Windows实时运动控制软核(二):LOCAL高速接口测试之Qt

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qt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。
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); 可以方便的配置、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,已不断迭代了 7代,从 motionrt1到 motionrt7。
3.motionrt7采用模块化软件架构
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
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。而且zdevelop是个绿色免费的软件,具备轴调试,轴状态,示波器等工具。
motionrt7广泛支持ethercat总线,motionrt7支持市面上广泛易用的ethercat伺服,ethercat步进,ethercat io,ethercat阀岛,ethercat传感器。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”,并且选择“手动选择”。
2.点击“下一页”。
3.点击“从磁盘安装”。
4.选择驱动器所在的路径,打开文件夹“driver_signed”,选择“motionrt64.sys”。
5.然后一直点击下一步,直到安装完成。
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。
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”。
2.点击“start”。
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。
第四步:网口扩展ethercat主站协议
1.查看网络连接。
2.选择用作ethercat的网卡,右键属性,安装协议。
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”。
4.安装成功后,确认motionrt64 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,选择上,然后启动rt。
自带pc的网卡ethercat有一定的实时性,如ethercat要提升性能,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” 。相关资料请上正运动技术官网www.zmotion.com.cn或者联系正运动相关人员。
03  qt creator进行motionrt7项目的开发
1.新建qt项目。
2.将zmcaux.cpp、zmcaux.h、zmotion.dll、zmotion.lib、zmotion.h这5个文件放到刚刚创建的qt项目文件夹下。 以上资料可通过百度网盘下载或联系正运动相关人员获取。
3.添加外部静态库“zmotion.lib”。
(1)右击项目文件夹,点击“添加库”。
(2)选择“外部库”。
(3)点击浏览库文件选择zmotion.lib,然后如下图进行设置。
(4)点击完成按钮,完成静态库的添加。
(5)右键点击pro文件,然后添加如下图所示的代码用于往项目里面添加zmcaux.cpp、zmcaux.h、zmotion.h文件,添加完成后点击”ctrl+b”对项目里面的文件进行刷新。
(6)定义链接控制器的链接句柄zmc_handle g_handle,接着就可以调用正运动提供的api进行项目开发了。
4.相关功能开发(local高速接口测试,轴参数读取,ethercat总线轴的使用)。
(1)相关pc函数介绍
在qt的设计师界面,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。
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
a.通过ip链接方式的链接按钮的槽函数来链接 控制器(ip链接方式)。
//ip链接方式链接控制器void mainwindow::on_ipliskbutton_clicked(){ //如果链接处于断开状态 if(g_handle == null) { //获取下拉框里面的ip地址 qstring ipaddressbuff=ui->comboxiplist->currenttext(); qbytearray ba = ipaddressbuff.tolatin1(); char *ipaddress; ipaddress=ba.data(); //连接控制器 iresult =zaux_openeth(ipaddress,&g_handle); //更新链接状态 if(iresult == 0) { ui->locallinkstatus->settext(未链接); ui->locallinkstatus->setstylesheet(background-color: mistyrose); ui->iplinkstatus->settext(链接成功); ui->iplinkstatus->setstylesheet(background-color: palegreen); } } else { qmessagebox::critical(this, 错误, qstring(请先点击断开链接按钮再进行链接操作)); }}b.通过local链接方式的链接按钮的 槽函数来链接控制器。//local链接方式链接控制器void mainwindow::on_locallinkbutton_clicked(){ //如果链接处于断开状态 if(g_handle == null) { //获取下拉框里面的local连接的字符串 qstring localaddressbuff=ui->comboxlocal->currenttext(); qbytearray ba = localaddressbuff.tolatin1(); char *localaddress; localaddress=ba.data(); //连接控制器 iresult = zaux_fastopen(zmc_connection_local,localaddress,3000,&g_handle); //更新链接状态 if(iresult == 0) { ui->locallinkstatus->settext(链接成功); ui->locallinkstatus->setstylesheet(background-color: palegreen); ui->iplinkstatus->settext(未链接); ui->iplinkstatus->setstylesheet(background-color: mistyrose); } } else { qmessagebox::critical(this, 错误, qstring(请先点击断开链接按钮再进行链接操作)); }}c.通过断开按钮的槽函数来断开控制器的链接。//断开上位机与控制器的链接void mainwindow::on_closelinkbutton_clicked(){ //停止所有轴运动 iresult =zaux_direct_rapidstop(g_handle,2); //断开控制器的链接 iresult = zaux_close(g_handle);}  
d. 通过总线初始化按钮的槽函数对总线驱动器进行初始化 。
//总线扫描void mainwindow::on_ecataxisinitbutton_clicked(){ if(g_handle !=null) { int err; //扫描槽位号0上的总线设备,设备数为1,超时时间为3000ms。 err = zaux_buscmd_ecatscan(g_handle,0,1,3000); if(err!=0) { if(err == -2) { qmessagebox::critical(this, 总线扫描失败, qstring(扫描超时)); } else if(err == -1) { qmessagebox::critical(this, 总线扫描失败, qstring(节点数目不一致)); } else { qmessagebox::critical(this, 总线扫描失败, qstring(其他错误,详见错误码)); } return ; } //初始化总线轴,槽位号0的起始轴号为0,轴类型设置为65,pdo模式设置为模式0 err = zaux_buscmd_ecataxisinit(g_handle,0,0,65,0); if(err!=0) { if(err == -1) { qmessagebox::critical(this, 总线轴使能失败, qstring(总线初始化错误)); } else { qmessagebox::critical(this, 总线轴使能失败, qstring(其他错误)); } } } else { qmessagebox::critical(this, 错误, qstring(请先链接控制器)); }}  
e. 通过单条指令交互周期的测试按钮的槽函数启动新线程,对单条指令交互的周期进行测试 。
//开启新线程,对单条指令交互的周期进行测试void mainwindow::on_singletestbutton_clicked(){ //如果链接控制器发生错误 if (g_handle != null) { //处理子线程发送过来的信号 task1 = new mythread(); void (mythread::*pstarttesttask)(int) = &mythread::starttesttask; void (mainwindow::*psingleapitest)(int) = &mainwindow::singleapitest; connect(task1,pstarttesttask,this,psingleapitest); //获取测试次数 testnum = ui->singletestnum->currenttext().toint(); task1->start(); } }//task1的run函数void mythread::run(){ //获取测试前的系统计时器时间 starttime=clock(); for (int j=0; j  
f. 通过多条指令交互周期的测试按钮的槽函数启动新线程,对多条指令交互的周期进行测试 。
//开启新线程,对多条指令交互的周期进行测试void mainwindow::on_testbutton_clicked(){ //如果链接控制器发生错误 if (g_handle != null) { //处理子线程发送过来的信号 task2 = new mythread(); void (mythread::*pstarttesttask)(int) = &mythread::starttesttask; void (mainwindow::*psingleapitest)(int) = &mainwindow::singleapitest; connect(task2,pstarttesttask,this,psingleapitest); //获取测试次数 testnum = ui->testnum->currenttext().toint(); task2->start(); } }//task2的run函数void mythread::run(){ //生成命令字符串 char command[128]=?dpos(0),dpos(1),dpos(2),mspeed(0),mspeed(1),mspeed(2),idle(0),idle(1),idle(2); char returnbuff[64]={0}; //获取测试前的系统计时器时间 starttime=clock(); for (int j=0; j  
04  分析与结论
以上分别是对ip方式链接motionrt7与local方式链接motionrt7的指令交互测试,从上面的运行效果图的数据显示来看,可以看出当进行1w次和进行10w次 的单指令交互或多指令交互时,local链接的方式进行指令交互所需要的单条指令交互时间(平均5us左右),一次性读取12个状态的多条指令交互时间(平均9us左右)都是要比ip链接的方式更快(平均34us左右与36us左右)。
其次,我们可以从运行结果看出motionrt7在local链接的方式下,指令交互的效率也是非常地稳定,当测试数量从1w增加到10w时,单条指令交互时间与多条指令交互时间波动不大,这将为工艺作业中稳定性提供了极大的保证。
motionrt7的出现,绝对是一次重大的惊喜与升级,它为我们在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”。
本次,正运动技术 windows实时运动控制软核(二):local高速接口测试之qt ,就分享到这里。


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