C#上位机与运动控制卡网络通讯的周期上报

http://www.gkong.com 2025-06-26 14:03 深圳市正运动技术有限公司

今天，正运动小助手给大家分享一下运动控制卡周期上报，通过提前设置经常读取的参数主动周期上报,可以减少PC主动轮询的时间。

本文以ECI2A18B运动控制卡为例，主要讲解如何使用C#编程语言来进行周期上报函数的编写和功能的开发。

ECI2A18B运动控制卡介绍

ECI2A18B是一款10轴脉冲型、模块化的网络型运动控制卡，采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制，同时支持多种通信协议，方便与其他工业控制设备连接和集成。安装配置相对便捷，适合于模块化和灵活性要求较高的控制系统。

运动控制卡ECI2A18B.png

ECI2A18B运动控制卡最大可扩展至12脉冲轴，支持8路高速输入和12路高速输出，集成丰富的运动控制功能，包含多轴点位运动、电子凸轮，直线插补，圆弧插补，连续插补运动等，满足多样化的工业应用需求。

运动控制卡ECI2A18B接线图.png

正运动提供自主自研IDE-RTSys开发编程软件，ECI2A18B控制卡支持多种上位机语言开发，均可调用同一套API函数库，易与现有的工业控制系统集成，极大地提高了工程师进行二次开发的效率，加速设备的部署和应用。

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01 周期上报

1.首先了解当PC主动轮询的次数过多时，可能会导致的问题：

（1）增加系统开销：轮询需要消耗系统资源，无论是任务轮询还是定时器轮询都需要相应的系统资源。这可能会导致系统性能下降，尤其是在多用户或资源受限的环境中。

（2）浪费CPU资源：无论设备是否发生状态改变，轮询总在进行。在实际情况中，大多数设备的状态改变通常不会那么频繁，轮询空转将白白浪费CPU时间片。

（3）影响电源管理：向PC报告外围设备的次数越多，消耗的功率就越高，这可能会缩短电池寿命或增加能源消耗。

（4）降低响应速度：如果轮询频率过高，可能会导致系统响应其他任务的速度变慢，因为CPU需要频繁地检查设备状态，而不是处理其他计算或用户交互任务。

（5）网络负载增加：如果轮询涉及到网络通信，过多的轮询请求可能会增加网络负载，导致网络拥堵或延迟增加。

（6）服务器压力增大：在客户端-服务器架构中，频繁的轮询请求可能会对服务器造成压力，尤其是在服务器资源有限的情况下，可能会导致服务质量下降或请求超时。

2.了解PC主动轮询次数过多，我们再来了解一下多种获取方式对于程序运行占比的区别：

在讨论单条获取、多条获取和周期性获取对程序运行的影响时，我们需要考虑这些操作的特点及其对程序整体性能的潜在影响。

（1）单条获取

单条获取通常指的是程序中每次只处理一个单独的数据项。这种方式简单直接，但在处理大量数据时可能效率低下，因为每次操作都涉及到上下文切换和资源管理的开销。在这种情况下，程序运行时间主要集中在处理数据本身，而非额外的控制逻辑。

（2）多条获取

多条获取涉及同时处理多个数据项。在现代计算机系统中，这通常通过多线程或并发技术实现，可以显著提高数据处理的吞吐量。然而，多线程带来的好处可能会被锁争、内存竞争和上下文切换等问题抵消。因此，多条获取可能会减少单个数据项处理的相对运行时间，但总体运行时间的减少取决于多线程优化的效果。

（3）周期性获取

周期性获取是指按照一定的时间间隔重复执行数据获取操作。这种方式常见于需要定期更新数据状态的应用场景，如实时监控系统或定时任务。周期性获取的运行时间占比取决于任务的周期性以及在每个周期内实际执行的工作量。如果周期性任务的负载较轻，那么它们可能不会显著影响程序的整体运行时间。

3.应用场合：

在实际应用中，选择哪种数据获取策略取决于具体的应用场景、数据特性和性能要求。例如，如果程序需要快速响应单个事件，单条获取可能更为合适。如果目标是最大化数据处理速度，多条获取可能更有益。而对于需要定期维护数据新鲜度的应用，周期性获取是必要的。

02 C#语言进行周期上报

1.在VS2010菜单“文件”→“新建”→“项目”，启动创建项目向导。

2.选择开发语言为“Visual C#”和.NET Framework 4以及Windows窗体应用程序。

3.找到厂家提供的光盘资料里面的C#函数库，路径如下（32位库为例）。

1）进入厂商提供的光盘资料找到“04PC函数”文件夹，并点击进入。

2）选择“01PC函数库V2.1”文件夹。

3）选择“Windows平台”文件夹。

4）选择“C#”文件夹。

5）根据需要选择对应的函数库，这里选择32位库。

4.将厂商提供的C#的库文件以及相关文件复制到新建的项目中。

1）将zmcaux.cs文件复制到新建的项目里面中。

2）将zauxdll.dll和zmotion.dll文件放入bin\debug文件夹中。

5.双击Form1.cs里面的Form1，出现代码编辑界面，在文件开头写入using cszmcaux，并声明控制器句柄g_handle。

6.至此，项目新建完成，可进行C#项目开发。

03 PC函数介绍

PC函数手册可在光盘资料获取，具体路径如下：“00光盘资料\03编程手册\03ZMotion PC函数库编程手册”。

1.链接控制器，获取链接句柄。

2.控制器自动上报相关指令。

3.注意周期上报指令使用事项。

04 C#之网络通讯的周期上报

1.上位机软件界面如下，首先连接控制器，设置周期上报参数和需要上报的参数，最后勾选启动强制上报即可。

2.例程讲解。

（1）连接控制器获取句柄，上位机操作通过获取到的句柄来操作控制器。

//连接控制器,控制器默认IP是192.168.0.11
ZauxErr = zmcaux.ZAux_OpenEth("192.168.0.11", out g_Handle);
if (0 != ZauxErr)
{
    AlmInifFile.Write(DateTime.Now.ToString("F"), "ZAux_OpenEth执行错误,错误码:" + ZauxErr.ToString(), "错误码信息");
}

（2）启动上报。当启动周期上报checkbox状态发生变化的时候通知CheckChange函数，首先判断是取消勾选还是勾选。如果是勾选则ZAux_CycleUpEnable使能周期上报并开始定时器进行周期上报数据包进行读取和刷新。

private void checkBox1_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
{
    //获取上报的参数
    StringBuilder psetesname = GetCycleStr();
    //勾选启动上报
    if (!StartUp && checkBox1.Checked == true) {
        try
        {
            //使能周期上报
            controlReturn = zmcaux.ZAux_CycleUpEnable(g_handle, Convert.ToUInt32(textBox1.Text), Convert.ToSingle(textBox2.Text), psetesname.ToString());
        }
        catch (FormatException fe)
        {
            checkBox1.Checked = false;
            MessageBox.Show(string.Format("{0}: {1}", fe.GetType().Name, fe.Message));
            return;
        }
        if (controlReturn != 0)
        {
            checkBox1.Checked = false;
            return;
        }
        textBox9.Text = "0";
        AppendTextOut(string.Format("周期上报开始 \r\n 命令：{0}\r\n", psetesname.ToString()));
        start = DateTime.Now;
        //
        timer1.Enabled = true;
        StartUp = true;
    }else if(StartUp && checkBox1.Checked == false){ //取消勾选周期上报
        controlReturn = zmcaux.ZAux_CycleUpDisable(g_handle, Convert.ToUInt32(textBox1.Text));
        DateTime end = DateTime.Now;
        if (controlReturn != 0) {
            AppendTextOut(string.Format("周期上报关闭失败 错误码:{0:D} \r\n",controlReturn));
            return;
        }
        timer1.Enabled = false;
        StartUp = false;
        TimeSpan abs = end - start;
        AppendTextOut(string.Format("{0:N3}ms， {2:N3} \r\n", abs.TotalMilliseconds, Convert.ToDouble(textBox9.Text), abs.TotalMilliseconds / Convert.ToDouble(textBox9.Text)));
    }
}
//读取上报参数
private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e){
    int received;
    try
    {
        //获取周期上报收到的数据包数量
        received = zmcaux.ZAux_CycleUpGetRecvTimes(g_handle,Convert.ToUInt32(textBox1.Text));
    }
    catch (FormatException fe)
    {
        timer1.Enabled = false;
        MessageBox.Show(string.Format("{0}: {1}", fe.GetType().Name, fe.Message));
        return;
    }
    if (received != Convert.ToUInt32(textBox9.Text))
    {
        //收到新的数据包则打印
        //打印函数
        GetCycleInfo();
        textBox9.Text = string.Format("{0:D}", received);
    }
}

（3）打印数据。通过ZAux_CycleUpReadBuffInt读取周期上报数据解析后通过AppendTextOut显示。

//打印收到的数据包
private void GetCycleInfo()
{
    StringBuilder showString = new StringBuilder();
    int ival = 0;
    for (int num = 0; num < 3; num++) {
        if (checkbox[num].Checked){
               showString.Append(combobox[num].SelectedItem.ToString());
               for (uint i = (uint)data[num].CycleParaStart; i < data[num].CycleParaNum; i++) {
                     //从周期上报里面读取内容
                     controlReturn = zmcaux.ZAux_CycleUpReadBuffInt(g_handle, Convert.ToUInt32(textBox1.Text), combobox[num].SelectedItem.ToString(),i, ref ival);
                     showString.AppendFormat(" {0:D}",ival);
                }
                showString.Append("\n");
        }
    }
    AppendTextOut(showString.ToString());
}