EtherCAT運動控制器在LabVIEW中的運動控制與實時數(shù)據(jù)采集

本文以正運動技術(shù)EtherCAT運動控制器ZMC408CE為例，介紹如何使用LabVIEW對控制器參數(shù)進行獲取內(nèi)容并生成示波器波形。

01 ZMC408CE硬件介紹

ZMC408CE是正運動推出的一款多軸高性能EtherCAT總線運動控制器，具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盤等通訊接口，ZMC系列運動控制器可應(yīng)用于各種需要脫機或聯(lián)機運行的場合。

ZMC408CE支持8軸運動控制，最多可擴展至32軸，支持直線插補、任意圓弧插補、空間圓弧、螺旋插補、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨等功能。ZMC408CE支持PLC、Basic、HMI組態(tài)三種編程方式。PC上位機API編程支持C#、C++、LabVIEW、Matlab、Qt、Linux、VB.Net、Python等接口。

ZMC408CE支持8軸運動控制，可采用脈沖軸（帶編碼器反饋）或EtherCAT總線軸，通用IO包含24路輸入口和16路輸出口，部分IO為高速IO，模擬量AD/DA各兩路，EtherCAT最快125us的刷新周期。

ZMC408CE支持8個通道的硬件比較輸出、硬件定時器、運動中精準(zhǔn)輸出，還支持8通道PWM輸出，對應(yīng)的輸出口為OUT0-7，支持8個通道同時觸發(fā)硬件比較輸出。

02 LabVIEW進行運動控制開發(fā)

1、創(chuàng)建LabVIEW項目。

2.將“光盤資料”里面LabVIEW的Vi函數(shù)庫“zauxdll”文件夾下載到電腦中，然后復(fù)制到LabVIEW安裝路徑下LabVIEW/user.lib的文件夾內(nèi)。

Zauxdll函數(shù)庫路徑

Zauxdll函數(shù)庫粘貼路徑

3、相關(guān)PC函數(shù)介紹。

PC函數(shù)手冊也在光盤資料里面，具體路徑如下：“光盤資料8.PC函數(shù)函數(shù)庫2.1ZMotion函數(shù)庫編程手冊 V2.1.pdf”。

（1）ZAux_OpenEth()接口說明。

（2）獲取table寄存器內(nèi)容，導(dǎo)入示波器數(shù)據(jù)源。

（3）獲取規(guī)劃位置。

（4）獲取反饋速度。

（5）獲取規(guī)劃速度。

（6）獲取反饋位置。

（7）電子凸輪運動。

4、LabVIEW進行運動控制的數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)源獲取。

（1）新建Vi，在前面板，右鍵鼠標(biāo)，選擇控件進行UI設(shè)計，如圖所示，左邊是連接界面以及獲取點數(shù)、數(shù)據(jù)源等，右邊是示波器圖形規(guī)劃的位置。

（2）在程序編輯框中通過鼠標(biāo)，在添加的幀里面添加“While循環(huán)”，在“While循環(huán)”里面又添加“事件結(jié)構(gòu)”，右擊選擇添加事件分支，選擇“超時”事件，獲取當(dāng)前獲取到數(shù)據(jù)源的采樣點數(shù)，并將數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)導(dǎo)入到示波器中按波形顯示出來。

（3）選擇事件結(jié)構(gòu)，右擊選擇添加事件分支，在循環(huán)結(jié)構(gòu)中，當(dāng)句柄為空時自動進行獲取當(dāng)前ip的控制器，然后在該事件分支中使用“Z Aux Open Eth.vi”函數(shù)對控制器進行連接，以實現(xiàn)連接控制器按鈕的功能。

（4）選擇事件結(jié)構(gòu)，右擊選擇添加事件分支，選擇“斷開”值改變，然后在該事件分支中使用“Z Aux Close.vi”函數(shù)對控制器斷開連接，以實現(xiàn)斷開鏈接按鈕的功能。

（5）選擇事件結(jié)構(gòu)，右擊選擇添加事件分支，選擇“觸發(fā)”值改變，然后在該事件分支中使用“Z Aux Trigger.vi”函數(shù)進行觸發(fā)示波器抓取，以實現(xiàn)觸發(fā)指令抓取數(shù)據(jù)源將數(shù)據(jù)存儲到table寄存器中。

（6）選擇事件結(jié)構(gòu)，右擊選擇添加事件分支，選擇“啟動采集”值改變，然后在該事件分支中使用“Z Aux Execute.vi”函數(shù)調(diào)用指令SCOPE進行啟動獲取數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)，存放到table寄存器中。

（7）選擇事件結(jié)構(gòu)，右擊選擇事件，選擇“XY圖:”鼠標(biāo)改變，然后在該事件分支實時讀取XY示波器以及XY2示波器對應(yīng)范圍內(nèi)鼠標(biāo)的坐標(biāo)位置，并顯示在界面上。

（8）選擇條件結(jié)構(gòu)，當(dāng)正弦運動按鈕按下時兩段觸發(fā)正弦運動使用平鋪順序結(jié)構(gòu)按順序執(zhí)行兩段電子凸輪運動指令，使用“Z Aux Cam.vi”函數(shù)按照提前加載在table寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)進行對應(yīng)電子凸輪運動。

03 調(diào)試與監(jiān)控

編譯運行例程，同時連接ZDevelop軟件，并對應(yīng)使用單軸小例程運動一個正弦波形軌跡，進行抓取波形進行對比LabVIEW示波器波形以及ZDevelop軟件波形對比。

1.生成正弦波形數(shù)據(jù)的算法指令如下。

DIM num_p,scale,m,t '變量定義 num_p=100 scale=500 FOR p=0 TO num_p TABLE(p,((-SIN(PI*2*p/num_p)/(PI*2))+p/num_p)*scale) 'table存儲凸輪表運動參數(shù) NEXT

2、ZDevelop軟件示波器波形如下圖所示。

3、LabVIEW示波器波形，示波器數(shù)據(jù)源是DPOS數(shù)據(jù)內(nèi)容，與ZDevelop軟件示波器dpos波形一致。

4、LabVIEW示波器波形，示波器數(shù)據(jù)源是VP_Speed數(shù)據(jù)內(nèi)容，與ZDevelop軟件示波器VP_speed波形一致。

本次，正運動技術(shù)EtherCAT運動控制器在LabVIEW中的運動控制與實時數(shù)據(jù)采集，就分享到這里。

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審核編輯 黃宇