全國(guó)產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制邊緣控制器（五）：IO配置與回零運(yùn)動(dòng)的Python+Qt開發(fā)

今天，正運(yùn)動(dòng)小助手給大家分享一下全國(guó)產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制邊緣控制器ZMC432H如何使用Python+QT實(shí)現(xiàn)單軸回零運(yùn)動(dòng)控制開發(fā)。

一、功能簡(jiǎn)介

全國(guó)產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制邊緣控制器ZMC432H是正運(yùn)動(dòng)的一款軟硬件全國(guó)產(chǎn)自主可控，運(yùn)動(dòng)控制接口兼容EtherCAT總線和脈沖型的獨(dú)立式運(yùn)動(dòng)控制器，最多支持32軸運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)支持正運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)程HMI功能，能提供網(wǎng)絡(luò)組態(tài)顯示，可實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整參數(shù)配置。

ZMC432H具備豐富的硬件接口和控制功能模塊，能實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，以滿足工業(yè)控制協(xié)同工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求。ZMC432H內(nèi)置了Linux系統(tǒng)，可以使用本地的LOCAL接口進(jìn)行連接，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(shí)間為40us左右。

二、Python+QT進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制開發(fā)

（一）配置好python+Qt開發(fā)環(huán)境，以及安裝好所需工具

1、下載python解釋器。

2、安裝pyside2或者pyside6根據(jù)python解釋器的版本來選擇，高版本的解釋器使用pyside6。

安裝pyside2有以下兩種方式：

方式一：使用win+r打開運(yùn)行界面，然后輸入cmd（在安裝python解釋器的時(shí)候要根據(jù)安裝向?qū)渲煤铆h(huán)境變量，否則后面的指令不會(huì)執(zhí)行成功），pipinstall pyside2 -i https://pypi.douban.com/simple/；

方式二：在pycharm中安裝。3、安裝好PyCharm Community Edition，在如下界面點(diǎn)擊+號(hào)，安裝所需的工具，如pyside2。

4、在Pycharm中配置自定義工具（用于qt的界面編輯）。（1）按照如圖步驟打開Tool的編輯框。

（2）自定義Pyside2-uic：

a.Program填寫：Python安裝目錄 Scriptspyside2-uic.exe；

b.Arguments填寫：$FileName$ -o $FileNameWithoutExtension$.py；

c.Working directory填寫：$FileDir$。

（3）自定義QtDesigner：

a.Program填寫：Python安裝目錄 Scriptspyside2-designer.exe；

b.Working directory填寫：$ProjectFileDir$。

將自定義工具配置好之后就可以直接在PyCharm的菜單中直接使用了。

1、點(diǎn)擊Tools → Qt → Qtdesigner即可進(jìn)入U(xiǎn)I的設(shè)計(jì)界面。

2、右鍵ui文件，點(diǎn)擊Qt → Pyside2-uic即可生成ui文件的py文件。

（二）新建Python項(xiàng)目并添加函數(shù)庫(kù)

1、使用PyCharm Community Edition 2022打開一個(gè)新建的文件夾或者在進(jìn)入PyCharm Community Edition 2022之后新建一個(gè)目錄，并在目錄中添加Python文件。

2、找到找到廠家提供的光盤資料，路徑如下。

A.進(jìn)入廠商提供的光盤資料找到“04.PC函數(shù)”文件夾，并點(diǎn)擊進(jìn)入。

B.選擇“PC函數(shù)庫(kù)V2.1.1”文件夾。

C.選擇“Windows平臺(tái)”文件夾。

D.選擇“庫(kù)文件與例程”文件夾。

E.選擇“PYTHON例程”文件夾。

F.解壓對(duì)應(yīng)位數(shù)的壓縮包。

G.解壓后如下圖所示。

3、對(duì)于Windows系統(tǒng)來說將zauxdll.dll、zmotion.dll以及zauxdllPython.Py文件加入所創(chuàng)建的文件夾內(nèi)即可。

（三）查看PC函數(shù)手冊(cè)，熟悉相關(guān)函數(shù)接口。

1、PC函數(shù)手冊(cè)也在光盤資料里面，具體路徑如下：“光盤資料?4.PC函數(shù)ZMotionPC函數(shù)庫(kù)編程手冊(cè)及其例程源碼ZMotionPC函數(shù)庫(kù)編程手冊(cè)V2.1.1.pdf”。

2、鏈接控制器，獲取鏈接句柄。

（1）ZAux_OpenEth()接口說明：

（2）配置IO信號(hào)點(diǎn)對(duì)應(yīng)函數(shù)接口說明：

對(duì)接口的詳細(xì)說明可查看PC函數(shù)手冊(cè)。

（3）以下為回零運(yùn)動(dòng)調(diào)用接口，以及對(duì)回零模式的詳細(xì)說明：

加10表示碰到限位后反找, 不會(huì)碰到限位停止,例如13=模式3+限位反找10，用于原點(diǎn)在正中間的情況。

（四）Python+Qt開發(fā)控制器單軸回零例程。

1、例程界面如下。

2、程序示例如下。

（1）Python中加載qt的UI文件；

from PySide2.QtWidgets import QMessageBox
from PySide2.QtCore import QFile, QTimer
from PySide2.QtUiTools import QUiLoader
q_state_file = QFile("mainweiget.ui")
q_state_file.open(QFile.ReadOnly)
self.ui = QUiLoader().load(q_state_file)
q_state_file.close()

注：此時(shí)self.ui表示了qt中的ui。

（2）鏈接按鈕的事件處理函數(shù)中調(diào)用鏈接控制器的接口函數(shù)ZAux_OpenEth（），與控制器進(jìn)行鏈接,鏈接成功后啟動(dòng)定時(shí)器1監(jiān)控控制器狀態(tài)。

def on_btn_open_clicked(self):
   strtemp = self.ui.comboBox.currentText()
   print("當(dāng)前的ip是 ：", strtemp)
   if self.Zmc.handle.value is not None:
      self.Zmc.close()
      self.time1.stop()
      self.ui.setWindowTitle("單軸回零")
   iresult = self.Zmc.open_eth(strtemp)
   if 0 != iresult:
      QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "連接失敗")
   else:
      QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "連接成功")
      str_title = self.ui.windowTitle() + strtemp
      self.ui.setWindowTitle(str_title)
      self.Up_State()
      self.time1.start(100)

（3）通過定時(shí)器監(jiān)控控制器狀態(tài)。

def Up_State(self):
   idlelist = [ctypes.c_int(-1) for i in range(0, 4)]
   fdposlist = [ctypes.c_float(0) for i in range(0, 4)]
   for i in range(0, 4):
      self.Zmc.get_target_pos(i, fdposlist[i])  # 獲取當(dāng)前軸位置
      self.Zmc.get_idle(i, idlelist[i])  # 判斷當(dāng)前軸狀態(tài)
   str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[0].value else "運(yùn)行中", round(fdposlist[0].value, 2))
   self.ui.lineEdit_X.setText(str1)
   str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[1].value else "運(yùn)行中", round(fdposlist[1].value, 2))
   self.ui.lineEdit_Y.setText(str1)
   str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[2].value else "運(yùn)行中", round(fdposlist[2].value, 2))
   self.ui.lineEdit_Z.setText(str1)
   str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[3].value else "運(yùn)行中", round(fdposlist[3].value, 2))
   self.ui.lineEdit_R.setText(str1)

（4）使用回零按鈕的事件處理函數(shù)對(duì)回零運(yùn)動(dòng)前的參數(shù)進(jìn)行初始化以及調(diào)用對(duì)應(yīng)的回零模式操作回零運(yùn)動(dòng)。

def on_btn_run_clicked(self):
   if self.Zmc.handle.value is None:
      QMessageBox.warning(self.ui, "警告", "未連接控制器")
      return
   ifidle = ctypes.c_int(0)
   self.Zmc.get_idle(self.axis_Num,ifidle)
   if 0 == ifidle:
      QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "運(yùn)動(dòng)未停止")
      return
   # 設(shè)定軸類型 7 - 脈沖軸類型 + 編碼器Z信號(hào) 不用EZ回零也可以設(shè)置為1
   self.Zmc.set_axis_type(self.axis_Num,7 if self.mode < 3 else 1)
   # 設(shè)定脈沖模式及邏輯方向（脈沖 + 方向）
   self.Zmc.set_invert_step(self.axis_Num,0)
   # 設(shè)置當(dāng)量
   str_tmp = self.ui.edit_Units.text()
   float_tmp = float(str_tmp)
   self.Zmc.set_units(self.axis_Num,float_tmp)
   # 設(shè)置爬行速度
   str_tmp = self.ui.edit_CLSpeed.text()
   float_tmp = float(str_tmp)
   self.Zmc.set_creep(self.axis_Num,float_tmp)
   # 設(shè)置速度
   str_tmp = self.ui.edit_Speed.text()
   float_tmp = float(str_tmp)
   self.Zmc.set_speed(self.axis_Num,float_tmp)
   # 設(shè)置加速度
   str_tmp = self.ui.edit_Accel.text()
   float_tmp = float(str_tmp)
   self.Zmc.set_acceleration(self.axis_Num,float_tmp)
   # 設(shè)置減速度
   str_tmp = self.ui.edit_Decel.text()
   float_tmp = float(str_tmp)
   self.Zmc.set_deceleration(self.axis_Num,float_tmp)
   # 設(shè)置原點(diǎn)開關(guān)
   str_tmp = self.ui.edit_zeroIO.text()
   float_tmp = int(str_tmp)
   self.Zmc.set_datum_in(self.axis_Num,float_tmp)
   # 反轉(zhuǎn) ZMC系列認(rèn)為OFF時(shí)碰到了原點(diǎn)信號(hào)（常閉） ，如果是常開傳感器則需要反轉(zhuǎn)輸入口，ECI系列的不需要反轉(zhuǎn)
   if float_tmp != -1:
      self.Zmc.set_invert_in(float_tmp,1)
   # 設(shè)置正限位輸入信號(hào)開關(guān)
   str_tmp = self.ui.edit_FWDIO.text()
   float_tmp = int(str_tmp)
   self.Zmc.set_fwd_in(self.axis_Num,float_tmp)
   if float_tmp != -1:
      self.Zmc.set_invert_in(float_tmp,1)
   # 設(shè)置負(fù)限位輸入信號(hào)開關(guān)
   str_tmp = self.ui.edit_REVIO.text()
   float_tmp = int(str_tmp)
   self.Zmc.set_rev_in(self.axis_Num, float_tmp)
   if float_tmp != -1:
      self.Zmc.set_invert_in(float_tmp, 1)
   # 單軸回零
   self.Zmc.single_datum(self.axis_Num,self.mode)

（5）通過停止運(yùn)動(dòng)按鈕的事件處理函數(shù)來停止當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)。

def on_btn_stop_clicked(self):
   if self.Zmc.handle.value is None:
      QMessageBox.warning(self.ui,"警告","未連接控制器")
      return
   #如果已經(jīng)停止則無需操作
   isidle = ctypes.c_int(-1)
   self.Zmc.get_idle(self.axis_Num,isidle)
   if isidle:
      return
   self.Zmc.single_cancel(self.axis_Num,2)

（6）通過坐標(biāo)清零按鈕的事件處理函數(shù)來對(duì)當(dāng)前軸的坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)應(yīng)清零。

def on_btn_clear_clicked(self):
   if self.Zmc.handle.value is None:
      QMessageBox.warning(self.ui,"警告","未連接控制器")
      return
   isidle = ctypes.c_int(-1)
   self.Zmc.get_idle(self.axis_Num,isidle)
   if not isidle:
      QMessageBox.warning(self.ui,"警告","運(yùn)動(dòng)未暫停，不可清零")
      return
   self.Zmc.set_target_pos(self.axis_Num,0)

三、調(diào)試與監(jiān)控

編譯運(yùn)行例程，同時(shí)通過RtSys軟件連接控制器對(duì)控制器狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)全國(guó)產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制邊緣控制器（五）：IO配置與回零運(yùn)動(dòng)的Python+QT開發(fā)，就分享到這里。

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審核編輯：湯梓紅