运动控制卡应用开发教程之MATLAB
今天，正运动小助手给大家分享一下运动控制卡应用开发教程之MATLAB。
一 ECI2828硬件介绍
ECI2828系列运动控制卡支持多达16 轴直线插补、任意圆弧插补、空间圆弧、螺旋插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随、虚拟轴和机械手指令等;采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制。
ECI2828系列运动运动控制卡支持以太网，232 通讯接口和电脑相连，接收电脑的指令运行，可以通过EtherCAT总线和CAN总线去连接各个扩展模块，从而扩展输入输出点数或运动轴。
ECI2828系列运动控制卡的应用程序可以使用 VC、VB、VS、C++以及C#等软件来开发，程序运行时需要动态库 zmotion.dll。调试时可以把ZDevelop软件同时连接到控制器，从而方便调试，方便观察。
二 MATLAB进行运动控制开发
Ⅰ 新建工程并添加函数
1.在MATLAB R2019a菜单“主页”→“新建”→ “工程”→ “空白工程” ，启动创建项目向导。
2.新建GUI。(命令行输入guide 新建GUI)
3.找到厂家提供的光盘资料里面的MATLAB函数库，路径如下(64位库为例)。
4.将厂商提供的库文件以及相关文件复制到MATLAB工作目录下。
A.“zauxdll.dll”、“zmotion.dll”、“zauxdll2.h”、“zmotion.h”四个文件拷贝到matlab工作目录下。
如：C:\...\....\R2019a\bin
B.将“zauxdll2.h”、“zmotion.h”两个文件拷贝到include目录。
如：C:\...\....\R2019a\extern\include
C.拷贝“zauxdll.dll”文件到新建的工程目录中。
5.配置MATLAB开发环境。
A.在matlab命令行输入“mbuild -setup”以及“mex -setup”，选择安装的c语言编译器。
B.使用loadlibrary('zauxdll.dll','zauxdll2.h');加载函数库。
C.libfunctions zauxdll -full;或 libfunctionsview zauxdll;显示共享库函数签名。
6.使用“calllib”调用zauxdll函数库中函数，详细可查看MATLAB帮助。
Ⅱ 查看PC函数手册
1.PC函数手册也在光盘资料里面，具体路径如下：“光盘资料\8.PC函数\函数库2.1\ZMotion函数库编程手册 V2.1.pdf”。
2.PC编程，一般如果网口对控制器和工控机进行链接。网口链接函数接口是ZAux_OpenEth();如果链接成功，该接口会返回一个链接句柄。通过操作这个链接句柄可以实现对控制器的控制。
3、使用单轴运动相关的指令操作链接句柄“g_handle”，对控制器进行单轴运动控制，单轴运动相关的指令如下。
Ⅲ MATLAB进行单轴运动开发
1.单轴运动控制人机交互界面如下。
2.例程简易流程图。
3.在MATLAB的GUI界面中新建控件进行程序编写。
A.在工具栏新建“普通按钮”和可编辑文本，并双击修改属性。
B.控件右键，查看回调，“CallBack”创建回调响应函数，此时自动新建.m格式文件，在这里进行界面响应程序编写。
C.将自动创建的文件添加到项目中。
D.在“XXX_OpeningFcn”函数中加载函数库，并定义全局变量。
% --- Executes just before untitled is made visible.
function untitled_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)
% This function has no output args, see OutputFcn.
% hObject handle to figure
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
% varargin command line arguments to untitled (see VARARGIN)
% Choose default command line output for untitled
handles.output = hObject;
% Update handles structure
guidata(hObject, handles);
if not(libisloaded('zauxdll'))%加载函数库
loadlibrary('zauxdll.dll','zauxdll2.h');
end
disp("加载函数库");%命令行打印
global g_handleptr;%定义连接句柄
global g_nAxis;%定义轴号
global g_Dir;%定义运动方向
global g_Moveway;%定义运动方式
g_handleptr= libpointer('voidPtrPtr');
g_Dir=1;
g_Moveway=0;
g_nAxis=0;
4.编写“连接控制器”按钮程序，调用接口“ZAux_OpenEth()”，使点击按钮时链接控制器。
% --- Executes on button press in pushbutton_openZmc.
function pushbutton_openZmc_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to pushbutton_openZmc (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
handles.timer = timer('Period',0.05,'ExecutionMode','FixedRate',...
'TimerFcn',{@UpdateSliderData, handles});%定时器
global g_handleptr;%定义连接句柄
ip =get(handles.edit_Ip,'String');
disp("连接控制器:"+ip);
zmc_ip = char(ip);
[res,~] = calllib('zauxdll','ZAux_OpenEth',zmc_ip ,g_handleptr);
commandCheckHandler("ZAux_OpenEth",res);
if res==0
fprintf('连接控制器成功\n');
set(gcf,'NumberTitle', 'off', 'Name', '连接成功');
%msgbox('Connection successful');
start( handles.timer );%启动定时器
else
fprintf('连接控制器失败,错误码%d\n',res);
set(gcf,'NumberTitle', 'off', 'Name', '连接失败');
msgbox('Connection failure，Please check the IP！');%连接控制器失败，请检查IP地址
return;
end
5.主界面右键添加销毁函数，调用“ZAux_Close()”关闭连接。
% --- Executes during object deletion, before destroying properties.关闭连接
function figure1_DeleteFcn(hObject, eventdata, handles)
global g_handleptr;%定义连接句柄
calllib('zauxdll','ZAux_Close',g_handleptr);
disp("关闭与控制器连接");%打印
6.通过定时器更新控制器轴状态：当前坐标、当前速度等。
function UpdateSliderData(obj, events, handles)
global g_handleptr;%定义连接句柄
global g_nAxis;%定义轴号
[res,~,runstate]=calllib('zauxdll','ZAux_Direct_GetIfIdle',g_handleptr,g_nAxis, 0);
commandCheckHandler("ZAux_Direct_GetIfIdle",res);
[res,~,curpos]=calllib('zauxdll','ZAux_Direct_GetDpos',g_handleptr, g_nAxis, 0);
commandCheckHandler("ZAux_Direct_GetDpos",res);
[res,~,curspeed]=calllib('zauxdll','ZAux_Direct_GetVpSpeed',g_handleptr, g_nAxis, 0);
commandCheckHandler("ZAux_Direct_GetVpSpeed",res);
str_curpos=num2str(curpos);
str_curspeed=num2str(curspeed);
if (runstate==0)
set(handles.edit_runstate,'String',"当前运动状态:运行");
else
set(handles.edit_runstate,'String',"当前运动状态:停止");
end
set(handles.edit_curpos,'String',"当前轴坐标：" +str_curpos);
set(handles.edit_curspeed,'String',"当前轴速度：" +str_curspeed);
7.通过启动按钮的事件处理函数来设置轴参数并开始运动。
% --- Executes on button press in pushbutton_runmove.运动
function pushbutton_runmove_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to pushbutton_runmove (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
global g_handleptr;%定义连接句柄
global g_nAxis;%定义轴号
global g_Dir;%定义运动方向
global g_Moveway;%定义运动方式
calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetAtype',g_handleptr, g_nAxis,0);
calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetUnits',g_handleptr,g_nAxis,str2num(get(handles.edit_units,'String')));
calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetLspeed',g_handleptr, g_nAxis, str2num(get(handles.edit_lspeed,'String')));
calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetSpeed',g_handleptr, g_nAxis, str2num(get(handles.edit_speed,'String')));
calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetAccel',g_handleptr, g_nAxis, str2num(get(handles.edit_acc,'String')));
calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetDecel',g_handleptr, g_nAxis, str2num(get(handles.edit_dec,'String')));
calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetSramp',g_handleptr, g_nAxis, str2num(get(handles.edit_sramp,'String')));
if (g_Moveway) %//连续运动
calllib('zauxdll','ZAux_Direct_Single_Vmove',g_handleptr, g_nAxis,g_Dir);
else % //寸动
calllib('zauxdll','ZAux_Direct_Single_Move',g_handleptr, g_nAxis, g_Dir * str2num(get(handles.edit_step,'String')));
end
8.通过停止按钮的事件处理函数来停止插补运动。
% --- Executes on button press in pushbutton_stopMove.单轴停止
function pushbutton_stopMove_Callback(hObject, eventdata, handles)
global g_handleptr;%定义连接句柄
global g_nAxis;
calllib('zauxdll','ZAux_Direct_Single_Cancel',g_handleptr,g_nAxis,2);
Ⅳ 调试与监控
1.编译运行例程，同时连接ZDevelop软件进行调试，对运动控制的轴参数和运动情况进行监控。
(1)连接ZDevelop软件，并点击“视图”→“示波器”打开示波器对轴运动情况进行监控。
(2)运行上位机软件进行调试监控。
2.视频演示。
http://www.zmotion.com.cn/video/%E8%BF%90%E5%8A%A8%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8D%A1%E5%BA%94%E7%94%A8%E5%BC%80%E5%8F%91%E6%95%99%E7%A8%8B%E4%B9%8BMATLAB.mp4
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