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Windows实时运动控制软核(六):LOCAL高速接口测试之Matlab

伺服与运动控制 来源:伺服与运动控制 2023-02-06 14:34 次阅读

今天,正运动小助手给大家分享一下MotionRT7的安装和使用,以及使用Matlab对MotionRT7开发的前期准备。

01

MotionRT7简介

MotionRT7是深圳市正运动技术推出的跨平台运动控制实时内核,也是国内首家完全自主自研,自主可控的Windows运动控制实时软核。

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1.MotionRT7具备以下特点(1)独立软件安装,适合各种Windows电脑绿色免安装,快速体验;采用硬件绑定的运行许可证授权(未授权也可试用);可以方便配置、启动、连接、模拟运行等。

(2)与MotionRT其它版本功能兼容,一次开发,可快速切换到嵌入式Linux各种平台。

(3)统一函数库接口,快速的本地LOCAL接口,运动函数调用快至us级别,比普通PCI卡快数十倍。

(4)集成机器视觉,快速搭建各类运动控制+机器视觉的实时应用。

(5)强大多卡功能,最多240轴联动,支持跨卡联动,脉冲与总线联动,振镜与平台联动,轻松实现位置锁存/PSO等高级功能。

2.持续迭代的运动控制实时内核MotionRT

MotionRT是正运动技术持续建设与发展的运动控制实时内核,已不断迭代7代,从MotionRT1MotionRT7。

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3.MotionRT7采用模块化软件架构

bebec592-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

运动控制程序、视觉算法、MotionRT7运动控制引擎,通过高共享内存进行数据交互,大大提升运动控制与机器视觉的交互效率。用户自定义功能,融合Gmc、Gear/Cam、Frame、Robotics、CNC等算法,打造用户的专用控制系统4.统一开放的API函数

统一完善的SDK库,所有的第三方开发环境同用一套API接口,跨平台的产品架构,提高效率,保持兼容性。

5.简单易用的运动控制功能特性

a.点位运动、直线插补、圆弧插补、螺旋插补、连续轨迹加工;

b.电子凸轮、电子齿轮、同步跟随、位置锁存、虚拟轴叠加;

c.S曲线加减速,SS曲线加减速,轨迹运动更柔和;

d.1D/2D/3D高速位置同步输出PS0,充分满足视觉飞拍、高速点胶、激光加工;

e.客户可自定义运动控制算法或者机器人正反解算法;

f.方便与第三方视觉配合。

6.开放的EtherCAT与配置调试工具

ZDevelop具备开放易用的配置,开发,调试,诊断等工具。ZDevelop不仅是个绿色免费的软件,而且具备轴调试,轴状态,示波器等工具。

bf01ce14-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

MotionRT7广泛支持EtherCAT总线,支持市面上广泛易用的EtherCAT伺服,EtherCAT步进,EtherCAT IO,EtherCAT阀岛和EtherCAT传感器

我司后续将持续完善EtherCAT的配置工具,持续努力做最好用的运动控制。

02

MotionRT7的安装和使用

第一步:安装驱动程序

1.打开“设备管理器”,选择“操作”中的“添加过时硬件”,选择“手动选择”。

bf1b5ee2-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

bf3ea276-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

2.点击“下一步”。

bf5e7be6-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

3.点击“从磁盘安装”。

bf80ddb2-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

4.点击“浏览按钮”选择驱动所在的路径,打开文件夹“driver_signed”,选择“ZMotionRt64.inf”。

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bfa20c80-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

5.一直点击下一步,直到安装完成。

bfb96e48-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

注意:驱动更新时,要从设备管理器删除设备,一定要选择把驱动文件也删除。6.MotionRT7驱动安装视频演示。

第二步:运行控制台程序

1.打开控制台程序所在位置,运行可执行文件“MotionRt710.exe”。

bfd6957c-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

2.点击“Start”。

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第三步:使用ZDevelop软件链接到控制器,进行参数监控

ZDevelop链接控制器,软件版本3.10以上,使用PCI/LOCAL方式进行连接。

c0095eda-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

c01dadea-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png第四步:网口扩展EtherCAT主站协议1.查看网络连接。c031f296-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png2.选择用作EtherCAT的网卡,右键属性,安装协议。

c04f2c08-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

c061cf0c-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

c0764d1a-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

3.点击从磁盘安装,选择驱动器所在的路径,打开文件夹”driver_signed”,选择“MotionRtPacket.inf”。

c08b7da2-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

c0a16ad6-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

c0b8d342-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

c0d92bd8-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

4.安装成功后,确认ZMotionRT64 Packet Protocol Driver前面有选上。

在RT控制台程序选择增加AddEcat,这时能看到对应网卡,选择后,启动RT。

c0eec6dc-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

5.MotionRT7 EtherCAT协议安装视频演示。

自带PC网卡EtherCAT具有一定的实时性,若EtherCAT要提升性能,则需要把网口其它的协议都去掉以提升实时性。如需进一步提升实时性,请使用正运动专门的EtherCAT运动控制卡XPCIE1032。更多关于MotionRT7的参数设置以及相关问题,请参照“MotionRT7说明书”

相关资料请前往正运动技术官网www.zmotion.com.cn或联系正运动相关人员。

03

Matlab进行MotionRT7项目的开发

1、打开MATLAB R2020a,新建工程:菜单“主页”→“新建”→“工程”→“空白工程”,启动创建项目向导。

c1162222-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

2、选择工程保存路径,设置工程名,点击创建。

c1580552-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

3、命令行输入GUIDE新建GUI。c16b7ea2-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png4、将产品配套光盘“..函数库dll”文件夹中的动态链接库“zmotion.dll”、“zauxdll.dll”复制到MATLAB工作目录中。

c182ef38-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

5、头文件“zauxdll2.h”复制到工程文件夹中。

c19b8296-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

c1b23d4c-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.pngc1cff972-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png6、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。

c1e02fa4-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

(2)使用loadlibrary('zauxdll.dll','zauxdll2.h'),加载函数库。

c1f0998e-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

(3)libfunctions zauxdll-full或libfunctionsview zauxdll,显示共享库函数签名。

c2019090-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

7、使用calllib调用zauxdll函数库中函数详细可查看MATLAB帮助。c249a7a4-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

c26825c6-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

至此,用户就可以在MATLAB函数库中调用任意函数并编写应用程序,具体函数的用法及功能可以参考光盘资料ZMotion PC函数库编程手册。

(1)相关PC函数介绍

指令1

ZAUX_FastOpen

指令原型

int32__stdcall ZAux_FastOpen(ZMC_CONNECTION_TYPEtype,char*pconnectstring, uint32 uims, ZMC_HANDLE* phandle)

指令说明

与控制器建立连接, 可以指定连接的等待时间

输入参数

参数名

描述

type

连接类型

type: 1-COM 2-ETH 4-PCI 5-LOCAL

pconnectstring

连接字符串:

COM口号/IP地址/LOCAL

uims

连接超时时间 uims;单位ms

输出参数

参数名

描述

phandle

控制器连接句柄

返回值

成功返回值为0,非0详见错误码说明

指令示例

1.串口连接:ZMC_HANDLE phandle;//控制器连接句柄

Char comID[32]= "0";//串口ID

ZAux_FastOpen(1, comID,1000s ,&phandle);

2.网口连接例子:

ZMC_HANDLE phandle;//控制器连接句柄

Char EthID[32]= "192.168.0.11";//网口ID

ZAux_FastOpen(1, EthID,1000s ,&phandle);

3.LOCAL接口连接例子:

ZMC_HANDLE phandle;//控制器连接句柄

ZAux_FastOpen(ZMC_CONNECTION_LOCAL, "LOCAL1",3000,&g_handle);

详细说明

/

指令2

ZAux_OpenEth

指令原型

int32__stdcall ZAux_OpenEth(char *ipaddr, ZMC_HANDLE * phandle)

指令说明

以太网连接控制器

输入参数

参数名

描述

Ipaddr

连接的IP地址

输出参数

参数名

描述

Phandle

返回的连接句柄

返回值

成功返回值为0,非0详见错误码说明

指令示例

网口连接控制器

详细说明

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。

指令3

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

参数名

描述

pfValue

获取当前轴位置

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

/

指令4

ZAux_Execute

指令原型

int32__stdcall ZAux_Execute(ZMC_HANDLE handle, const char *pszCommand, char *psResponse, uint32 uiResponseLength)

指令说明

发送字符串命令到控制器,缓存方式(当控制器没有缓冲时自动阻塞)

输入参数

参数名

描述

handle

连接句柄

pszCommand

发送的命令字符串

uiResponseLength

返回的字符长度

输出参数

参数名

描述

psResponse

返回的字符串

返回值

成功返回值为0,非0详见错误码说明

指令示例

在线命令函数的使用

详细说明

上位机调用上位机未封装的Basic指令功能

指令5

ZAux_DirectCommand

指令原型

int32__stdcall ZAux_DirectCommand(ZMC_HANDLE handle, const char *pszCommand,char *psResponse, uint32 uiResponseLength)

指令说明

发送字符串命令到控制器,直接方式(不进缓冲区,有少数命令,暂时不支持

输入参数

参数名

描述

handle

连接句柄

pszCommand

发送的命令字符串

uiResponseLength

返回的字符长度

输出参数

参数名

描述

uiResponseLength

返回的字符串

返回值

成功返回值为0,非0详见错误码说明

指令示例

在线命令函数的使用

详细说明

上位机调用上位机未封装的Basic指令功能

指令6

ZAux_Close

指令原型

int32__stdcall ZAux_Close(ZMC_HANDLE handle)

指令说明

关闭控制器连接

输入参数

参数名

描述

Handle

连接句柄

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

串口连接控制器

详细说明

/

在MATLAB的GUI设计界面,找到需要用到的控件拖拽到窗体中进行UI界面设计,效果如下。

c28dfa30-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

注:使用IP模式连接MotionRT7的时候,要将motionRT710中的Config配置项Eth num的值设置为一个大于0的数(1-12),输入的IP为本机IP,可以在ZDevelop中直接查看。

(2)相关代码①通过IP链接方式的链接按钮的消息响应函数来链接控制器。
% --- IP链接方式链接控制器Executes on button press in btn_open_eth.
function btn_open_eth_Callback(hObject, eventdata, handles)
global g_handleptr;%定义连接句柄
calllib('zauxdll','ZAux_Close',g_handleptr);
str_zmc_connect =get(handles.edit_ip,'String');
disp("连接控制器:"+str_zmc_connect);
[res,~] = calllib('zauxdll','ZAux_OpenEth',str_zmc_connect ,g_handleptr);
commandCheckHandler("ZAux_OpenEth",res);
if res==0
    fprintf('ETH连接控制器成功
');
    set(gcf,'NumberTitle', 'off', 'Name', '(网口连接成功)');
else
    fprintf('ETH连接控制器失败,错误码%d
',res);
    set(gcf,'NumberTitle', 'off', 'Name', '(未连接)');
    msgbox('Connection failure,Please check the IP!');%连接控制器失败,请检查IP地址
    return;
end

通过LOCAL链接方式的链接按钮的消息响应函数来链接控制器。

% --- Local链接方式链接控制器Executes on button press in btn_open_local.
function btn_open_local_Callback(hObject, eventdata, handles)
global g_handleptr;%定义连接句柄
calllib('zauxdll','ZAux_Close',g_handleptr);
str_zmc_connect =get(handles.edit_local,'String');
disp("连接控制器:LOCAL");
[res,~] = calllib('zauxdll','ZAux_FastOpen',5,str_zmc_connect ,3000,g_handleptr);
commandCheckHandler("ZAux_FastOpen",res);
if res==0
    fprintf('LOCAL连接控制器成功
');
    set(gcf,'NumberTitle', 'off', 'Name', '(LOCAL连接成功)');
else
    fprintf('连接控制器失败,错误码%d
',res);
    set(gcf,'NumberTitle','off','Name','(未连接)');
    msgbox('Connection failure,Please check the LOCAL!');%连接控制器失败,请检查IP地址
    return;
end

通过断开按钮的消息响应函数来断开控制器的链接。

% ---断开连接 Executes on button press in btn_close.
function btn_close_Callback(hObject, eventdata, handles)
global g_handleptr;%定义连接句柄
[res,~] =calllib('zauxdll','ZAux_Close',g_handleptr);
commandCheckHandler("ZAux_FastOpen",res);
disp("关闭与控制器连接");%打印

通过启动按钮下载basic文件并实时获取轴坐标进行绘制测试。

% --- 启动Executes on button press in btn_test1.
function btn_test1_Callback(hObject, eventdata, handles)
global g_handleptr;
h = animatedline; %创建空白动态曲线
axis([-500 2000 -500 1000]) %设置坐标系范围
Response =char(512*512);
cmd=char('?dpos(0),dpos(1),dpos(2),dpos(3),axisstatus(0),axisstatus(1),axisstatus(2),axisstatus(3),in(0),in(1),in(2),in(3)');
char Response;
cmdpath=char('C:UsersLemonMATLABProjectsLocalRunSPBasic1.bas');
[~,~,~]=calllib('zauxdll','ZAux_BasDown',g_handleptr, cmdpath,1);
for k = 1:10000
[~,~,~,Response]=calllib('zauxdll','ZAux_DirectCommand',g_handleptr, cmd, Response,255);
    Para = strsplit(Response,' ');
    x=str2double(Para(1));
    y=str2double(Para(2));
    set(handles.edit_dpos0,'String',Para(1));
    set(handles.edit_dpos1,'String',Para(2));
    set(handles.edit_dpos2,'String',Para(3));
    set(handles.edit_dpos3,'String',Para(4));
    set(handles.edit_axisstatus0,'String',Para(5));
    set(handles.edit_axisstatus1,'String',Para(6));
    set(handles.edit_axisstatus2,'String',Para(7));
    set(handles.edit_axisstatus3,'String',Para(8));
    set(handles.edit_in0,'String',Para(9));
    set(handles.edit_in1,'String',Para(10));
    set(handles.edit_in2,'String',Para(11));
    set(handles.edit_in3,'String',Para(12));
    addpoints(h,x,y);
    drawnow
end

(3)运行效果

c2a316cc-a504-11ed-bfe3-dac502259ad0.png(4)效果演示

(5)分析与结论MotionRT7的出现,无疑是一次重大的惊喜与升级,它在为我们进行大批量指令交互的过程中,提供了更好的效率与稳定性,给生产创造更高的效率与更多的价值!相关的函数请参照“ZMotion PC函数库编程手册”。

审核编辑 :李倩


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原文标题:Windows实时运动控制软核(六):LOCAL高速接口测试之Matlab

文章出处:【微信号:伺服与运动控制,微信公众号:伺服与运动控制】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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