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引言Introduction
今天,正运动小助手给大家分享一下强实时运动控制内核MotionRT750-Linux的驱动安装、内核配置与使用。
运动控制实时内核MotionRT750
MotionRT750是正运动技术自主研发的首款基于x86架构、可在Windows或Linux系统下裸跑CPU的强实时运动控制内核。

该方案采用CPU内核独占技术,实现裸机级的强实时运动控制。它将核心运动控制、机器人算法、数控(CNC)及机器视觉等强实时任务集中运行在1-2个专用CPU核上。与此同时,其余CPU核则专注于处理Windows/Linux相关的非实时任务。
此外,该方案集成了MotionRT750 Runtime实时层与操作系统非实时层,并利用高速共享内存进行数据交互,显著提升运动控制与上层应用间的通信效率及函数执行速度,最终实现更稳定、更高效的智能装备控制,确保运动控制任务的绝对实时性与系统稳定性,特别适用于半导体、电子装备等高速、高精度应用场合。

强实时运动控制卡XPCIE1032H

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支持4-64轴运动控制可选。
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16个数字输入,其中8路高速输入,4路高速锁存输入,2路单端编码器反馈。
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16个数字输出,其中16路高速PSO、4路PWM输出和4路单端脉冲输出。
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视觉飞拍、精密点胶和激光能量控制。
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点位、凸轮、直线、圆弧、连续轨迹以及50+机械手模型算法。
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EtherCAT轴和脉冲轴可以混合使用。
强实时运动控制卡XPCIE2032H

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支持4-128轴运动控制可选。
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2路EtherCAT独立主站,可125us 32轴,支持EtherCAT冗余功能。
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可选配16+16输入,16+16路输出,含8路高速输入和16路高速输出,其中4路单端脉冲输出和16路硬件位置比较输出PSO。
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支持直线插补、任意空间圆弧插补、螺旋插补、连续插补,电子凸轮、电子齿轮、位置锁存、同步跟随、虚拟轴等功能。
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支持RtBasic多文件多任务编程。
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多种程序加密手段,保护客户的知识产权。
强实时运动控制卡XPCIE6032H

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支持4-254轴运动控制可选。
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6路EtherCAT独立主站,EtherCAT周期125us~1ms,每路主站可自由配置,支持EtherCAT冗余功能。
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可选配16输入16输出,含8路高速输入和16路高速输出,其中4路单端脉冲输出。
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支持直线插补、任意空间圆弧插补、螺旋插补、连续插补,电子凸轮、电子齿轮、位置锁存、同步跟随、虚拟轴等功能。
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支持RTBasic多文件多任务编程。
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多种程序加密手段,保护客户的知识产权。
基于Linux的强实时EtherCAT运动控制器ZMC600M
ZMC600M系列高性能多轴运动控制器是一款EtherCAT总线立式运动控制器,控制器本身最多支持6-32轴的复杂的控制需求。
ZMC600M是基于“ARM架构 + 纯国产Linux运动控制实时内核MotionRT750 + EtherCAT”的总线型运动控制器,打破平台壁垒,实现了嵌入式系统与运动控制和实时内核技术的无缝衔接。

ZMC600M硬件特性:
● 内置Linux系统,搭载强实时内核MotionRT750;
● 可选6-32轴运动控制,EtherCAT总线最快通讯周期可达250μs;
● 24路高速IO输入,2路高速锁存,3路单端编码器接口;
● 16路高速IO输出,4路PWM/PSO,4路单端脉冲轴接口;
● 2路AD,2路DA(0-10V,12bit);
● 支持EtherNET、CAN、RS232、RS485通讯;
● 1路MPG手轮接口;
● 支持掉电存储;
● 特殊型号支持5V/24V推挽输出功能;
● 支持多文件多任务编程,可支持PC程序和控制器内置程序同时工作。

更多关于ZMC600M详情点击→基于Linux的强实时EtherCAT运动控制器ZMC600M。
ZMC600M介绍视频→基于Linux的强实时EtherCAT运动控制器ZMC600M
软硬件全国产运动控制器ZMC432HG
EtherCAT运动控制器ZMC432HG是正运动推出的一款软硬件全国产自主可控控制器,专为满足客户在信息安全与供应链安全需求而开发的国产运动控制平台,能够适配大多数工业控制协同工业互联网应用需求。
ZMC432HG支持正运动远程显示、网络组态显示,可实时监控和调整参数配置,也可根据现场需求灵活组网,提升系统部署的适配性与扩展性。

ZMC432HG硬件特性:
● 多支持6-32轴运动控制;
● EtherCAT总线最快1ms的刷新周期;
● 6路10MHz高速差分脉冲输出,总线轴、脉冲轴可混合插补;
● 2路模拟量输入(AD),2个模拟量输出(DA);
● 4路通用IO输入,4路高速输入,支持高速锁存;
● 12路通用IO输出,4路高速输出,支持PWM和硬件比较输出功能;
● 轴正负限位信号/原点信号可以随意配置为任意通用数字输入口;
● EtherCAT接口、RS232串口、RS485串口、以太网接口、CAN接口;
● 支持掉电检测、掉电存储,多种程序加密方式,能够有效防止系统故障,保护项目工程文件数据,提高系统的可靠性。

更多关于ZMC432HG详情点击→100%元器件全国产化认证:EtherCAT运动控制器ZMC432HG。
MotionRT750-Linux的安装和使用
MotionRT750-Linux的安装
MotionRT750-Linux的安装分为两种方式:
①ISO安装
②安装包安装
目前推荐使用ISO安装方式。因为安装包安装需要在特定的Ubuntu版本(22.04)下进行,且操作较为复杂。
采用ISO安装方式时,需要准备厂家提供的ubuntu-22.04.5-260709-zmotion-desktop-amd64镜像文件,用于制作PE或U盘启动盘(需准备容量至少为16G的空U盘)。本次演示使用Ventoy U盘安装ubuntu-22.04.5-260709-zmotion-desktop-amd64。

【具体安装步骤如下】
1.将运动控制卡插入电脑(运动控制卡不支持热插拔,请在关机状态下操作!)。若使用7系列控制器,则无需此步骤。随后,将准备好的Ventoy U盘插入电脑。
2.重启电脑,在屏幕尚无显示时连续按对应按键(7系列控制器按Delete),进入BIOS设置界面。不同品牌电脑进入BIOS界面所需的按键不同,可通过百度查询。
3.在Boot下的Boot Option#1系统引导项中,选择已制作好ubuntu-22.04.5-260709-zmotion-desktop-amd64启动盘的U盘,然后按Enter,再按F4保存参数并退出,进入Ventoy界面。


4.在弹出的Ventoy界面中选择ubuntu-22.04.5-260709-zmotion-desktop-amd64.iso,连续按Enter,直到Ubuntu打开安装窗口。



5.选择语言,点击安装Ubuntu,设置键盘布局。再选择安装类型(安装时尽量不要使用双系统)和磁盘(不能选择刚刚使用的启动盘,否则会导致启动盘被格式化)。然后依次点击“现在安装”“继续”,并设置姓名、用户名和密码。在弹出“现在重启”后再点击重启,然后界面会提示需要拔出U盘再按Ether重启进入系统。




再点击“现在重启”后弹出以下界面后拔出插在电脑上的U盘再按Enter。

6.等待安装完成后重启。安装完成后,先不要联网,因为MotionRT750-Linux只能在Ubuntu 22.04版本下使用,需要先关闭系统更新。在“设置”中选择“关于”,打开“软件和更新”,选择“更新”,将“自动检查更新”设为“从不”,关闭自动检查更新功能。否则,系统自动更新后,MotionRT750将无法使用,必须重装。

7.首次使用MotionRT750-Linux时,需要使用ZMC Setting配置工具进行配置。

8.MotionRT750需要使用独立的CPU核裸跑MotionRT,因此需要对CPU进行设置。

?第一行的cpu表示计算机的总核数,used表示主机使用的核数,reseved表示MotionRT使用的核数,一般默认为1,无需改动!
?第二行为Linux内核版本配置,版本号无误时无需配置。
若版本号不对应,则需修改为图示版本。
?第三行为执行权限设置。
若采用PC方式开发了软件,可在此处设置执行权限,并在每次重启时生效。
MotionRT750-Linux的连接和使用
在系统命令终端中使用top命令,检查MotionRT750是否在线。

若不在线,可进入终端尝试手动启动MotionRT750。
cd /opt/zmcapp/
sudo ./RT750Aux.out

进入“设置”→“网络”,配置或查看对应网口的IP地址。

【在Ubuntu下通过网口及LOCAL接口连接MotionRT750-LINUX】
在程序中使用ZAux_OpenEth指令进行网口连接,或使用ZMC_FastOpen指令进行LOCAL连接。
网口连接参考图:

LOCAL连接参考图:

【在Windows下通过RTSys连接MotionRT750-Linux】
将Ubuntu系统电脑中已设置IP地址的网口连接到Windows电脑的网口,使用RTSys通过网口连接MotionRT750-Linux。


MotionRT750-Linux控制台介绍
MotionRT750-Linux控制台用于临时调试,需在Windows下通过网口连接后使用,主要用于固件升级和config参数设置。

固件升级
连接控制器后,点击“FirUpdate”按钮。

1.选择zfm固件后并点击Update,提示重新连接控制器。
2.关闭FirmUpdate界面断开并重新连接控制器。
3.打开FirmUpdate界面选择固件点击Update执行升级。
config参数设置


在Ubuntu下进行参数设置
Config
Config参数在计算机/opt/zmcapp目录下的ZMotionRtConfig.ini文件中进行配置。
配置示例图:


串口通讯设置
1.在终端中使用ls/dev/tty*指令,可查看串口字符串名称。
2.打开/opt/zmcapp目录,在ZMotionRtConfig.ini文件中根据实际需求设置串口数量。同时指定串口字符串名称并保存。

3.重启电脑,在另一台Windows系统电脑上打开RTSys,连接控制器。
4.在在线命令中输入?*port,可查看各个port口的通讯协议类型。确认port口是否为com类型。
配置串口通讯前:

配置串口通讯后:

网口通讯设置
1.在终端中使用ifconfig指令,可查看对应网卡的名称。
2.打开/opt/zmcapp目录,在ZMotionRtConfig.ini文件中根据实际需求设置网口数量。同时设置所使用的网卡名称并保存。

3.重启电脑,在另一台Windows系统电脑上打开RTSys,连接控制器。
4.在在线命令中输入?*port,可查看各个port口的通讯协议类型。
配置网口通讯前:

配置网口通讯后:

CPU占比调整设置
1.独核裸跑后,默认使用独核100%的CPU资源,无需改动!
如需特殊调整,请配置ZMotionRtConfig.ini文件中的cpuusage项。
2.打开/opt/zmcapp目录,在ZMotionRtConfig.ini文件中修改cpuusage的值即可。

3.保存。
多卡使用
使用多卡时,若需保持子卡的编号顺序不变,可通过卡上的拨码开关设置编号。各卡需设置为不同的编号值,此时子卡将按拨码值从小到大排列。(拨码的高低位请参阅对应型号的用户手册)

多卡及带冗余功能的单卡通讯周期配置
多卡的不同槽位可使用SLOT_PERIOD指令配置不同的通讯周期,但不同通讯周期不适用于冗余功能。
带冗余功能的控制卡(如XPCIE2032H、XPCIE6032H)也可使用SLOT_PERIOD指令为每个槽位配置不同的通讯周期。

同样,不同通讯周期不适用于冗余功能。

教学视频请点击→Windows/Linux下强实时运动控制内核(一):驱动安装、内核配置与使用

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。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。
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