRT7实时内核，通过EthereCAT总线口接节点0（汇川驱动器-0轴），节点1（正运动扩展模块EIO16084）1-4轴映射为总线轴为例：
注意：在总线初始化basic程序，驱动器PDO不能设置为-1，因为该PDO列表不含数据字典6060，不支持驱动器回零。
关于pdo列表的配置详细说明，可以查阅basic编程手册，搜索DRIVE_PROFILE指令。
1、初始化程序执行后，通过ZAux_Direct_GetUserVar函数接口，可以读取basic程序自定义的变量。
本节案例获取的是总线初始化映射轴数量、总线初始化起始轴号和总线初始化完成状态。下图是事先编辑好的basic程序的自定义变量。
使用定时器将总线轴数量，总线起始轴号，初始化状态等总线初始化信息进行获取更新。//读取basic程序自定义变量--总线初始化的总轴数zmcaux.ZAux_Direct_GetUserVar(g_handle, "Bus_TotalAxisnum", ref EcatAxisNum);//读取basic程序自定义变量--总线初始化的总线起始轴号zmcaux.ZAux_Direct_GetUserVar(g_handle, "Bus_AxisStart", ref EcatStartAxisNum);//读取basic程序自定义变量--总线初始化的初始化状态zmcaux.ZAux_Direct_GetUserVar(g_handle, "Bus_InitStatus", ref EcatInitStatus)2、使用RTsys软件，点击软件菜单栏的帮助→Zbasic帮助→搜索，搜索DATUM指令,选择回零模式并设置回零模式对应的参数。假设回零模式选择的是13，需要设置原点开关、限位开关、回零速度（SPEED）和爬行速度（CREEP）。该模式进行回零时轴以SPEED速度正向运行，碰到限位开关会反向查找原点。找到原点后以CREEP速度反向爬行，直到离开原点。
private void Controllers_DatumPara_Button_Click(object sender, EventArgs e){if (g_handle == (IntPtr)0) { MessageBox.Show("未连接到控制器!", "提示"); }else {//轴基本参数设置,控制器回零的速度是SPEED AxisParaSet();int[] ret = newint[7];//设置回零爬行速度 ret[0] = zmcaux.ZAux_Direct_SetCreep(g_handle, MoveAxis, Convert.ToSingle(Datum_Creep_Value.Text));//配置原点信号。ZMC系列默认OFF时信号有效,常开传感器需要反转输入口为ON ret[1] = zmcaux.ZAux_Direct_SetDatumIn(g_handle, MoveAxis, Convert.ToInt32(DatumIO_Value.Text)); ret[2] = zmcaux.ZAux_Direct_SetInvertIn(g_handle, Convert.ToInt32(DatumIO_Value.Text), 1);//正硬限位IO设置 ret[3] = zmcaux.ZAux_Direct_SetFwdIn(g_handle, MoveAxis, Convert.ToInt32(FWD_IO_Value.Text)); ret[4] = zmcaux.ZAux_Direct_SetInvertIn(g_handle, Convert.ToInt32(FWD_IO_Value.Text), 1);//负硬限位IO设置 ret[5] = zmcaux.ZAux_Direct_SetRevIn(g_handle, MoveAxis, Convert.ToInt32(REV_IO_Value.Text)); ret[6] = zmcaux.ZAux_Direct_SetInvertIn(g_handle, Convert.ToInt32(REV_IO_Value.Text), 1);//设置控制器回零模式 Controllers_DatumMode = Convert.ToInt32(Controllers_DatumMode_Value.Text);//定义临时的变量记录各个函数的返回值int FinalRet = -1;for(int i = 0; i < 7; ++i) { FinalRet *= ret; }if (FinalRet == 0) //说明所有函数的返回值都是0,回零等参数均设置成功 { MessageBox.Show("控制器回零参数设置成功!", "提示"); }else { MessageBox.Show("控制器回零参数设置失败!", "提示"); } }}3、使用ZAux_Direct_Single_Datum函数，函数语法如下：语法：ZAux_Direct_Single_Datum（连接句柄，轴号，控制器回零模式）选择回零的轴号，模式以及设置完参数，确认参数按钮然后点击回零按钮，此时轴以控制器回零参数进行回零。private void Controllers_Datum_Button_Click(object sender, EventArgs e){if (g_handle == (IntPtr)0) { MessageBox.Show("未连接到控制器!", "提示");return; }int ret = -1; //触发示波器 zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle);//控制器回零 ret = zmcaux.ZAux_Direct_Single_Datum(g_handle, MoveAxis, Controllers_DatumMode);if(ret != 0) { MessageBox.Show("控制器回零启动失败!", "提示"); }else { MessageBox.Show("控制器回零启动成功!", "提示"); }}
4、查阅驱动器手册→回零模式介绍，选择驱动器支持的回零模式（数据字典6098），然后设置该回零模式的回零高速，回零低速等参数。
在本次例程选择的是模式19，开始回零时原点开关(HW)为0，以设置的回零高速Speed(50units/s)正向开始回零，遇到原点开关(HW)为1后以回零低速Creep(20units/s)反向爬行，直到原点开关(HW)为0时停机，回零完成。
private void Drivers_DatumPara_Button_Click(object sender, EventArgs e){if (g_handle == (IntPtr)0) { MessageBox.Show("未连接到控制器!", "提示");return; }int ret1, ret2, ret3;//设置驱动器回零高速 ret1 = zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, MoveAxis, Convert.ToSingle(Datum_HighSpeed_Value.Text));//设置驱动器回零低速 ret2 = zmcaux.ZAux_Direct_SetCreep(g_handle, MoveAxis, Convert.ToSingle(Datum_LowSpeed_Value.Text));//设置驱动器回零偏移 ret3 = zmcaux.ZAux_BusCmd_SetDatumOffpos(g_handle, (uint)MoveAxis, Convert.ToSingle(Datum_OffSet_Value.Text));//设置驱动器回零模式 Drivers_DatumMode = Convert.ToInt32(Drivers_DatumMode_Value.Text);if (ret1 == 0 && ret2 == 0 && ret3 == 0) { MessageBox.Show("驱动器回零参数设置成功!", "提示"); }else { MessageBox.Show("驱动器回零参数设置失败!", "提示"); }}5、使用ZAux_BusCmd_Datum函数，函数语法如下:语法：ZAux_BusCmd_Datum（连接句柄，轴号，驱动器回零模式）选择回零的轴号，模式以及设置完参数，确认参数按钮然后点击回零按钮，此时轴以驱动器回零参数进行回零。private void Drivers_Datum_Button_Click(object sender, EventArgs e){if (g_handle == (IntPtr)0) { MessageBox.Show("未连接到控制器!", "提示");return; }int ret = -1; //触发示波器 zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle);//驱动器回零 ret = zmcaux.ZAux_BusCmd_Datum(g_handle, (uint)MoveAxis, (uint)Drivers_DatumMode);if (ret != 0) { MessageBox.Show("驱动器回零启动失败!", "提示"); }else { MessageBox.Show("驱动器回零启动成功!", "提示"); }}
四、运行效果
打开RTsys编程软件，通过Local连接到控制器，同步上位机的轴等等参数。然后在工具栏→示波器界面，打开示波器观察波形。
选择好数据源和编号，点击启动；在上位机界面点击回零按钮，回到RTsys软件点击手动触发，观察对应回零模式的波形。
⊙控制器回零：以模式13（轴以SPEED速度正向运行，碰到限位开关会反向查找原点。找到原点后以Creep速度反向爬行，直到离开原点）为例，抓取的图形如下。
⊙总线驱动器回零：查阅驱动器手册，选择驱动器支持的回零模式。
这里以模式19为例，回零启动时，原点信号为0，以回零高速(50units/s)正向回零运行；当原点信号为1时以回零低速Creep(20units/s)反向爬行；再次遇到下降沿将停机,回零完成。
EtherCAT驱动器与控制器回零例程演示。
video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_3275989056270811137
完整代码获取地址▼
本次，正运动技术EtherCAT驱动器回零与控制器回零：EtherCAT超高速实时运动控制卡XPCIE1032H上位机C#开发（九），就分享到这里。
更多精彩内容请关注“正运动小助手”公众号，需要相关开发环境与例程代码，请咨询正运动技术销售工程师：400-089-8936。
关于正运动技术
深圳市正运动技术有限公司成立于2013年，专注于纯国产运动控制技术研究和通用运动控制软硬件平台和产品的研发，是国家级高新技术和专精特新“小巨人”企业。
正运动技术汇集了来自华为、中兴等公司的优秀人才。力求创新，目前公司拥有专利、著作权等知识产权五十余项。在坚持自主创新的同时，积极联合各大高校和科研院所协同运动控制基础技术的研究，是国内工控领域发展最快的企业之一，也是国内少有、完整掌握运动控制核心技术和实时工控软件平台技术的企业。
正运动技术除本部研发中心外，设有中山、武汉、上海三个研发分部。为更好地服务客户，本部之外设有苏州、东莞两个区域性服务中心，设有佛山、厦门、青岛、西安、武汉、成都、天津、郑州等销售和技术服务机构。
经过众多合作伙伴多年的开发应用，正运动技术的产品广泛地应用于3C电子、半导体、新能源、机器人、包装印刷、纺织服装、激光加工、医疗制药、数控机床、传统加工等领域。
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