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XPLC006E功能简介
XPLC006E是正运动运动控制器推出的一款多轴经济型EtherCAT总线运动控制器，XPLC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。
XPLC006E自带6个电机轴，最多12轴运动控制（含虚拟轴数），支持12轴直线插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随、虚拟轴设置等功能。
XPLC006E支持多任务同时运行，同时可以在PC上直接仿真运行，编程方式多种可选，支持ZDevelop软件的Basic/PLC梯形图/HMI组态和常用上位机软件编程。
XPLC006E只支持EtherCAT总线轴，不支持脉冲轴和编码器轴。采用EtherCAT总线与驱动器通讯，1ms的刷新周期。
XPLC006E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、VB、matlab、Qt、Linux、.Net、iMAC、Python、 ROS等接口。
→此款产品有XPLC004E、XPLC006E、XPLC008E三个不同轴数的型号可选。
XPLC864E功能简介
XPLC864E在XPLC006E的功能基础上做了升级（即上节介绍的XPLC006E的功能都支持），部分资源空间优于XPLC006E，使用方法基本一致，不同之处在于XPLC864E，硬件支持32点输入、32点输出、2个ADC、2个DAC，支持脉冲轴和总线轴混合使用，总实轴轴数为8，除了带EtherCAT接口之外，输出口硬件上可配置为8个轴的脉冲方向信号输出，另带两路编码器输入，可由输入口配置
XPLC864E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、VB、matlab、Qt、Linux、.Net、iMAC、Python、 ROS等接口。
XPLC系列经济型EtherCAT总线运动控制器支持多种编程方式，支持使用正运动技术自主研发的ZDevelop开发环境的Basic语言和PLC梯形图，上一节讲解了ModbusRTU或ModbusTcp与触摸屏通讯，本节内容主要讲解控制器多任务运行的优势。
一多任务概念
1.什么是任务
任务是执行I/O刷新和用户程序等一系列指令处理的功能，控制器内的程序均以任务的方式运行，一个任务是指一个正在运行的程序。
2.任务编号的作用
任务编号用于区分任务，没有特殊的含义，任务编号的范围在控制器支持的任务数量内选取。
3.任务类型
任务的类型无需指定，用户可用的任务分两类，自定义的任务和中断任务。自定义任务由用户自行开启，指定任务编号，并编写任务内的代码；中断任务在触发了控制器支持的中断后才会被使用，中断程序执行完成中断任务便停止，中断任务无需指定任务号，按系统默认的任务号运行。
4.任务优先级
任务默认是无优先级的，需要优先执行的任务支持PROC_PRIORITY设置优先级，任务的优先级高表现在一个系统周期中优先执行，再执行其他的任务。
5.多任务
多任务即多个程序模块同时执行，并且能够互不干扰的同时运行，任务的使用由用户自行分配，但不能超过控制器支持的最大任务数。
6.任务数量查询
XPLC006E支持多任务，不同的控制器支持的任务数量不同，支持的具体任务数量，可连接控制器之后，在ZDevelop软件菜单栏“控制器状态”查看或在线命令发送?*max指令查看，如下图，表示该控制器用户可自定义的任务有10个，任务编号范围为0-9。
二多任务作用
多任务可以将复杂的程序分成几个部分，分别开任务来同时执行，每个部分的任务是独立的，这样就可以使设备的复杂运动过程变得简单明了，编程更灵活，例如参数更新、加工、急停、IO扫描等可以划分不同的任务模块，没有多任务的场合程序只能顺序执行，使得程序的执行效率十分低下。
在一个控制周期内，不同的任务根据当前执行的指令的差异，任务占用的时间也会有差异，并不完全相同，任务在默认情形下不存在优先级，可通过PROC_PRIORITY指令去设置某个任务的优先级。
如下图所示，设置任务5优先级为3，优先级范围1-10，10最高。
三多任务运行特点
1.运动控制器每个运动控制周期(SERVO PERIOD)包含MC、SS、以及用户多任务程序的运行，如下图所示。
（1）Motion Control：运动控制、EtherCAT通讯、中断的实现。
（2）运动控制包含：单轴运动控制、多轴插补运动、机械手正反解算法等；EtherCAT通讯包含PDO通讯与SDO通讯。
（3）System Service：包含RS232串口通讯、RS485串口通讯、CAN通讯、EtherNET通讯（MODBUS RTU主从通讯以及ZDevelop相关软件服务）
（4）TASK0、…、TASK21：对应于各个任务的运行，任务编号从0开始，第0个任务到第21个任务。
2.不同类型文件的任务执行规则。
Basic的所有任务只扫描运行一次便停止（除非程序内有WHILE死循环才会一直运行）。一个工程项目下Basic文件支持同时存在多个自动运行任务，自动运行任务是上电后同时开启的，无先后顺序。
由于PLC程序是自行循环扫描的，故在一个工程项目下建议PLC只设置一个主任务循环，PLC子程序若以任务开启，只运行一次。设置方法为给PLC文件只一个自动运行任务号或者在其他任务中开启一个PLC任务，那么这个PLC任务便为PLC的主任务。
HMI程序必须要以一个任务去启动，否则下载程序后无法运行HMI，初始化函数只扫描执行一次，周期函数循环扫描。一个工程项目下HMI文件仅支持一个，组态程序要运行只能通过给HMI文件设置自动运行任务号。
控制器同时处理四个任务，如上图，任务0123之间是并行的，互不干扰，控制器下载程序之后这四个文件任务同时启动，同时还能在文件任务执行的时候，使用任务指令开启SUB子程序任务或标记任务，SUB子程序任务或标记任务一旦开启，便与主程序无关，任务运行停止后可重复触发任务执行。
3.控制器多任务的优势。
（1）程序模块化：用户可以将程序编写成多个较小的、特定的程序，来实现客户设备指定的功能。
（2）并发性：每个任务可以独立运行，任务开启后，不受其他任务的影响。
（3）简化错误处理：划分多任务运行后错误处理变得简单，只需处理出错的任务。
（4）命令交互：程序处于运行状态时，用户也可以随时进行命令交互，如在线修改运动参数，在线命令栏发送指令等，其他程序不受影响。
四多任务状态查看
任务状态有三种，正在运行、停止和暂停，任务状态查看有如下3种方式。
1.任务指令查看。
PROC_STATUS：任务状态查看，只读参数。返回值：0-任务停止，1-任务正在运行，3-任务暂停中。
示例：
PRINT PROC_STATUS(0) '打印任务0状态
?*PROC_STATUS '打印控制器支持的所有任务的状态
如下图 4-7，Basic任务0和1已运行完停止，PLC任务2正在运行。
2.任务窗口查看。
在菜单栏“调试”→“启动/停止调试”打开任务窗口（如下图所示），任务窗口可以查看已经开启的任务的任务编号、运行状态、当前文件和运行行号，看不到未开启的任务。
Basic的任务在程序扫描完成后，任务变为Stopped状态，PLC主任务由于会循环扫描，所以一直处于Running状态。
3.打开菜单栏“调试”→“故障诊断”窗口。
可查看控制器的支持的所有任务编号的状态、所处的文件和运行的行号。窗口也可以显示各任务报错的故障信息，如下图所示。
五多任务启动与停止
1.多任务操作指令
多任务主要操作指令如下：
（1）END：当前任务正常结束
（2）STOP：停止指定文件运行的任务
（3）STOPTASK ：停止指定任务
（4）HALT ：停止所有任务
（5）RUN ：启动新任务运行一个文件
（6）RUNTASK：启动新任务运行一个SUB或者运行一个带标签的程序
（7）PAUSETASK：暂停指定任务
（8）RESUMETASK：恢复指定任务，恢复后任务从停止处继续往下执行
Basic和PLC的任务操作均是使用以上指令。
2.多任务启动
任务启动有三种方式，分别是自动运行任务号设置、RUN指令和RUNTASK指令，使用指令开启任务时，程序扫描执行到该指令后再开启任务。(开启任务时注意任务编号的填写，任务不能重复开启)
（1）自动运行任务号：在“文件视图”窗口设置自动运动任务号。控制器上电后首先执行带自动运行任务号的文件，自动运行任务号Basic文件可设置多个，PLC文件和HMI文件仅支持一个。自动运行文件为并行运行，上电后同时开启。
（2）RUN指令将文件作为一个任务启动。
示例：RUN "TuXing_001.bas",2 '将TuXing_001.bas文件作为任务2启动
（3）RUNTASK指令将SUB子程序或带标签程序作为一个任务启动。可跨文件开启全局定义的SUB子程序，要开启任务的标签程序只能存在本文件内。
示例：RUNTASK 1,task_home '以任务1启动task_home子程序
3.多任务停止
停止任务指令有STOPTASK，STOP，HALT三种。(任务停止再启动就会从头执行任务)
开启任务时，一般先使用STOPTASK停止任务，再RUNTASK开启，避免任务出现重复开启报错。
（1）STOPTASK支持停止文件任务、SUB子程序任务和带标签的任务。
示例：STOPTASK 2 '停止任务2
（2）STOP指令支持停止Basic文件任务，推荐使用STOPTASK指令，操作更简单。
（3）HALT指令停止所有任务
示例：HALT '停止项目内的所有任务
→快速停止所有任务还可以使用软件菜单栏的“紧急停止”按钮、如下图，项目内有两个任务，下载运行后，任务0和任务1正在运行中。
→发送在线命令：STOPTASK 0
→发送在线命令STOPTASK后停止任务0。
→再次启动任务可以再次下载程序。
上方程序不能使用RUN指令开启自动运行文件任务0，因为任务0中自动开启的任务1仍在运行，若使用指令再次开启任务0，会导致任务1重复开启。若停止的任务1，则可以使用RUNTASK指令单独开启任务1。
4.任务暂停与恢复
暂停任务使用PAUSETASK指令，恢复任务使用RESUMETASK指令。恢复后任务从暂停处继续向下执行。暂停的任务支持停止。
（1）PAUSETASK：暂停指定任务
示例：PAUSETASK 1 '暂停任务1
（2）RESUMETASK：恢复指定任务
示例：RESUMETASK 1 '继续运行任务1
→如下图，项目内有两个任务，下载运行后，任务0和任务1正在运行中。
→发送在线命令控制任务的暂停或恢复。
→在线命令发送：PAUSETASK 0 '任务0被暂停
→在线命令发送：RESUMETASK 0 '任务0恢复运行状态
六多Basic和PLC任务相互调用
1.Basic调用PLC任务
（1）Basic文件内使用RUN指令调用PLC文件，如下图所示。
（2）Basic文件内使用RUNTASK指令调用PLC内LBL指令定义的子程序，如下图。
2.PLC调用Basic任务
PLC内使用EXE或EXEP(脉冲执行)指令，调用Basic的任务指令，从而调用Basic文件任务或子程序任务，如下图所示。
七多任务调用示例
由于XPLC864E控制器ZDevelop的三种编程方式都支持，同时还支持多种插补功能，给出下面两个不同的多任务程序案例参考。
程序下载运行，首先启动带自动运行任务号的文件，自动运行任务号可设置多个，也可以只设置一个，其他的文件任务采用RUN指令开启。
之后根据要调用的程序所处位置，在自动运行的文件中加入RUN或RUNTASK指令调用其他任务执行。
最后在编程时按功能进行模块划分，每个模块指定一个任务号运行，模块程序块在需要时才调用任务执行，减少程序扫描时间，提高控制器的执行效率。
1.Basic多任务编程
示例程序分为两个Basic文件，Main文件上电自动以任务0运行，其他任务在任务0中使用指令开启，如下图所示。
→示例程序多任务调用的框架如下图所示。
（1）文件一：Main.bas
RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE
GlobalInit '参数定义
AxesInit '轴参数初始化
WHILE 1
IF SCAN_EVENT(IN(0))> 0 THEN '启动主运动
STOPTASK 2
'Basic开启任务调用Basic文件
RUN "TuXing_001.bas",2 '以任务2运行主运动程序
ENDIF
IF SCAN_EVENT(IN(1))> 0 THEN '停止
sub_stop
ENDIF
IF SCAN_EVENT(IN(2))> 0 THEN '回零
RUNTASK 1,task_home '以任务1启动回零
ENDIF
WEND
END '主程序结束
'''参数定义
GLOBAL SUB GlobalInit()
'主程序
GLOBAL CONST AXISNUM = 3 '总轴数
GLOBAL g_state'控制器状态
g_state = 0 '0--初始状态；1--待机；2--回零；3--运行
GLOBAL deal_home '回零标志
deal_home = 0
END SUB
''' 轴参数以及IO的定义
GLOBAL SUB AxesInit()
BASE(0,1,2)
DPOS=0,0,0
MPOS=0,0,0
UNITS = 100,100,100 '脉冲当量
ATYPE = 1,1,1 '步进方式
SPEED=100,100,100
LSPEED=0,0,0 '起始速度
CREEP=10,10,10 '回零反找速度
ACCEL=1000,1000,1000
DECEL=1000,1000,1000
SRAMP = 20,20,20 'S曲线时间设置
DATUM_IN=8,9,10 '原点输入配置
REV_IN=-1,-1,-1 '负向限位，与原点连到一起
FWD_IN=-1,-1,-1 '正向限位
ALM_IN = -1,-1,-1
'特殊IO反转改为常开输入
INVERT_IN(8,ON)
INVERT_IN(9,ON)
INVERT_IN(10,ON)
MERGE = ON '缺省配置以主轴0进行的为连续插补
CORNER_MODE = 2'启动拐角减速
DECEL_ANGLE = 15 * (PI/180)'开始减速的角度 15度
STOP_ANGLE = 45 * (PI/180)'降到最低速度的角度45度
END SUB
GLOBAL SUB task_home()
g_state = 2 '回零中
FOR i = 0 TO AXISNUM - 1
BASE (i) '选择参与运动的轴
CANCEL(2) '停止
WAIT IDLE
NEXT
FOR i=0 TO AXISNUM-1
SPEED(i)=50 '回零速度
HOMEWAIT(i)=100 '反找等待时间
DATUM(3) AXIS(i) '回零方式
NEXT
WAIT UNTIL IDLE(0) AND IDLE(1) AND IDLE(2)
WA 10
PRINT "回零完成..."
BASE(0,1,2)
DPOS=0,0,0
MPOS=0,0,0
g_state = 1 '回零完成，回到待机状态
deal_home = 1 '回零完成标志
END SUB
GLOBAL SUB sub_stop() '停止
STOPTASK 2 '停止运动主程序
STOPTASK 1 '
RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE
g_state = 1 '轴停止，回到待机状态
END SUB
（2）文件二：TuXing_001.bas
IF deal_home = 1 THEN '判断回零是否完成，执行主程序模块
g_state = 3 '运动中
PRINT "开始运动..."
TRIGGER
BASE(0,1,2)
MOVEABS(0,0,0)
MOVE(100) AXIS(2)
MOVECIRC(200,0,100,0,1) '半径100顺时针画半圆
MOVE(0,-200)
MOVECIRC(-200,0,-100,0,1)
MOVE(0,200)
WAIT IDLE(0)
WAIT IDLE(2)
PRINT "结束运动..."
g_state = 1 '运动完成
ELSE
PRINT "轴未回零,请先回零..."
ENDIF
END
示波器采样各轴位置曲线和XY模式下的合成轨迹。
位置曲线
XY模式下的合成轨迹
2.Basic和PLC多任务混合编程
PLC文件任务建议只设置一个，若同时运行两个PLC文件任务，会提示告警信息：Warn file:"PLC2.PLC" line:1 task:2, can not set PLC main task, task:1 already be set.
含义是PLC已经有一个主任务1了，但任务2仍能正常运行，如下所示。
PLC文件或Basic文件内使用RUNTASK指令开启的PLC子程序任务只能运行一次，与PLC内开启PLC子程序效果一致。
→Basic文件内使用RUNTASK指令开启的PLC子程序任务，如下图：
→PLC文件内使用RUNTASK指令开启的PLC子程序任务，如下图：
示例：如下图所示，Basic文件用于参数初始化，PLC文件用于条件控制轴运行。Basic文件由自动运行任务号0开启，PLC文件由Basic文件内的RUN指令开启，开启之后循环扫描。
示例程序：
（1）Basic文件程序
RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
WAIT IDLE(1)
'参数初始化
BASE(0,1) '选择XY
DPOS = 0,0
MPOS = 0,0
ATYPE=1,1 '脉冲方式步进或伺服
UNITS = 100,100 '脉冲当量
SPEED = 100,100
ACCEL = 500,500
DECEL = 500,500
FASTDEC=2000,2000
SRAMP=100,100 'S曲线
MERGE = ON '启动连续插补
RUN "PLC1.PLC" ,1 '调用PLC文件任务
（2）PLC文件梯形图程序，上方Basic程序用PLC梯形图实现如下图。
（3）PLC梯形图对应语句表程序。（注意：PLC梯形图和语句表之间支持互相转换）
//直线插补运动
LD M8002
ZRST M0 M10
LDP X0
DEMOV K300 D0
DEMOV K400 D2
// IN1上升沿启动运行,IN2按下运动快速停止
LDP X1
OR M0
ANI M1
ANI X2
OUT M0
EXEP @TRIGGER
MOVE D0 D2
LD M8100
PLS M1
END
（4）直线插补运动效果图。位置曲线，XY模式下的合成轨迹。
位置曲线
XY模式下的合成轨迹
本次，正运动技术经济型EtherCAT运动控制器(五）：多任务运行，就分享到这里。
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