XPCIE1032H功能简介
XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT总线运动控制卡，可选6-64轴运动控制，支持多路高速数字输入输出，可轻松实现多轴同步控制和高速数据传输。
XPCIE1032H运动控制卡集成了强大的运动控制功能，结合MotionRT7运动控制实时软核，解决了高速高精应用中，PC Windows开发的非实时痛点，指令交互速度比传统的PCI/PCIe快10倍。
XPCIE1032H运动控制卡支持PWM，PSO功能，板载16进16出通用IO口，其中输出口全部为高速输出口，可配置为4路PWM输出口或者16路高速PSO硬件比较输出口。输入口含有8路高速输入口，可配置为4路高速色标锁存或两路编码器输入。
XPCIE1032H运动控制卡搭配MotionRT7运动控制实时内核，使用本地LOCAL接口连接，通过高速的核内交互，可以做到更快速的指令交互，单条指令与多条指令一次性交互时间可以达到3-5us左右。
XPCIE1032H运动控制卡与MotionRT7运动控制实时内核的配合具有以下优势：
1.支持多种上位机语言开发，所有系列产品均可调用同一套API函数库；
2.借助核内交互，可以快速调用 运动指令，响应时间快至微秒级，比传统PCI/PCIe快10倍；
3.解决传统PCI/PCIe运动控制卡在Windows环境下控制系统的非实时性问题；
4.支持一维/二维/三维PSO（高速硬件位置比较输出），适用于视觉飞拍、精密点胶和激光能量控制等应用；
5.提供高速输入接口，便于实现位置锁存；
6.支持EtherCAT总线和脉冲输出混合联动、混合插补。
使用XPCIE1032H和MotionRT7进行项目开发时，通常需要进行以下步骤：
1.安装驱动程序，识别控制卡XPCIE1032H；
2.打开并执行文件“MotionRT710.exe”，配置参数和运行运动控制实时内核；
3.使用ZDevelop软件连接到控制器，进行参数监控。连接时请使用PCI/LOCAL方式，并确保ZDevelop软件版本在3.10以上；
4.完成控制程序开发，通过LOCAL链接方式连接到运动控制卡，实现实时运动控制。
与传统PCI/PCIe卡和PLC的测试数据结果对比：
我们可以从测试对比结果看出，XPCIE1032H运动控制卡配合实时运动控制内核MotionRT7，在LOCAL链接（核内交互）的方式下，指令交互的效率是非常稳定，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，非常适用于高速高精的应用。
XPCIE1032H控制卡安装
一、C#语言进行运动控制项目开发
1.到正运动技术官网的下载中心选择需要的平台库文件。
库文件下载地址： http://www.zmotion.com.cn/download_list_21.html
2.解压下载的安装包找到“ Zmcaux.cs ”，“ zauxdll.dll ”，“ zmotion.dll ”放入到项目文件中。
（1）“Zmcaux.cs”放在项目根目录文件中，与bin目录同级。
（2）“zauxdll.dll”，“zmotion.dll”放在bin → Debug。
3.用vs打开新建的项目文件，在右边的解决方案资源管理器中点击显示所有，然后鼠标右键点击zmcaux.cs文件，点击包括在项目中。
4.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。
二、PC函数介绍
相关PC函数介绍详情可参考“ZMotion PC函数库编程手册 V2.1.1”。
1、控制器网口连接函数接口说明
2、多条相对PT运动接口说明
3、多条绝对PT运动接口说明
4、多条相对PVT运动接口说明
5、多条绝对PVT运动接口说明
6、示波器触发函数接口说明
7、设置轴的规划位置函数接口说明
三、PT/PVT运动介绍
1.PV运动说明
（1）PT运动： 在一段时间内驱动电机运动设置的距离。一般是PC每个周期计算好对应的坐标，然后传给控制器。
（2）PT算法： 在用户定义的”位置和时间”点之间，PT算法计算出一个合适的速度曲线。PT算法保证控制卡的轨迹计算符合每一个已知的点和时间。分段速度简单的由位置和时间的差分计算出来。
（3）PT模式算法适用的场景： PT算法对于近距离的点位运动或者低速度的运动很合适。它是非常简单的算法，需要很少的计算量，因此计算速度很快。在低性能的运动系统中很受欢迎。但如果点之间间隔太大，那么运动将会很粗糙，因为每一段的加速度将会显得不连续。每个点之间的加速度是瞬时的。最好保证点的跨距在几个采样点之间。
（4）PT运动的PC函数库接口：
A.相对PT运动：ZAux_Direct_MultiMovePt(链接句柄，填写的运动数量，参与运动总轴数，轴号列表，Ticks时间列表，运动距离列表)。
B.绝对PT运动：ZAux_Direct_MultiMovePtAbs(链接句柄，填写的运动数量， 参与运动总轴数，轴号列表，Ticks时间列表，运动距离列表)。
2.PVT运动说明
（1）PVT运动： 在一段时间内驱动电机运动设置的距离，带速度规划，可以指定结束速度，小段内速度会自动根据前面的速度与结束速度来自动规划，尽可能连续。一般是PC每个周期计算好对应的坐标，然后传给控制器。
（2）PVT算法： 在用户定义的“位置/速度/时间”点之间，PVT算法计算出合适的Jerk参数（加加速度，非恒定加速度）。这个算法保证轨迹计算合符每个已知点的位置、速度和时间。
（3）PVT模式算法适用的场景： PVT算法对于平滑轨迹和轨迹跟踪非常有效。位置轨迹点可以间隔很近，也可以间隔很大。
例如：对于复杂的路径，点位需要间隔很近；对于简单的路径，点位可以间隔很大。PVT可以手动指定点位置，但最困难的是确定每个点的合适速度值。
（4）PVT运动的PC函数库接口：
A.相对PVT运动： ZAux_Direct_MultiMovePvt(链接句柄，填写的运动数量， 参与运动总轴数，轴号列表，Ticks时间列表，运动距离列表)。
B.绝对PVT运动： ZAux_Direct_MultiMovePvtAbs(链接句柄，写的运动数量，参与运动总轴数，轴号列表，Ticks时间列表，运动距离列表)。
3.PV/PVT运动重点说明
（1）在一段时间内驱动电机运动设置的距离。
（2）PT运动时的加速度、速度和减速度都是根据所设置的时间以及位置所规划的。
（3）一般是PC每个周期计算好对应的坐标，然后传给控制器。
（4）运动时的速度=(运动距离/时间长度)*1000 units/ms。
（5）不要在极短时间运动大距离，脉冲频率会过高，电机堵转，可以分解成小段，重复发送。
注意：使用PT/PVT指令时，需记得配置快减减速度或者减速度，否则遇到异常，使用停止运动指令将不会停止。
四、例程说明
1.C#例程界面如下。
2.例程简易流程图如下。
3.要想通过上位机操控控制器，就必须先链接控制器。例如通过LOCAL链接方式的链接按钮的消息响应函数来链接控制器。
private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (g_handle == (IntPtr)0)
{
C_Close_Card_Click(sender, e);
}
zmcaux.ZAux_FastOpen(5, comboBox1.Text, 1000, out g_handle);
if (g_handle != (IntPtr)0)
{
this.Text = "已链接";
timer1.Enabled = true;
C_Move_Axis_TextChanged();
}
else
{
MessageBox.Show("链接失败，请选择正确的LOCAL！");
}
}
链接成功后，例程左上角会显示已链接。如果链接失败，还弹出“链接失败，请选择正确的LOCAL！”的弹窗。
4. 轴参数写入。链接成功后，会调用自定义的轴参数写入函数。
private void C_Move_Axis_TextChanged()
{
float DposValue = 0;
float MposValue = 0;
int AType = 1; //设置轴的类型
int UnitValue = 100; //设置脉冲当量的值
int ret = 0;
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
ret += zmcaux.ZAux_Direct_SetAtype(g_handle, i, AType); //设置轴的类型
ret += zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, i, UnitValue); //设置轴的脉冲当量
ret += zmcaux.ZAux_Direct_SetFastDec(g_handle, i, 10000); //设置快减减速度
ret += zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, i, DposValue); //轴Dpos 清 0
ret += zmcaux.ZAux_Direct_SetMpos(g_handle, i, MposValue); //轴MPOS 清 0
}
}
五、PT运动参数设置及运行效果
1.PT运动（未规划速度和轨迹）
PT运动一般配合三角函数使用，如果直接使用PT运动，运动曲线和速度曲线会很不平滑。
（1）输入PT运动参数，并选择相对PT运动还是绝对PT运动。
（2）把ZDevelop软件LOCAl连接到控制卡，打开Zdevelop的示波器，把示波器的通道数设置为8，按下图设置示波参数后，启动示波器。
（3）启动PT运动。因为添加了PC函数库中的示波器触发函数，点击PT运动的启动按钮后，示波器会被触发，PT运动轨迹如下图所示。
相对PT运动
绝对PT运动
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
uint[] Tims=new uint[4];//相对绝对 PT 运动时间规划
float[] DposList=new float[16];//相对 PT 运动距离规划
int[] iaxis = new int[4];//轴列表
int i;
Tims[0] = Convert.ToUInt32(textBox9.Text);
Tims[1] = Convert.ToUInt32(textBox13.Text);
Tims[2] = Convert.ToUInt32(textBox12.Text);
Tims[3] = Convert.ToUInt32(textBox63.Text);
iaxis[0] = 0;
iaxis[1] = 1;
iaxis[2] = 2;
iaxis[3] = 3;
DposList[0] = Convert.ToInt32(textBox10.Text);
DposList[1] = Convert.ToInt32(textBox15.Text);
DposList[2] = Convert.ToInt32(textBox18.Text);
DposList[3] = Convert.ToInt32(textBox21.Text);
DposList[4] = Convert.ToInt32(textBox14.Text);
DposList[5] = Convert.ToInt32(textBox16.Text);
DposList[6] = Convert.ToInt32(textBox19.Text);
DposList[7] = Convert.ToInt32(textBox22.Text);
DposList[8] = Convert.ToInt32(textBox11.Text);
DposList[9] = Convert.ToInt32(textBox17.Text);
DposList[10] = Convert.ToInt32(textBox20.Text);
DposList[11] = Convert.ToInt32(textBox23.Text);
DposList[12] = Convert.ToInt32(textBox64.Text);
DposList[13] = Convert.ToInt32(textBox62.Text);
DposList[14] = Convert.ToInt32(textBox61.Text);
DposList[15] = Convert.ToInt32(textBox60.Text);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, 0, 0);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, 1, 0);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, 2, 0);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, 3, 0);
zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle);
if (radioButton9.Checked == true)
{
zmcaux.ZAux_Direct_MultiMovePt(g_handle, 4, 4, iaxis, Tims, DposList);
}
else if (radioButton10.Checked == true)
{
zmcaux.ZAux_Direct_MultiMovePtAbs(g_handle, 4, 4, iaxis, Tims, DposList);
}
}
2、PT运动（余弦函数）
因为直接使用PT运动的运动曲线和速度曲线很不平滑，所以在PT运动一般配合三角函数使用。这里用余弦函数作例子。
（1）PT运动（余弦函数）参数说明。
运动距离： A * COS（ωx + ψ）+C
A： 代表振幅，决定了曲线的峰值和谷值
ω： 代表角频率，它影响了曲线的周期性，周期T = 2π/ω。
ψ： 代表相位角，可以理解为曲线的水平偏移量。
C：代表常数项，会对整个曲线产生上下平移。
（2）输入PT运动（余弦函数）参数并选择运动轴。
（3）把ZDevelop软件LOCAl连接到控制卡，打开ZDevelop示波器窗口，把示波器的通道数设置为8，按下图设置示波参数后，启动示波器。
（4）启动PT运动（余弦函数）。因为添加了PC函数库中的示波器触发函数，点击PT运动（余弦函数）的启动按钮后，示波器会被触发，PT运动（余弦函数）轨迹如下图。
注意：虽然示波器上运动曲线的起点是100，但是实际上轴是从零的位置开始运动的，这是为了让运动曲线和速度曲线的关系更直改，所以把运动曲线的起点设置为峰值。
（5）通过对比PT运动（未规划速度和轨迹）和PT运动（余弦函数）的运动曲线和速度曲线，会发现PT运动（未规划速度和轨迹）的运动曲线和速度曲线更尖锐，PT运动（余弦函数）的运动曲线和速度曲线更平滑。
PT运动（余弦函数）
PT运动（未规划速度和轨迹）
private void button7_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (radioButton1.Checked == true)
{
nAxis = 0;
}
else if(radioButton4.Checked == true)
{
nAxis = 1;
}
else if (radioButton2.Checked == true)
{
nAxis = 2;
}
else if (radioButton3.Checked == true)
{
nAxis = 3;
}
uint[] Tims = new uint[1];//绝对 PT 运动时间规划
float[] DposList = new float[1]; //绝对 PT 运动距离规划
int[] iaxis = new int[1];
double x = 0;
double A = Convert.ToDouble(textBox80.Text);
double ω = Convert.ToDouble(textBox78.Text) * Math.PI;
double ψ = Convert.ToDouble(textBox79.Text);
double C = Convert.ToDouble(textBox77.Text);
Tims[0] = 10;
iaxis[0] = nAxis;
zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, nAxis, (float)(A * Math.Cos(ω * x + ψ) + C));
zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle);
while (true)
{
//x = A * COS（ωx + ψ）+C
DposList[0] = (float)(A * Math.Cos(ω * x + ψ) + C);
zmcaux.ZAux_Direct_MultiMovePtAbs(g_handle, 1, 1, iaxis, Tims, DposList);
x = x + 0.01; //x的增加的数量是运动时间除以1000，运动时间改变时，x的增加的数量也要跟着改变
if (x > (2 * Math.PI / Math.Abs(ω)))
{
break;
}
}
}
六、PVT运动参数设置及运行效果
1.PVT运动（未规划速度与轨迹）
PVT运动一般配合三角函数使用，如果直接使用PVT运动，运动曲线和速度曲线会很不平滑。
（1）输入PVT运动参数，并选择相对PVT运动还是绝对PVT运动。
（2）把ZDevelop软件LOCAl连接到控制卡，打开ZDevelop示波器窗口，把示波器的通道数设置为8，按下图设置示波参数后，启动示波器。
（3）启动PVT运动。因为添加了PC函数库中的示波器触发函数，点击PVT运动的启动按钮后，示波器会被触发，PVT运动轨迹如下图。
相对PVT运动
绝对PVT运动
private void button5_Click(object sender, EventArgs e)
{
uint[] Tims=new uint[4];//相对绝对 PT 运动时间规划
float[] DposList=new float[16];//相对 PT 运动距离规划
float[] Speediist = new float[16];//相对 PT 运动速度规划
int[] iaxis = new int[4];//轴列表
int ret = 0;
Tims[0] = Convert.ToUInt32(textBox9.Text);
Tims[1] = Convert.ToUInt32(textBox13.Text);
Tims[2] = Convert.ToUInt32(textBox12.Text);
Tims[3] = Convert.ToUInt32(textBox63.Text);
iaxis[0] = 0;
iaxis[1] = 1;
iaxis[2] = 2;
iaxis[3] = 3;
DposList[0] = Convert.ToInt32(textBox10.Text);
DposList[1] = Convert.ToInt32(textBox15.Text);
DposList[2] = Convert.ToInt32(textBox18.Text);
DposList[3] = Convert.ToInt32(textBox21.Text);
DposList[4] = Convert.ToInt32(textBox14.Text);
DposList[5] = Convert.ToInt32(textBox16.Text);
DposList[6] = Convert.ToInt32(textBox19.Text);
DposList[7] = Convert.ToInt32(textBox22.Text);
DposList[8] = Convert.ToInt32(textBox11.Text);
DposList[9] = Convert.ToInt32(textBox17.Text);
DposList[10] = Convert.ToInt32(textBox20.Text);
DposList[11] = Convert.ToInt32(textBox23.Text);
DposList[12] = Convert.ToInt32(textBox64.Text);
DposList[13] = Convert.ToInt32(textBox62.Text);
DposList[14] = Convert.ToInt32(textBox61.Text);
DposList[15] = Convert.ToInt32(textBox60.Text);
Speediist [0] = Convert.ToInt32(textBox10.Text);
Speediist [1] = Convert.ToInt32(textBox15.Text);
Speediist [2] = Convert.ToInt32(textBox18.Text);
Speediist [3] = Convert.ToInt32(textBox21.Text);
Speediist [4] = Convert.ToInt32(textBox14.Text);
Speediist [5] = Convert.ToInt32(textBox16.Text);
Speediist [6] = Convert.ToInt32(textBox19.Text);
Speediist [7] = Convert.ToInt32(textBox22.Text);
Speediist [8] = Convert.ToInt32(textBox11.Text);
Speediist [9] = Convert.ToInt32(textBox17.Text);
Speediist [10] = Convert.ToInt32(textBox20.Text);
Speediist [11] = Convert.ToInt32(textBox23.Text);
Speediist [12] = Convert.ToInt32(textBox64.Text);
Speediist [13] = Convert.ToInt32(textBox62.Text);
Speediist [14] = Convert.ToInt32(textBox61.Text);
Speediist [15] = Convert.ToInt32(textBox60.Text);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, 0, 0);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, 1, 0);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, 2, 0);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, 3, 0);
zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle);
if (radioButton11.Checked == true)
{
zmcaux.ZAux_Direct_MultiMovePvt(g_handle,4,4,iaxis,Tims,DposList,Speediist);
}
else if (radioButton12.Checked == true)
{
zmcaux.ZAux_Direct_MultiMovePvtAbs(g_handle,4,4,iaxis,Tims,DposList,Speediist);
}
}
2.PVT运动（余弦函数）
PT运动跟PVT运动的区别在于多了个运动结束速度的参数，所以只要用运动的实时速度作为运动的结束速度，那PVT运动（余弦函数）跟PT运动（余弦函数）的运动曲线就是一样的了。运动的实时速度可以由运动距离求导得出。
（1）PVT运动（余弦函数）参数说明。
运动距离： A * COS（ωx + ψ）+C
运动结束速度： -A*ω*SIN（ωx+ψ）
A： 代表振幅，决定了曲线的峰值和谷值
ω： 代表角频率，它影响了曲线的周期性，周期T = 2π/ω。
ψ： 代表相位角，可以理解为曲线的水平偏移量。
C： 代表常数项，会对整个曲线产生上下平移。
（2）输入PVT运动参数并选择运动轴。
（3）把ZDevelop软件LOCAl连接到控制卡，打开ZDevelop示波器窗口，将示波器的通道数设置为8，按下图设置示波参数后，启动示波器。
（4）启动PT运动（余弦函数）。因为添加了PC函数库中的示波器触发函数，点击PT运动的启动按钮后，示波器会被触发，PVT运动轨迹如下图。
注意： 虽然示波器上运动曲线的起点是200，但是实际上轴是从零的位置开始运动的，这是为了让运动曲线和速度曲线的关系更直改，所以把运动曲线的起点设置为峰值。
（5）通过对比PVT运动（只规划轨迹，未规划速度）和PVT运动（余弦函数）的速度曲线，会发现PVT运动（只规划轨迹，未规划速度）的速度曲线波动很大，好像有5条速度曲线一样，PVT运动（余弦函数）的速度曲线就很正常。
PVT运动（余弦函数）
PVT运动（只规划轨迹，未规划速度）
private void button9_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (radioButton5.Checked == true)
{
nAxis1 = 0;
}
else if (radioButton8.Checked == true)
{
nAxis1 = 1;
}
else if (radioButton6.Checked == true)
{
nAxis1 = 2;
}
else if (radioButton7.Checked == true)
{
nAxis1 = 3;
}
uint[] Tims = new uint[1];//绝对 PT 运动时间规划
float[] DposList = new float[1]; //绝对 PT 运动距离规划
float[] Speediist = new float[1];//绝对 PT 运动速度规划
int[] iaxis = new int[1];
double x = 0;
double A = Convert.ToDouble(textBox96.Text);
double ω = Convert.ToDouble(textBox94.Text) * Math.PI;
double ψ = Convert.ToDouble(textBox95.Text);
double C = Convert.ToDouble(textBox93.Text);
Tims[0] = 10;
iaxis[0] = nAxis1;
zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, nAxis, (float)(A * Math.Cos(ω*x + ψ)+C));
zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle);
while (true)
{
//x = A * COS（ωx + ψ）+C
DposList[0] = (float)(A * Math.Cos(ω * x + ψ) + C);
Speediist[0]= (float)(-A * ω * Math.Sin(ω*x+ ψ));
zmcaux.ZAux_Direct_MultiMovePvtAbs(g_handle, 1, 1, iaxis, Tims, DposList, Speediist);
x = x + 0.01; //x的增加的数量是运动时间除以1000，运动时间改变时，x的增加的数量也要跟着改变
if (x > (2 * Math.PI / Math.Abs(ω)))
{
break;
}
}
}
PT/PVT运动模式讲解视频。
完整代码获取地址
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本次，正运动技术PV/PVT运动模式介绍 ：EtherCAT超高速实时运动控制卡XPCIE1032H上位机C#开发（十一），就分享到这里。
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正运动技术专注于运动控制技术研究和通用运动控制软硬件产品的研发，是国家级高新技术企业。正运动技术汇集了来自华为、中兴等公司的优秀人才，在坚持自主创新的同时，积极联合各大高校协同运动控制基础技术的研究，是国内工控领域发展最快的企业之一，也是国内少有、完整掌握运动控制核心技术和实时工控软件平台技术的企业。主要业务有： 运动控制卡_运动控制器_EtherCAT运动控制卡_EtherCAT控制器_运动控制系统_视觉控制器__运动控制PLC_运动控制_机器人控制器_视觉定位_XPCIe/XPCI系列运动控制卡等等。
