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ZMC408CE硬件介绍
ZMC408CE是正运动推出的一款多轴高性能EtherCAT总线运动控制器，具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盘等通讯接口，ZMC系列运动控制器可应用于各种需要脱机或联机运行的场合。
ZMC408CE支持8轴运动控制，最多可扩展至32轴，支持直线插补、任意圆弧插补、空间圆弧、螺旋插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随等功能。ZMC408CE支持PLC、Basic、HMI组态三种编程方式。PC上位机API编程支持C#、C++、LabVIEW、Matlab、Qt、Linux、VB.Net、Python等接口。
ZMC408CE支持8轴运动控制，可采用脉冲轴（带编码器反馈）或EtherCAT总线轴，通用IO包含24路输入口和16路输出口，部分IO为高速IO，模拟量AD/DA各两路，EtherCAT最快125us的刷新周期。ZMC408CE支持8个通道的硬件比较输出、硬件定时器、运动中精准输出，还支持8通道PWM输出，对应的输出口为OUT0-7，支持8个通道同时触发硬件比较输出。
video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2852688440973623297
ZMC408CE视频介绍
01
MATLAB进行运动控制开发
1.在MATLAB R2019a菜单“主页”→“新建”→“工程”→“空白工程”，启动创建项目向导。
2.新建GUI。命令行输入guide，新建GUI。
3.找到厂家提供的光盘资料里面的MATLAB函数库，路径如下(64位库为例)。A.进入厂商提供的光盘资料找到“8.PC函数”文件夹，并点击进入。
B.选择“函数库2.1”文件夹。
C.选择“Windows平台”文件夹。
D.根据需要选择对应的函数库这里选择64位库。
E.解压MATLAB压缩包，里面有对应的函数库。
4.将厂商提供的库文件以及相关文件复制到MATLAB工作目录下。（1）“zauxdll.dll”、“zmotion.dll”、“zauxdll2.h”、“zmotion.h”四个文件拷贝到matlab工作目录下。如：C:\...\....\R2019a\bin
（2）将“zauxdll2.h”、“zmotion.h”两个文件拷贝到include目录。
如：C:\...\....\R2019a\extern\include
（3）拷贝“zauxdll.dll”文件到新建的工程目录中。
5.配置MATLAB开发环境。（1）在matlab命令行输入“mbuild -setup”以及“mex -setup”，选择安装的c语言编译器。
（2）使用loadlibrary('zauxdll.dll','zauxdll2.h');加载函数库。
（3）libfunctions zauxdll -full;或 libfunctionsview zauxdll;显示共享库函数签名。
6.使用“calllib”调用zauxdll函数库中函数，详细可查看MATLAB帮助。有关参数传递，在calllib帮助→传递参数。
至此函数库添加完成，可进行MATLAB项目开发。
02
相关PC函数介绍
1.PC函数手册在光盘资料查看，具体路径如下：“光盘资料\8.PC函数\函数库2.1\ZMotion函数库编程手册 V2.1.pdf”。
2.PC编程，一般如果网口对控制器和工控机进行链接。网口链接函数接口是ZAux_OpenEth()；如果链接成功，该接口会返回一个链接句柄。通过操作这个链接句柄可以实现对控制器的控制。
（1）ZAux_OpenEth()接口说明
指令3
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ZAux_OpenEth
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指令原型
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int32 __stdcall ZAux_OpenEth(char *ipaddr, ZMC_HANDLE * phandle)
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指令说明
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以太网连接控制器。
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输入参数
| |
输出参数
| |
返回值
|
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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网口连接控制器
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详细说明
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1.网口采用RJ45标准网线接口，通讯速率为100Mbit/s。
2.控制器出厂的IP地址为192.168.0.11，端口号为502。对端通讯设备需与控制器处于同一网段,才可进行连接。
3.最常用的控制器连接方式。
4.ZMC_HANDLE 类型：Zmotion库中，专门用于控制卡连接数据定义类型；
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（2）项目应用截图
（3）命令行应用截图
3、使用单轴运动相关的指令操作链接句柄“g_handle”，对控制器进行单轴运动控制，单轴运动相关的指令如下。（1）单轴相对运动指令
指令92
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ZAux_Direct_Single_Move
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指令原型
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int32 __stdcall ZAux_Direct_Single_Move(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float fdistance)
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指令说明
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单轴相对运动。
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输入参数
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参数名
|
描述
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handle
|
连接标识。
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iaxis
|
轴号。
|
fdistance
|
距离。
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|
输出参数
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/
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返回值
|
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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单轴点位运动
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详细说明
|
/
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（2）单轴绝对运动指令
指令93
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ZAux_Direct_Single_MoveAbs
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指令原型
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int32 __stdcall ZAux_Direct_Single_MoveAbs(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float fdistance)
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指令说明
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单轴绝对运动。
|
输入参数
|
参数名
|
描述
|
handle
|
连接标识。
|
iaxis
|
轴号。
|
fdistance
|
绝对距离。
|
|
输出参数
|
/
|
返回值
|
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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单轴点位运动
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详细说明
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/
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（3）单轴持续运动
指令94
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ZAux_Direct_Single_Vmove
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指令原型
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int32 __stdcall ZAux_Direct_Single_Vmove(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, int idir)
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指令说明
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单轴连续运动指令，连续往一个方向运动。
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输入参数
|
参数名
|
描述
|
handle
|
连接标识。
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iaxis
|
轴号。
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idir
|
方向-1—负向 1—正向。
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|
输出参数
|
/
|
返回值
|
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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单轴持续运动
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详细说明
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当前面的VMOVE运动没有停止时，此VMOVE指令会自动替换前面的VMOVE指令并修改方向，因此无需CANCEL前面的VMOVE指令。
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（4）单轴停止运动
指令189
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ZAux_Direct_Single_Cancel
|
指令原型
|
int32 __stdcall ZAux_Direct_Single_Cancel (ZMC_HANDLE handle, int iaxis, int imode);
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指令说明
|
单轴运动停止。
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输入参数
|
参数名
|
描述
|
handle
|
连接标识。
|
iaxis
|
轴号。
|
imode
|
模式：
0 （缺省）取消当前运动
1 取消缓冲的运动
2 取消当前运动和缓冲运动
3 立即中断脉冲发送
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|
输出参数
|
/
|
返回值
|
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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单轴持续运动
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详细说明
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如果指定轴在插补运动轴列表中，无论主轴或者其他轴，都停止轴组的插补运动
MODE0~2减速度按FASTDEC和DECEL中最大的值。
CANCEL后要调用绝对位置运动，必须先等待停止完成。
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03
MATLAB进行单轴运动开发
1.单轴运动控制人机交互界面如下。
2.例程简易流程图。
3.在MATLAB的GUI界面中新建控件进行程序编写。A.在工具栏新建“普通按钮”和可编辑文本，并双击修改属性。
B.控件右键，查看回调，“CallBack”创建回调响应函数，此时自动新建.m格式文件，在这里进行界面响应程序编写。
C.将自动创建的文件添加到项目中。
D.在“XXX_OpeningFcn”函数中加载函数库，并定义全局变量。% --- Executes just before untitled is made visible.function untitled_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)% This function has no output args, see OutputFcn.% hObject handle to figure% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)% varargin command line arguments to untitled (see VARARGIN)% Choose default command line output for untitledhandles.output = hObject;% Update handles structureguidata(hObject, handles);ifnot(libisloaded('zauxdll'))%加载函数库loadlibrary('zauxdll.dll','zauxdll2.h');enddisp("加载函数库");%命令行打印global g_handleptr;%定义连接句柄global g_nAxis;%定义轴号global g_Dir;%定义运动方向global g_Moveway;%定义运动方式 g_handleptr= libpointer('voidPtrPtr'); g_Dir=1; g_Moveway=0;g_nAxis=0;
4.编写“连接控制器”按钮程序，调用接口“ZAux_OpenEth（）”，使点击按钮时链接控制器。
% --- Executes on button press in pushbutton_openZmc.function pushbutton_openZmc_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton_openZmc (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA) handles.timer = timer('Period',0.05,'ExecutionMode','FixedRate',... 'TimerFcn',{@UpdateSliderData, handles});%定时器global g_handleptr;%定义连接句柄 ip =get(handles.edit_Ip,'String'); disp("连接控制器:"+ip); zmc_ip = char(ip); [res,~] = calllib('zauxdll','ZAux_OpenEth',zmc_ip ,g_handleptr); commandCheckHandler("ZAux_OpenEth",res);if res==0 fprintf('连接控制器成功\n');set(gcf,'NumberTitle', 'off', 'Name', '连接成功'); %msgbox('Connection successful'); start( handles.timer );%启动定时器else fprintf('连接控制器失败,错误码%d\n',res);set(gcf,'NumberTitle', 'off', 'Name', '连接失败'); msgbox('Connection failure，Please check the IP！');%连接控制器失败，请检查IP地址return;end
5.主界面右键添加销毁函数，调用“ZAux_Close（）”关闭连接。
% --- Executes during object deletion, before destroying properties.关闭连接function figure1_DeleteFcn(hObject, eventdata, handles)global g_handleptr;%定义连接句柄 calllib('zauxdll','ZAux_Close',g_handleptr);disp("关闭与控制器连接");%打印
6.通过定时器更新控制器轴状态：当前坐标、当前速度等。
function UpdateSliderData(obj, events, handles)global g_handleptr;%定义连接句柄global g_nAxis;%定义轴号 [res,~,runstate]=calllib('zauxdll','ZAux_Direct_GetIfIdle',g_handleptr,g_nAxis, 0); commandCheckHandler("ZAux_Direct_GetIfIdle",res); [res,~,curpos]=calllib('zauxdll','ZAux_Direct_GetDpos',g_handleptr, g_nAxis, 0); commandCheckHandler("ZAux_Direct_GetDpos",res); [res,~,curspeed]=calllib('zauxdll','ZAux_Direct_GetVpSpeed',g_handleptr, g_nAxis, 0); commandCheckHandler("ZAux_Direct_GetVpSpeed",res); str_curpos=num2str(curpos); str_curspeed=num2str(curspeed);if (runstate==0)set(handles.edit_runstate,'String',"当前运动状态:运行");elseset(handles.edit_runstate,'String',"当前运动状态:停止");endset(handles.edit_curpos,'String',"当前轴坐标：" +str_curpos);set(handles.edit_curspeed,'String',"当前轴速度：" +str_curspeed);
7.通过启动按钮的事件处理函数来设置轴参数并开始运动。
% --- Executes on button press in pushbutton_runmove.运动function pushbutton_runmove_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton_runmove (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)global g_handleptr;%定义连接句柄global g_nAxis;%定义轴号global g_Dir;%定义运动方向global g_Moveway;%定义运动方式 calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetAtype',g_handleptr, g_nAxis,0); calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetUnits',g_handleptr,g_nAxis,str2num(get(handles.edit_units,'String'))); calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetLspeed',g_handleptr, g_nAxis, str2num(get(handles.edit_lspeed,'String'))); calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetSpeed',g_handleptr, g_nAxis, str2num(get(handles.edit_speed,'String'))); calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetAccel',g_handleptr, g_nAxis, str2num(get(handles.edit_acc,'String'))); calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetDecel',g_handleptr, g_nAxis, str2num(get(handles.edit_dec,'String'))); calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetSramp',g_handleptr, g_nAxis, str2num(get(handles.edit_sramp,'String')));if (g_Moveway) %//连续运动 calllib('zauxdll','ZAux_Direct_Single_Vmove',g_handleptr, g_nAxis,g_Dir);else % //寸动 calllib('zauxdll','ZAux_Direct_Single_Move',g_handleptr, g_nAxis, g_Dir * str2num(get(handles.edit_step,'String'))); end
8.通过停止按钮的事件处理函数来停止插补运动。
% --- Executes on button press in pushbutton_stopMove.单轴停止function pushbutton_stopMove_Callback(hObject, eventdata, handles)global g_handleptr;%定义连接句柄global g_nAxis; calllib('zauxdll','ZAux_Direct_Single_Cancel',g_handleptr,g_nAxis,2);
04
调试与监控
编译运行例程，同时连接ZDevelop软件进行调试，对运动控制的轴参数和运动情况进行监控。
1.连接ZDevelop软件，并点击“视图”→“示波器”打开示波器对轴运动情况进行监控。
2.运行上位机软件进行调试监控。
3.教学视频。
video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_1945311884937592837
本次，正运动技术EtherCAT运动控制器的MATLAB开发，就分享到这里。
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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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