Windows實時運動控制軟核(三):LOCAL高速接口測試之C++

今天，正運動小助手給大家分享一下MotionRT7的安裝和使用，以及使用C++對MotionRT7開發(fā)的前期準備。

01 MotionRT7簡介

MotionRT7是深圳市正運動技術推出的跨平臺運動控制實時內核，也是國內首家完全自主自研，自主可控的Windows運動控制實時軟核。

1.MotionRT7具備以下特點

（1）獨立軟件安裝，適合各種Windows電腦；綠色免安裝，快速體驗；采用硬件綁定的運行許可證授權（未授權也可試用）；可以方便配置、啟動、連接、模擬運行等。

（2）與MotionRT其它版本功能兼容，一次開發(fā)，可快速切換到嵌入式，Linux各種平臺。

（3）統一函數庫接口，快速的本地LOCAL接口，運動函數調用快至us級別，比普通PCI卡快數十倍。

（4）集成機器視覺，快速搭建各類運動控制+機器視覺的實時應用。

（5）強大多卡功能，最多240軸聯動，支持跨卡聯動，脈沖與總線聯動，振鏡與平臺聯動，輕松實現位置鎖存/PSO等高級功能。

2.持續(xù)迭代的運動控制實時內核MotionRT

MotionRT是正運動技術持續(xù)建設與發(fā)展的運動控制實時內核，已不斷迭代7代，從MotionRT1到MotionRT7。

3.MotionRT7采用模塊化軟件架構

運動控制程序、視覺算法、MotionRT7運動控制引擎，通過高共享內存進行數據交互，大大提升運動控制與機器視覺的交互效率。用戶自定義功能，融合Gmc、Gear/Cam、Frame、Robotics、CNC等算法，打造用戶的專用控制系統。

4.統一開放的API函數

統一完善的SDK庫，所有的第三方開發(fā)環(huán)境同一套API接口，跨平臺的產品架構，提高效率，保持兼容性。

5.簡單易用的運動控制功能特性

a.點位運動、直線插補、圓弧插補、螺旋插補、連續(xù)軌跡加工；

b.電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、位置鎖存、虛擬軸疊加；

c.S曲線加減速，SS曲線加減速，軌跡運動更柔和；

d.1D/2D/3D高速位置同步輸出PS0，充分滿足視覺飛拍、高速點膠、激光加工；

e.客戶可自定義運動控制算法或者機器人正反解算法；

f.方便與第三方視覺配合。

6.開放的EtherCAT與配置調試工具

ZDevelop具備開放易用的配置，開發(fā)，調試，診斷等工具。ZDevelop不僅是個綠色免費的軟件，而且具備軸調試，軸狀態(tài)，示波器等工具。

MotionRT7廣泛支持EtherCAT總線，支持市面上廣泛易用的EtherCAT伺服，EtherCAT步進，EtherCAT IO，EtherCAT閥島和EtherCAT傳感器。

我司后續(xù)將持續(xù)完善EtherCAT的配置工具，持續(xù)努力做最好用的運動控制。

02 MotionRT7的安裝和使用

第一步：安裝驅動程序

1.打開“設備管理器”，選擇“操作”中的“添加過時硬件”，選擇“手動選擇”。

2.點擊“下一步”。

3.點擊“從磁盤安裝”。

4.點擊“瀏覽按鈕”選擇驅動所在的路徑，打開文件夾“driver_signed”，選擇“ZMotionRt64.inf”。

5.一直點擊下一步，直到安裝完成。

注意：驅動更新時，要從設備管理器刪除設備，一定要選擇把驅動文件也刪除。

第二步：運行控制臺程序

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

2.點擊“Start”。

第三步：使用ZDevelop軟件鏈接到控制器，進行參數監(jiān)控

ZDevelop鏈接控制器，軟件版本3.10以上，使用PCI/LOCAL方式進行連接。

第四步：網口擴展EtherCAT主站協議

1.查看網絡連接。

2.選擇用作EtherCAT的網卡，右鍵屬性，安裝協議。

3.點擊從磁盤安裝，選擇驅動器所在的路徑，打開文件夾”driver_signed”，選擇“MotionRtPacket.inf”。

4.安裝成功后，確認ZMotionRT64 Packet Protocol Driver前面有選上。

在RT控制臺程序選擇增加AddEcat，這時能看到對應網卡，選擇后，啟動RT。

自帶PC的網卡EtherCAT具有一定的實時性，如EtherCAT要提升性能，則需要把網口其它的協議都去掉以提升實時性。

如需進一步提升實時性，請使用正運動專門的EtherCAT運動控制卡XPCIE1032。

更多關于MotionRT7的參數設置以及相關問題，請參照“MotionRT7說明書”。

相關資料請前往正運動技術官網www.zmotion.com.cn或聯系正運動相關人員。

03 C++進行MotionRT7項目的開發(fā)

1.新建MFC應用。

2.將zauxdll.lib、zauxdll2.h、zauxdll.dll和zmotion.dll這4個文件放到剛剛創(chuàng)建的MFC項目文件夾下。以上資料可聯系正運動相關人員獲取。

3.添加頭文件聲明并聲明句柄。

（1）相關PC函數介紹

在C++的MFC設計界面，找到需要用到的控件拖拽到窗體中進行UI界面設計，效果如下。

注：使用IP模式連接MotionRT7的時候，要將MotionRT710中的Config配置項Eth num的值設置為一個大于0的數（1-12），輸入的IP為本機IP，可以在ZDevelop中直接查看。

（2）相關代碼

① 通過IP鏈接方式的鏈接按鈕的消息響應函數來鏈接控制器。

//IP鏈接方式鏈接控制器
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton1()
{
    CString s;
    ed1.GetWindowText(s);
    std::string ip = s.GetBuffer();
    if (!ZAux_OpenEth(&ip[0],&handle))
    {
        MessageBox("MotionRT7鏈接成功！");
    }
    else
    {
        MessageBox("MotionRT7鏈接失敗！");
    }
}

②通過LOCAL鏈接方式的鏈接按鈕的消息響應函數來鏈接控制器。

//Local鏈接方式鏈接控制器
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton3()
{
    // 連接類型, 
    CString s;
    cb1.GetWindowText(s);
    if (!ZAux_FastOpen((ZMC_CONNECTION_TYPE)5, &s.GetBuffer()[0], 1000, &handle))
    {
        MessageBox("MotionRT7鏈接成功！");
    }
    else
    {
        MessageBox("MotionRT7鏈接失??！");
    }
}

③通過斷開按鈕的消息響應函數來斷開控制器的鏈接。

//斷開上位機與控制器的鏈接
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton2()
{
    ZAux_Close(handle);
    MessageBox("MotionRT7已斷開！");
}

④通過單條指令交互周期的測試按鈕對單條指令交互的周期進行測試。

void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton5()
{
    CString s;
    std::string S;
    float dpos;
    double tme;
    char g[30];
    cb2.GetWindowText(s);
    S = s.GetBuffer();
    int i;
    DWORD startTime = GetTickCount64();//計時開始
    for (i= 1; i <= std::stoi(S); i++)
    {
        ZAux_Direct_GetDpos(handle, 0, &dpos);
    }
    ed2.SetWindowText(g);
    DWORD endTime = GetTickCount64();//計時結束
    tme = (double)(endTime - startTime) / (std::stoi(S)) * 1000;
    ed2.SetWindowText(std::to_string(tme).data());
    ed3.SetWindowText(std::to_string((double)(endTime - startTime)).data());
    ed6.SetWindowText(std::to_string(dpos).data());
}

⑤通過多條指令交互周期的測試按鈕對多條指令交互的周期進行測試。

void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton6()
{
    CString s;
    std::string S;
    float data[12] = { 0 };
    char get[255];
    cb2.GetWindowText(s);
    S = s.GetBuffer();
    std::string 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)";
    DWORD startTime = GetTickCount64();//計時開始
    for (int i = 1; i <= std::stoi(S); i++)
    {
        ZMC_DirectCommand(handle, &cmd[0], get, 255);
    }
    DWORD endTime = GetTickCount64();//計時結束
    double tme = (double)(endTime - startTime) / (std::stoi(S)) * 1000;
    ed4.SetWindowText(std::to_string(tme).data());
    ed5.SetWindowText(std::to_string((double)(endTime - startTime)).data());
    ZAux_TransStringtoFloat(&get[0], 12, data);
    ed7.SetWindowText(std::to_string(data[0]).data());
    ed8.SetWindowText(std::to_string(data[1]).data());
    ed9.SetWindowText(std::to_string(data[2]).data());
    ed10.SetWindowText(std::to_string(data[3]).data());
    ed11.SetWindowText(std::to_string((int)data[4]).data());
    ed12.SetWindowText(std::to_string((int)data[5]).data());
    ed13.SetWindowText(std::to_string((int)data[6]).data());
    ed14.SetWindowText(std::to_string((int)data[7]).data());
    ed15.SetWindowText(std::to_string((int)data[8]).data());
    ed16.SetWindowText(std::to_string((int)data[9]).data());
    ed17.SetWindowText(std::to_string((int)data[10]).data());
    ed18.SetWindowText(std::to_string((int)data[11]).data());
}

（3）運行效果

IP鏈接方式的測試（1w次）

LOCAL鏈接方式的測試（1w次）

IP鏈接方式的測試（10w次）

LOCAL鏈接方式的測試（10w次）

04 分析與結論

以上分別是對IP方式鏈接MotionRT7與LOCAL方式鏈接MotionRT7的指令交互測試，從上面運行效果圖的數據顯示來看，當進行

1w次和進行10w次的單指令交互或多指令交互的時候，LOCAL鏈接的方式進行指令交互所需要的單條指令交互時間（平均4.7us左右和3.9us左右），一次性讀取12個狀態(tài)的多條指令交互時間（平均6.2us左右和5.5us左右）都比IP鏈接的方式更快（平均28us左右與29us左右）。

其次，我們可以從運行結果看出MotionRT7在LOCAL鏈接的方式下，指令交互的效率也是非常地穩(wěn)定，當測試數量從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，這將為工藝作業(yè)中穩(wěn)定性提供了極大的保證。

MotionRT7的出現，絕對是一次重大的驚喜與升級，它為我們在進行大批量指令交互的過程中，提供了更好的效率與穩(wěn)定性，給生產創(chuàng)造更高的效率與更多的價值！

相關的函數請參照“ZMotion PC函數庫編程手冊”。

本次，正運動技術Windows實時運動控制軟核（三）：LOCAL高速接口測試之C++，就分享到這里。

審核編輯：湯梓紅