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本文以正运动技术EtherCAT运动控制器ZMC408CE为例，介绍如何使用LabVIEW对控制器参数进行获取内容并生成示波器波形。
01ZMC408CE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
02LabVIEW进行运动控制开发
1、创建LabVIEW项目。
2.将“光盘资料”里面LabVIEW的Vi函数库“zauxdll”文件夹下载到电脑中，然后复制到LabVIEW安装路径下LabVIEW/user.lib的文件夹内。
Zauxdll函数库路径
Zauxdll函数库粘贴路径
3、相关PC函数介绍。
PC函数手册也在光盘资料里面，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”。
（1）ZAux_OpenEth()接口说明。
指令3
| ZAux_OpenEth |
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。
|
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）获取table寄存器内容，导入示波器数据源。
指令228
| ZAux_Direct_GetTable |
指令原型
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int32 __stdcall ZAux_Direct_GetTable(ZMC_HANDLE handle, int tabstart, int numes, float *pfValue)
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指令说明
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读取TABLE中的数据。
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输入参数
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参数名
|
描述
|
handle
|
连接句柄。
|
tabstart
|
读取Table寄存器的起始编号
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numes
|
读的个数
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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。
|
指令示例
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Table寄存器的使用
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详细说明
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是控制器自带的一个超大数组，数据类型为32位浮点型（4系列及以上为64位浮点数），掉电不保存。
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（3）获取规划位置。
指令27
| ZAux_Direct_GetDpos |
指令原型
|
int32 __stdcall ZAux_Direct_GetDpos(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float *pfValue)
|
指令说明
|
读取轴当前位置或称控制器发送的需求位置，单位units。
|
输入参数
|
参数名
|
描述
|
handle
|
连接标识。
|
iaxis
|
轴号。
|
|
输出参数
| |
返回值
|
成功返回值为0，非0详见错误码说明。
|
指令示例
|
轴基本运动参数设置获取
|
详细说明
|
/
|
（4）获取反馈速度。
指令37
| ZAux_Direct_GetMspeed |
指令原型
|
int32 __stdcall ZAux_Direct_GetMspeed(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float *pfValue)
|
指令说明
|
读取当前实时的轴反馈速度，单位units。
|
输入参数
|
参数名
|
描述
|
handle
|
连接标识。
|
iaxis
|
轴号。
|
|
输出参数
|
参数名
|
描述
|
pfValue
|
返回的实时的轴反馈速度。
|
|
返回值
|
成功返回值为0，非0详见错误码说明。
|
指令示例
|
float fValue;
ret = ZAux_Direct_GetMspeed(handle, 0, &fValue);
//读取轴0当前反馈速度。handle：控制器连续句柄
|
详细说明
|
/
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（5）获取规划速度。
指令38
| ZAux_Direct_GetVpSpeed |
指令原型
|
int32 __stdcall ZAux_Direct_GetVpSpeed (ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float *pfValue)
|
指令说明
|
读取控制器发送的轴实时运动速度，单位units/s。
|
输入参数
|
参数名
|
描述
|
handle
|
连接标识。
|
iaxis
|
轴号。
|
|
输出参数
|
参数名
|
描述
|
pfValue
|
返回的控制器发送的轴实时速度。
|
|
返回值
|
成功返回值为0，非0详见错误码说明。
|
指令示例
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float fValue;
ret = ZAux_Direct_GetVpSpeed(handle, 0, &fValue);
//读取轴0当前命令运动速度。handle：控制器连续句柄
|
详细说明
|
1.当多轴运动时，主轴返回的是插补运动的速度，不是主轴的分速度。
2.非主轴返回的是相应的分速度，与反馈速度效果一致。
3.规划速度在默认情况下是为显示多轴合成速度设计的，是没有负值的，除非把SYSTEM_ZSET(zbasic指令，PC可以用这个函数：
ZAux_Direct_SetParam(句柄, “SYSTEM_ZSET”,轴号, 设置值)）的bit0的值设置为0，就可以用来显示单轴的命令速度，可正可负。
|
（6）获取反馈位置。
指令29
| ZAux_Direct_GetMpos |
指令原型
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int32 __stdcall ZAux_Direct_GetMpos(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float *pfValue)
|
指令说明
|
读取轴测量反馈位置，单位units。
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输入参数
|
参数名
|
描述
|
handle
|
连接标识。
|
iaxis
|
轴号。
|
|
输出参数
|
参数名
|
描述
|
pfValue
|
获取当前轴测量反馈位置。
|
|
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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轴基本运动参数设置获取
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详细说明
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/
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（7）电子凸轮运动。
指令3
| ZAux_Direct_Cam |
指令原型
|
int32 __stdcall ZAux_Direct_Cam(ZMC_HANDLE handle,int iaxis, int istartpoint, int iendpoint, float ftablemulti, float fDistance)
|
指令说明
|
电子凸轮，CAM指令根据存储在TABLE中的数据来决定轴的运动。
|
输入参数
|
参数名
|
描述
|
handle
|
连接标识。
|
iaxis
|
轴号。
|
istartpoint
|
起始点TABLE编号，存储第一个点的位置。
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iendpoint
|
结束点TABLE编号。
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ftablemulti
|
位置乘以这个比例，一般为脉冲当量。
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fDistance
|
参考运动的距离，用来计算总运动时间。
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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。
|
指令示例
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凸轮表例程
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详细说明
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注：两个或多个CAM指令可以同时使用同一段TABLE数据区进行操作。
运动的总时间由设置速度和第四个参数决定，运动的实际速度根据TABLE轨迹与时间自动匹配。
TBALE数据需要手动设置，第一个数据为引导点，建议设为0。
TABLE数据*table multiplier这个比例=发出的脉冲数。
请确保指令传递的距离参数*units是整数个脉冲，否则出现浮点数会导致运动有细微误差。
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4、LabVIEW进行运动控制的数据采集数据源获取。
（1）新建Vi，在前面板，右键鼠标，选择控件进行UI设计，如图所示，左边是连接界面以及获取点数、数据源等，右边是示波器图形规划的位置。
（2）在程序编辑框中通过鼠标，在添加的帧里面添加“While循环”，在“While循环”里面又添加“事件结构”，右击选择添加事件分支，选择“超时”事件，获取当前获取到数据源的采样点数，并将数据源数据导入到示波器中按波形显示出来。
（3）选择事件结构，右击选择添加事件分支，在循环结构中，当句柄为空时自动进行获取当前ip的控制器，然后在该事件分支中使用“Z Aux Open Eth.vi”函数对控制器进行连接，以实现连接控制器按钮的功能。
（4）选择事件结构，右击选择添加事件分支，选择“断开”值改变，然后在该事件分支中使用“Z Aux Close.vi”函数对控制器断开连接，以实现断开链接按钮的功能。
（5）选择事件结构，右击选择添加事件分支，选择“触发”值改变，然后在该事件分支中使用“Z Aux Trigger.vi”函数进行触发示波器抓取，以实现触发指令抓取数据源将数据存储到table寄存器中。
（6）选择事件结构，右击选择添加事件分支，选择“启动采集”值改变，然后在该事件分支中使用“Z Aux Execute.vi”函数调用指令SCOPE进行启动获取数据源数据，存放到table寄存器中。
（7）选择事件结构，右击选择事件，选择“XY图:”鼠标改变，然后在该事件分支实时读取XY示波器以及XY2示波器对应范围内鼠标的坐标位置，并显示在界面上。
（8）选择条件结构，当正弦运动按钮按下时两段触发正弦运动使用平铺顺序结构按顺序执行两段电子凸轮运动指令，使用“Z Aux Cam.vi”函数按照提前加载在table寄存器内的数据进行对应电子凸轮运动。
03调试与监控编译运行例程，同时连接ZDevelop软件，并对应使用单轴小例程运动一个正弦波形轨迹，进行抓取波形进行对比LabVIEW示波器波形以及ZDevelop软件波形对比。1.生成正弦波形数据的算法指令如下。DIM num_p,scale,m,t '变量定义num_p=100scale=500FOR p=0 TO num_p TABLE(p,((-SIN(PI*2*p/num_p)/(PI*2))+p/num_p)*scale) 'table存储凸轮表运动参数NEXT
2、ZDevelop软件示波器波形如下图所示。
3、LabVIEW示波器波形，示波器数据源是DPOS数据内容，与ZDevelop软件示波器dpos波形一致。
4、LabVIEW示波器波形，示波器数据源是VP_Speed数据内容，与ZDevelop软件示波器VP_speed波形一致。
本次，正运动技术EtherCAT运动控制器在LabVIEW中的运动控制与实时数据采集，就分享到这里。
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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。
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