一、硬件介绍
ECI0016PA/ECI00PAB等ECI0系列运动控制卡支持以太网、RS232通讯接口和电脑相连，接收电脑的指令运行，可以通过CAN总线连接各个扩展模块，从而扩展输入输出点数。 ECI0016PAB与ECI0016PA区别：ECI0016PAB支持脱机Basic语言。
ECI0016PA\ECI0016PAB 数据采集卡
ECI0016PA/ECI0016PAB等ECI0系列采用了优化的网络通讯协议，可以实现实时的逻辑控制和IO状态的监控。
ECI0016PA/ECI0016PAB等ECI0系列IO卡的应用程序可以使用VC、VB、VS、C++、C#等软件开发，程序运行时需要动态库zmotion.dll，调试时可以将RTSys软件同时连接控制器，从而方便调试、方便观察。
ECI0016PA/ECI0016PAB产品特点
ECI0016PA/ECI0016PAB基本资源8个NPN输入，8个NPN输出，12个模拟量输入（16位分辨率，-10V-+10V量程），2个模拟量输出（12位分辨率，-10V-+10V量程）。
ECI0016PA，在默认未连接，默认自带浮地值2.5V左右浮地值，这个不具参考意义，连接到负载之后，以得到的电压为准。
ECI0016PA以太网的通讯交互速率，一万次以太网网络获取基本资源 （ps：板子上12个AD，2个DA，8个IN，8个OUT为基本硬件资源） 为7秒，也就是平均1次获取资源信息小于1ms左右 （实际通讯效率与网卡有关） ，如果获取传输资源信息减少则通讯速率可提升至更快。
ECI0016PAB，可支持掉线检测，软件掉线，板卡自动置位输出；板卡掉线，软件层可以通过定时心跳检测，获取掉线情况等。
二、接线参考
1、 通用输入口电路图
2、通用输入口接线参考图
3、通用输出口电路图
4、通用输出口接线参考图
5、模拟量输入输出规格
6、模拟量输入输出接线参考图
7、 控制器基本信息
三、ZCAN扩展方法
1、当ECI0016PA本体所带的IO数量不满足使用时，可通过ZCAN把ECI0016PA当成主站，搭配ZIO扩展版扩展所需IO数量。
ECI0016PA当主站接线示意图如下：
ECI0016PA控制卡采用双电源供电，ZIO扩展模块采用双电源供电，使用时扩展模块的主电源和控制卡的主电源可共用一路电源。ECI0016PA控制卡和ZIO扩展模块用不同电源供电时，控制卡电源GND要连接扩展模块电源的GND，否则可能烧坏CAN。
CAN总线上连接多个ZIO扩展模块时，在CAN总线的左右两端各接一个120欧的电阻，对于具有8位拨码的扩展模块，终端电阻可通过拨码实现。
2、当有别的主卡，不需要ECI0016PA当主站，想把ECI0016PA的资源扩展到主卡上，搭配主卡使用时，可以把ECI0016PA当成从站扩展上去。
ECI0016PA当成从站接线示意图如下：
CAN总线上连接多个ZIO扩展模块时，在CAN总线的左右两端各接一个120欧的电阻，对于具有8位拨码的扩展模块，终端电阻可通过拨码实现。
为保证通讯质量，请使用双绞屏蔽线，屏蔽层接地，控制器和扩展模块内部电源请使用同一个电源。
因为ECI0016PA没有拨码开关，所以当ECI0016PA设置为从站时，需用RTSys软件连接到ECI0016PA板卡，手动设置从站ID。
CANIO_ADDRESS = 1 '设置CAN ID为1，此时为从端，波特率500Kbps，作为ZCAN从站使用，IO起始地址为32（16+16*1）.
CANIO_ADDRESS = 2 '设置CAN ID为2，此时为从端，波特500Kbps，作为ZCAN从站使用，IO起始地址为48（16+16*2）.
CANIO_ADDRESS = 3 '设置CAN ID为3，此时为从端，波特500Kbps，作为ZCAN从站使用，IO起始地址为64（16+16*3）.
CANIO_ADDRESS = 4 '设置CAN ID为4，此时为从端，波特500Kbps，作为ZCAN从站使用，IO起始地址为80（16+16*4）.
CANIO_ADDRESS = 2 +256 '设置CAN ID为2，此时为从端，波特250Kbps，作为ZCAN从站使用，IO起始地址为48（16+16*2）.
CANIO_ADDRESS = 2 +512 '设置CAN ID为2，此时为从端，波特125Kbps，作为ZCAN从站使用，IO起始地址为48（16+16*2）.
CANIO_ADDRESS = 2+768 '设置CAN ID为2，此时为从端，波特1Mbps，作为ZCAN从站使用，IO起始地址为48（16+16*2）.
四、C#语言进行ECI IO控制卡的开发
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“函数库2.1”文件夹。
3）选择“Windows平台”文件夹。
4）根据需要选择对应的函数库，这里选择32位库。
5）解压C#压缩包,里面有C#对应的函数库。
6）函数库具体路径如下。
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zaux.dll和zmotion.dll文件放入bin\debug文件夹中。
5.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文件，然后鼠标右击zmcaux.cs文件，点击包括在项目中。
6.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。
7.OCX控件注册。zmotion.dll,ZScope.lib、ZScope.ocx放到C盘文件目录下，然后管理员权限打开CMD，发送regsvr32 C:\ZScope.ocx注册控件，注册成功，会弹窗提示。
8.工具栏添加COM组件。工具→选择工具箱项→COM组件→勾选ZScope组件→确定。
9.至此，项目新建完成，可进行C#项目开发。
五、PC函数介绍
1、PC函数手册可在光盘资料查看，具体路径如下。
2、链接控制器，获取链接句柄。
3、快速读取多个输入口当前状态接口说明。
4、快速读取多个输出口当前状态接口说明。
六、C#快速读取多个IO状态的测试例程
1. 例程界面
2. 相关代码
（1）链接按钮的事件处理函数中调用链接控制器的接口函数ZAux_FastOpen（），与控制器进行链接，链接成功后定时器2，自动监控控制器的IO以及模拟量状态。
//链接
private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
{
LinkType = comboBox1.Text;
if (LinkType == "网口")
{
byte[] tempbuff = new byte[257]; //接收的返回的字符
if (g_handle == (IntPtr)0)
{
Adrr = comboBox2.Text;
if (System.Text.RegularExpressions.Regex.IsMatch(Adrr, "[0-9]{1,3}\\.[0-9]{1,3}\\.[0-9]{1,3}\\.[0-9]{1,3}")) //网口字符串格式判断
{
string[] ips = Adrr.Split('.');
if (ips.Length == 4 || ips.Length == 6)
{
if (System.Int32.Parse(ips[0]) < 256 && System.Int32.Parse(ips[1]) < 256 & System.Int32.Parse(ips[2]) < 256 & System.Int32.Parse(ips[3]) < 256)
{
//ret = zmcaux.ZAux_OpenEth(Adrr, out g_handle);
ret = zmcaux.ZAux_FastOpen(2, Adrr, 1000, out g_handle);
if (0 != ret)
{
MessageBox.Show("找不到控制器");
return;
}
this.Text = "简单易用的以太网模拟量采集控制卡(已连接,连接方式:网口)";
axZScope1.SetControllerIP((int)IPToUInt64(Adrr));
//axZScope1.SetControllerIP(100772032);
}
else
{
MessageBox.Show("Ip地址输入格式错误！");
return;
}
}
else
{
MessageBox.Show("Ip地址输入格式错误！");
return;
}
}
else
{
MessageBox.Show("Ip地址输入格式错误！");
return;
}
}
}
else
{
byte[] tempbuff = new byte[1024]; //接收的返回的字符
if (g_handle == (IntPtr)0)
{
ret = zmcaux.ZAux_FastOpen(1, comboBox2.Text, 1000, out g_handle);
f (0 != ret)
{
MessageBox.Show("找不到控制器");
return;
}
this.Text = "简单易用的以太网模拟量采集控制卡(已连接,连接方式:串口)";
StringBuilder radBuff= new StringBuilder(2048);
ret=zmcaux.ZAux_Execute(g_handle, "?IP_ADDRESS", radBuff, 2048);
if (ret == 0)
{
int ival = Convert.ToInt32(radBuff.ToString());
axZScope1.SetControllerIP(ival);
}
}
}
//加载心跳配置文件，若ECI0016PAB（脱机版本支持）
float pfValue=0;
int times = 0;
StringBuilder radBuff1= new StringBuilder(2048);
StringBuilder radBuff2= new StringBuilder(2048);
StringBuilder radBuff3= new StringBuilder(2048);
zmcaux.ZAux_GetControllerInfo(g_handle, radBuff1, radBuff2, radBuff3);
textBox12.Text = radBuff1.ToString();
ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetUserVar(g_handle, "Heart_Time", ref pfValue);//获取板卡脚本（basic）变量，确认脚本有无加载
if (ret!=0)
{
textBox1.Text="未加载";
textBox2.Text = "未加载";
}
else
{
ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "Heart_StarFlag", ref Sys_HeartStarFlag);//获取心跳是否启用
ret += zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "Heart_Time", ref times);//超时时间
ret += zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "OutList_Address", ref Sys_HeartModbusStar);//急停OUTmodbus_long起始地址(Ps:3系列以下，自定义变量为24位浮点数，32位精度丢失，用modbus_long来代替)
ret += zmcaux.ZAux_Modbus_Get4x_Long(g_handle, 0, 4, Sys_HeartIo);
if (ret != 0)
{
MessageBox.Show("err:心跳参数获取异常！");
}
if (Sys_HeartStarFlag == 1)
{
textBox1.Text = "启用";
}
else
{
textBox1.Text = "未启用";
}
textBox2.Text = times.ToString();
textBox4.Text = Sys_HeartModbusStar.ToString();
List_Draw(sender, e);
}
}
（2）通过定时器，监控控制器的多个IO状态，以及模拟量状态。以下演示，实际接线把OUT0接入到了IN0，DA0接入到了AD0，即操作OUT0以及DA0时，对应的输入会有变化。
public void draw_io()
{
if (g_handle != (IntPtr)0)
{
Graphics g = this.groupBox4.CreateGraphics();
Pen redPen = new Pen(Color.FromArgb(245, 115, 103), 13);//红色
Pen greenPen = new Pen(Color.FromArgb(132,239,109), 13);//绿色
Font drawFont = new Font("Arial", 9);
SolidBrush drawBrush = new SolidBrush(Color.Black);//画刷颜色
zmcaux.ZAux_GetModbusIn(g_handle,0,7,in_state);
zmcaux.ZAux_GetModbusOut(g_handle, 0, 7, out_state);
for (int i = 0; i < 8; i++)
{
if (((in_state[0] >> i) & 1) == 1)
{
g.DrawEllipse(greenPen, new Rectangle(60 + 50 * i, 38, 13, 13)); //红色，无信号
g.DrawString("IN" + i.ToString(), drawFont, drawBrush, new PointF(55 + 50 * i, 38));
}
else
{
g.DrawEllipse(redPen, new Rectangle(60 + 50 * i, 38, 13, 13)); //红色，无信号
g.DrawString("IN" + i.ToString(), drawFont, drawBrush, new PointF(55 + 50 * i, 38));
}
if (((out_state[0] >> i) & 1) == 1)
{
btn[i].BackColor = Color.FromArgb(132, 239, 109);
btn[i].Checked = true;
}
else
{
btn[i].BackColor = Color.FromArgb(245, 115, 103);
btn[i].Checked = false;
}
}
}
}
//定时器2
private void timer2_Tick(object sender, EventArgs e)
{
if (g_handle != (IntPtr)0)
{
draw_io();
int iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetAD(g_handle, Convert.ToInt32(comboBox3.Text), ref mAd_rVal);
if (iret == 0)
{
textBox5.Text = mAd_rVal.ToString();
mAd_rVal1 = ((mAd_rVal - 32768) / 32768)*10;
textBox8.Text = mAd_rVal1.ToString();
}else
{
textBox5.Text = "err";
textBox8.Text = "err";
}
iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetDA(g_handle, Convert.ToInt32(comboBox4.Text), ref mDa_rVal);
if (iret == 0)
{
textBox6.Text = mDa_rVal.ToString();
mDa_rVal1 = ((mDa_rVal - 2047) / 2048) * 10;
textBox7.Text = mDa_rVal1.ToString();
}
else
{
textBox6.Text = "err";
textBox7.Text = "err";
}
}
}
（3）心跳检测脚本加载，心跳启动后，软件掉线，板卡自动打开设置输出口，板卡掉线，软件检测弹窗。（ECI0016PA不支持）
① 配置加载：
//配置加载
private void button9_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (g_handle != (IntPtr)0)
{
string currentPath = System.AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory;
m_FilePath = currentPath + "config\\Heartbeat.bas";
// MessageBox.Show(m_FilePath);//获取软件目录下的心跳bas文件
ret = zmcaux.ZAux_BasDown(g_handle, m_FilePath, 1); //心跳下载到ROM
if (0 != ret)
{
MessageBox.Show("心跳下载到ROM失败");
return;
}
else
{
Thread.Sleep(1000);//延时1S,确保程序加载完成
int times = 0;
ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "Heart_StarFlag", ref Sys_HeartStarFlag);//获取心跳是否启用
if (ret != 0)
{
MessageBox.Show("err:心跳参数获取异常！");
return;
}
ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "Heart_Time", ref times);//超时时间
if (ret != 0)
{
MessageBox.Show("err:心跳参数获取异常！");
return;
}
ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "OutList_Address", ref Sys_HeartModbusStar);//急停OUTmodbus_long起始地址(Ps:3系列以下，自定义变量为24位浮点数，32位精度丢失，用modbus_long来代替)
if (ret != 0)
{
MessageBox.Show("err:心跳参数获取异常！");
return;
}
ret = zmcaux.ZAux_Modbus_Get4x_Long(g_handle, 0, 4, Sys_HeartIo);
if (ret != 0)
{
MessageBox.Show("err:心跳参数获取异常！");
return;
}
if (Sys_HeartStarFlag == 1)
{
textBox1.Text = "启用";
}
else
{
textBox1.Text = "未启用";
}
textBox2.Text = times.ToString();
textBox4.Text = Sys_HeartModbusStar.ToString();
List_Draw( sender, e);
MessageBox.Show("心跳配置文件下载到ROM成功！");
}
}
else
{
MessageBox.Show("未链接！");
}
}
② 心跳启停：
//心跳启动
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
Sys_HeartIo[0] = 0;
for (int i = 0; i < 8; i++)
{
if (Convert.ToInt32(dataGridView1.Rows[i].Cells["Column1"].Value) == 1)
{
Sys_HeartIo[0] = (Sys_HeartIo[0]) | (1 << i);
}
}
ushort start = (ushort)Convert.ToInt32(textBox4.Text);
ret = zmcaux.ZAux_Modbus_Set4x_Long(g_handle, start, 4, Sys_HeartIo);
if (ret != 0)
{
MessageBox.Show("启动失败！");
return;
}
int iret = zmcaux.ZAux_Direct_SetUserVar(g_handle, "Heart_StarFlag", 1); //发送心跳信号
if (ret != 0)
{
MessageBox.Show("启动失败！");
return;
}
textBox1.Text = "启用";
timer1.Interval = Convert.ToInt32(textBox3.Text);
timer1.Enabled = true;//使能定时器1
}
//心跳关闭
private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
timer1.Stop();
textBox1.Text = "未启用";
}
③ 软件心跳扫描：
//定时器1
private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
{
if (g_handle != (IntPtr)0)
{
int iret = zmcaux.ZAux_Direct_SetUserVar(g_handle, "Heart_Status", 0); //发送心跳信号
if (iret == 3402 || iret > 20000) //通信超时或链接断开
{
//PC通信异常
Sys_HeartAddNum++;
if (Sys_HeartAddNum > 3)
{
g_handle = (IntPtr)0;
this.Text = "简单易用的以太网模拟量采集控制卡";
textBox1.Text = "未启用";
timer1.Enabled = false;//定时器1
MessageBox.Show("链接断开！");
}
}
else
{
Sys_HeartAddNum = 0;
}
}
}
④ 板卡内部basic扫描：
'*************************************心跳相关变量定义************************
Global Heart_StarFlag '通讯标识变量
Global Heart_Status '通讯标识变量
Global CONST Heart_Time=200 '心跳超时时间
Global Heart_OutNum '急停OP数量
Global OutList_Address '急停OUTmodbus_long起始地址(Ps:3系列以下，自定义变量为24位浮点数，32位精度丢失，用modbus_long来代替)
GLOBAL CONST cVer=CONTROL
Heart_StarFlag =-1
Heart_Status = 0
Heart_OutNum = 10
OutList_Address =0
dim i,j
WHILE TRUE
WAIT until Heart_StarFlag = 1 '等待PC软件连接
wa Heart_Time 'PC连接之后，延时一个超时时间，避免上位
if cVer>0 and cVer<2619 THEN 'eci1408,2418,2618不支持modbus用法
WHILE TRUE
if Heart_Status = 0 then Heart_Status = 1 '等待PC上修改通讯变量
ticks = Heart_Time '超时判断处理，等待PC上修改Heart_Flag = 0
WAIT until ticks < 0 or Heart_Status=0
if Heart_Status = 1 THEN
RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE
for i = 0 to 3
for j=0 to 31
if ((MODBUS_LONG(OutList_Address+i*2)>>j)and 1) THEN
op(i*32+j, ON)
ELSE
op(i*32+j, OFF)
ENDIF
NEXT
next
Heart_StarFlag=-1
Heart_Status = 0
EXIT WHILE
Endif
WEND
ELSE
WHILE TRUE
if Heart_Status = 0 then Heart_Status = 1 '等待PC上修改通讯变量
ticks = Heart_Time '超时判断处理，等待PC上修改Heart_Flag = 0
WAIT until ticks < 0 or Heart_Status=0
if Heart_Status = 1 THEN
RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE
for i = 0 to 3
MODBUS_BIT(20000+i*32,20031+i*32)=MODBUS_LONG(OutList_Address+i*2)
next
Heart_StarFlag=-1
Heart_Status = 0
EXIT WHILE
Endif
WEND
ENDIF
WEND
end
（4）DA波形仿真测试。实际接线把DA0接入到了AD0，即操作DA0时，对应的AIN也会有变化。此操作，操作DA0，模拟一个幅值为+-10V，周期在400ms左右的一个正弦波形。
//DA输出波形模拟
private void button6_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (g_handle != (IntPtr)0)
{
// 定义参数
int tmp= Convert.ToInt32(comboBox4.Text);
// 创建线程，并在lambda表达式中使用参数
Thread t = new Thread(() =>
{
// 在这里可以使用myParameter
ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetDA(g_handle, tmp, 0);
if (ret != 0)
{
MessageBox.Show("设置失败！");
return;
}
zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle);
for (int i = 0; i < 799; i++)
{
mDa_wVal = (float)(2047 * Math.Sin((Math.PI * i) / 100) + 2048);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDA(g_handle, tmp, mDa_wVal);
Thread.Sleep(1);
}
MessageBox.Show("模拟完成！");
});
t.Start();
}
}
（5）网口通讯速率验证。
//通讯速度测试函数
private void button7_Click(object sender, EventArgs e)
{
StringBuilder radBuff = new StringBuilder(20480);
String tmp="?IN(0,8)\n"; //获取卡上的所有IN
tmp = tmp + "?OP(0,8)\n"; //获取卡上所有OUT状态
int i;
for (i = 0; i < 12; i++) //获取卡上所有AIN值
{
tmp = tmp + "?AIN(" + i.ToString() + ")\n";
}
for (i = 0; i < 2; i++) //获取卡上所有Aout值
{
tmp = tmp + "?AOUT(" + i.ToString() + ")\n";
}
DateTime beforeDT = System.DateTime.Now;
int k = 0;
for (i = 0; i < 10000; i++)
{
ret = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, tmp, radBuff, 20480);//一次通讯，获取卡上所有硬件资源状态
if (ret != 0)
{
k++;
}
}
DateTime afterDT = System.DateTime.Now;
TimeSpan ts = afterDT - beforeDT;
//总耗时 ms
textBox10.Text = ts.TotalMilliseconds.ToString("0.00");
MessageBox.Show("失败次数：" + k.ToString());
}
private void button8_Click(object sender, EventArgs e)
{
StringBuilder radBuff = new StringBuilder(20480);
int i;
String tmp = "?IN(0,32)\n"; //获取卡上的所有IN
int k;
for (i = 1; i < 8; i++) //获取卡上所有AIN值
{
k = i * 32;
tmp = tmp + "?IN(" + k.ToString() + ",32)\n";
}
tmp = tmp + "?IN(256,16)\n";
for (i = 0; i < 8; i++) //获取卡上所有AIN值
{
k = i * 32;
tmp = tmp + "?OP(" + k.ToString() + ",32)\n";
}
tmp = tmp + "?OP(256,16)\n";
int length = tmp.Length;
for (i = 0; i < 64; i++)
{
tmp = tmp + "?AIN(" + i.ToString() + ")\n";
tmp = tmp + "?AOUT(" + i.ToString() + ")\n";
length = tmp.Length;
if (length > 1000) //在线命令，每次最多发送1000个字节
{
break;
}
}
DateTime beforeDT = System.DateTime.Now;
k=0;
for (i = 0; i < 10000; i++)
{
ret = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, tmp, radBuff, 20480);//一次通讯，获取卡上所有硬件资源状态
if (ret!=0)
{
k ++;
}
}
DateTime afterDT = System.DateTime.Now;
TimeSpan ts = afterDT - beforeDT;
//总耗时 ms
textBox11.Text = ts.TotalMilliseconds.ToString("0.00");
MessageBox.Show("失败次数："+k.ToString());
}
七、交互速度测试结果
1. 基本资源获取耗时/ms（万条函数获取ECI0016PA的基本资源，8个IN，8个OUT，12个AIN，2个DA）。
2.极限资源获取耗时/ms（万条函数获取ECI0016PA的极限资源，最大272个IN，272个OUT，拼接DA/AD，达到一次通讯字符串极限长度1000个字节）。
本次，正运动技术简单易用的以太网数据采集卡应用开发之C# ，就分享到这里。
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本文由正运动技术原创，欢迎大家转载，共同学习，一起提高中国智能制造水平。文章版权归正运动技术所有，如有转载请注明文章来源。
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。
