今天,正運動小助手給大家分享一下MotionRT7的安裝和使用,以及使用C++對MotionRT7開發的前期準備。
01
MotionRT7簡介
MotionRT7是深圳市正運動技術推出的跨平臺運動控制實時內核,也是國內首家完全自主自研,自主可控的Windows運動控制實時軟核。
1.MotionRT7具備以下特點
(1)獨立軟件安裝,適合各種Windows電腦;綠色免安裝,快速體驗;采用硬件綁定的運行許可證授權(未授權也可試用);可以方便配置、啟動、連接、模擬運行等。
(2)與MotionRT其它版本功能兼容,一次開發,可快速切換到嵌入式,Linux各種平臺。
(3)統一函數庫接口,快速的本地LOCAL接口,運動函數調用快至us級別,比普通PCI卡快數十倍。
(4)集成機器視覺,快速搭建各類運動控制+機器視覺的實時應用。
(5)強大多卡功能,最多240軸聯動,支持跨卡聯動,脈沖與總線聯動,振鏡與平臺聯動,輕松實現位置鎖存/PSO等高級功能。
2.持續迭代的運動控制實時內核MotionRT
MotionRT是正運動技術持續建設與發展的運動控制實時內核,已不斷迭代7代,從MotionRT1到MotionRT7。

3.MotionRT7采用模塊化軟件架構

運動控制程序、視覺算法、MotionRT7運動控制引擎,通過高共享內存進行數據交互,大大提升運動控制與機器視覺的交互效率。 用戶自定義功能,融合Gmc、Gear/Cam、Frame、Robotics、CNC等算法,打造用戶的專用控制系統。
4.統一開放的API函數
統一完善的SDK庫,所有的第三方開發環境同一套API接口,跨平臺的產品架構,提高效率,保持兼容性。
5.簡單易用的運動控制功能特性
a.點位運動、直線插補、圓弧插補、螺旋插補、連續軌跡加工;
b.電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、位置鎖存、虛擬軸疊加;
c.S曲線加減速,SS曲線加減速,軌跡運動更柔和;
d.1D/2D/3D高速位置同步輸出PS0,充分滿足視覺飛拍、高速點膠、激光加工;
e.客戶可自定義運動控制算法或者機器人正反解算法;
f.方便與第三方視覺配合。
6.開放的EtherCAT與配置調試工具
ZDevelop具備開放易用的配置,開發,調試,診斷等工具。ZDevelop不僅是個綠色免費的軟件,而且具備軸調試,軸狀態,示波器等工具。

MotionRT7廣泛支持EtherCAT總線,支持市面上廣泛易用的EtherCAT伺服,EtherCAT步進,EtherCAT IO,EtherCAT閥島和EtherCAT傳感器。 我司后續將持續完善EtherCAT的配置工具,持續努力做最好用的運動控制。
02
MotionRT7的安裝和使用
第一步:安裝驅動程序
1.打開“設備管理器”,選擇“操作”中的“添加過時硬件”,選擇“手動選擇”。


2.點擊“下一步”。

3.點擊“從磁盤安裝”。

4.點擊“瀏覽按鈕”選擇驅動所在的路徑,打開文件夾“driver_signed”,選擇“ZMotionRt64.inf”。


5.一直點擊下一步,直到安裝完成。

注意:驅動更新時,要從設備管理器刪除設備,一定要選擇把驅動文件也刪除。 6.MotionRT7驅動安裝視頻演示。
第二步:運行控制臺程序
1.打開控制臺程序所在位置,運行可執行文件“MotionRt710.exe”。

2.點擊“Start”。

第三步:使用ZDevelop軟件鏈接到控制器,進行參數監控
ZDevelop鏈接控制器,軟件版本3.10以上,使用PCI/LOCAL方式進行連接。


第四步:網口擴展EtherCAT主站協議
1.查看網絡連接。
2.選擇用作EtherCAT的網卡,右鍵屬性,安裝協議。



3.點擊從磁盤安裝,選擇驅動器所在的路徑,打開文件夾”driver_signed”,選擇“MotionRtPacket.inf”。




4.安裝成功后,確認ZMotionRT64 Packet Protocol Driver前面有選上。
在RT控制臺程序選擇增加AddEcat,這時能看到對應網卡,選擇后,啟動RT。

5.MotionRT7 EtherCAT協議安裝視頻演示。
自帶PC的網卡EtherCAT具有一定的實時性,如EtherCAT要提升性能,則需要把網口其它的協議都去掉以提升實時性。
如需進一步提升實時性,請使用正運動專門的EtherCAT運動控制卡XPCIE1032。
03
C++進行MotionRT7項目的開發
1.新建MFC應用。

2.將zauxdll.lib、zauxdll2.h、zauxdll.dll和zmotion.dll這4個文件放到剛剛創建的MFC項目文件夾下。

3.添加頭文件聲明并聲明句柄。

(1)相關PC函數介紹
| 指令1 | ZAux_FastOpen | ||||||||
| 指令原型 | int32__stdcallZAux_FastOpen(ZMC_CONNECTION_TYPEtype, char*pconnectstring, uint32uims,ZMC_HANDLE* phandle) | ||||||||
| 指令說明 | 與控制器建立連接, 可以指定連接的等待時間 | ||||||||
| 輸入參數 |
|
||||||||
| 輸出參數 |
|
||||||||
| 返回值 | 成功返回值為0,非0詳見錯誤碼說明。 | ||||||||
| 指令示例 |
串口連接: ZMC_HANDLE phandle;//控制器連接句柄 Char comID[32]= "0";//串口ID ZAux_FastOpen(1, comID,1000s ,&phandle); 網口連接例子: ZMC_HANDLE phandle;//控制器連接句柄 Char EthID[32]= "192.168.0.11";//網口ID ZAux_FastOpen(1, EthID,1000s ,&phandle); LOCAL接口連接例子: ZMC_HANDLE phandle;//控制器連接句柄 ZAux_FastOpen(ZMC_CONNECTION_LOCAL, "LOCAL1",3000,&g_handle); |
||||||||
| 詳細說明 | / |
| 指令2 | ZAux_OpenEth | ||||
| 指令原型 | int32__stdcall ZAux_OpenEth(char *ipaddr, ZMC_HANDLE * phandle) | ||||
| 指令說明 | 以太網連接控制器。 | ||||
| 輸入參數 |
|
||||
| 輸出參數 |
|
||||
| 返回值 | 成功返回值為0,非0詳見錯誤碼說明。 | ||||
| 指令示例 | 網口連接控制器。 | ||||
| 詳細說明 |
1.網口采用RJ45標準網線接口,通訊速率為100Mbit/s。 2.控制器出廠的IP地址為192.168.0.11,端口號為502。對端通訊設備需與控制器處于同一網段,才可進行連接。 3.最常用的控制器連接方式。 4.ZMC_HANDLE 類型:Zmotion庫中,專門用于控制卡連接數據定義類型。 |
| 指令3 | ZAux_Direct_GetDpos | ||||||
| 指令原型 | int32__stdcall ZAux_Direct_GetDpos(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float *pfValue) | ||||||
| 指令說明 | 讀取軸當前位置或稱控制器發送的需求位置,單位units。 | ||||||
| 輸入參數 |
|
||||||
| 輸出參數 |
|
||||||
| 返回值 | 成功返回值為0,非0詳見錯誤碼說明。 | ||||||
| 指令示例 | 軸基本運動參數設置獲取。 | ||||||
| 詳細說明 | / |
| 指令4 | ZAux_Execute | ||||||||
| 指令原型 | int32__stdcall ZAux_Execute(ZMC_HANDLE handle, const char *pszCommand, char *psResponse, uint32 uiResponseLength) | ||||||||
| 指令說明 | 發送字符串命令到控制器,緩存方式(當控制器沒有緩沖時自動阻塞)。 | ||||||||
| 輸入參數 |
|
||||||||
| 輸出參數 |
|
||||||||
| 返回值 | 成功返回值為0,非0詳見錯誤碼說明。 | ||||||||
| 指令示例 | 在線命令函數的使用。 | ||||||||
| 詳細說明 | 上位機調用上位機未封裝的Basic指令功能。 |
| 指令5 | ZAux_DirectCommand | ||||||||
| 指令原型 | int32__stdcall ZAux_DirectCommand(ZMC_HANDLE handle, const char *pszCommand,char *psResponse, uint32 uiResponseLength) | ||||||||
| 指令說明 | 發送字符串命令到控制器,直接方式(不進緩沖區,有少數命令,暫時不支持)。 | ||||||||
| 輸入參數 |
|
||||||||
| 輸出參數 |
|
||||||||
| 返回值 | 成功返回值為0,非0詳見錯誤碼說明。 | ||||||||
| 指令示例 | 在線命令函數的使用。 | ||||||||
| 詳細說明 | 上位機調用上位機未封裝的Basic指令功能。 |
| 指令6 | ZAux_Close | ||||
| 指令原型 | int32__stdcall ZAux_Close(ZMC_HANDLE handle) | ||||
| 指令說明 | 關閉控制器連接。 | ||||
| 輸入參數 |
|
||||
| 輸出參數 | / | ||||
| 返回值 | 成功返回值為0,非0詳見錯誤碼說明。 | ||||
| 指令示例 | 串口連接控制器。 | ||||
| 詳細說明 | / |
在C++的MFC設計界面,找到需要用到的控件拖拽到窗體中進行UI界面設計,效果如下。

注:使用IP模式連接MotionRT7的時候,要將MotionRT710中的Config配置項Eth num的值設置為一個大于0的數(1-12),輸入的IP為本機IP,可以在ZDevelop中直接查看。
(2)C++例程講解視頻演示
(3)相關代碼
① 通過IP鏈接方式的鏈接按鈕的消息響應函數來鏈接控制器。
//IP鏈接方式鏈接控制器
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton1()
{
CString s;
ed1.GetWindowText(s);
std::string ip = s.GetBuffer();
if (!ZAux_OpenEth(&ip[0],&handle))
{
MessageBox("MotionRT7鏈接成功!");
}
else
{
MessageBox("MotionRT7鏈接失敗!");
}
}
②通過LOCAL鏈接方式的鏈接按鈕的消息響應函數來鏈接控制器。
//Local鏈接方式鏈接控制器
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton3()
{
// 連接類型,
CStrings;
cb1.GetWindowText(s);
if (!ZAux_FastOpen((ZMC_CONNECTION_TYPE)5, &s.GetBuffer()[0], 1000, &handle))
{
MessageBox("MotionRT7鏈接成功!");
}
else
{
MessageBox("MotionRT7鏈接失敗!");
}
}
③通過斷開按鈕的消息響應函數來斷開控制器的鏈接。
//斷開上位機與控制器的鏈接
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton2()
{
ZAux_Close(handle);
MessageBox("MotionRT7已斷開!");
}
④通過單條指令交互周期的測試按鈕對單條指令交互的周期進行測試。
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton5()
{
CString s;
std::string S;
float dpos;
double tme;
char g[30];
cb2.GetWindowText(s);
S = s.GetBuffer();
int i;
DWORD startTime = GetTickCount64();//計時開始
for (i= 1; i <= std::stoi(S); i++)
{
ZAux_Direct_GetDpos(handle, 0, &dpos);
}
ed2.SetWindowText(g);
DWORD endTime = GetTickCount64();//計時結束
tme = (double)(endTime - startTime) / (std::stoi(S)) * 1000;
ed2.SetWindowText(std::to_string(tme).data());
ed3.SetWindowText(std::to_string((double)(endTime - startTime)).data());
ed6.SetWindowText(std::to_string(dpos).data());
}
⑤通過多條指令交互周期的測試按鈕對多條指令交互的周期進行測試。
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton6()
{
CString s;
std::string S;
float data[12] = { 0 };
char get[255];
cb2.GetWindowText(s);
S = s.GetBuffer();
std::string cmd = "?dpos(0),dpos(1),dpos(2),dpos(3),axisstatus(0),axisstatus(1),axisstatus(2),axisstatus(3),in(0),in(1),in(2),in(3)";
DWORD startTime = GetTickCount64();//計時開始
for (int i = 1; i <= std::stoi(S); i++)
{
ZMC_DirectCommand(handle, &cmd[0], get, 255);
}
DWORD endTime = GetTickCount64();//計時結束
double tme = (double)(endTime - startTime) / (std::stoi(S)) * 1000;
ed4.SetWindowText(std::to_string(tme).data());
ed5.SetWindowText(std::to_string((double)(endTime - startTime)).data());
ZAux_TransStringtoFloat(&get[0], 12, data);
ed7.SetWindowText(std::to_string(data[0]).data());
ed8.SetWindowText(std::to_string(data[1]).data());
ed9.SetWindowText(std::to_string(data[2]).data());
ed10.SetWindowText(std::to_string(data[3]).data());
ed11.SetWindowText(std::to_string((int)data[4]).data());
ed12.SetWindowText(std::to_string((int)data[5]).data());
ed13.SetWindowText(std::to_string((int)data[6]).data());
ed14.SetWindowText(std::to_string((int)data[7]).data());
ed15.SetWindowText(std::to_string((int)data[8]).data());
ed16.SetWindowText(std::to_string((int)data[9]).data());
ed17.SetWindowText(std::to_string((int)data[10]).data());
ed18.SetWindowText(std::to_string((int)data[11]).data());
}
(4)運行效果

IP鏈接方式的測試(1w次)

LOCAL鏈接方式的測試(1w次)

IP鏈接方式的測試(10w次)

LOCAL鏈接方式的測試(10w次)
04
分析與結論
以上分別是對IP方式鏈接MotionRT7與LOCAL方式鏈接MotionRT7的指令交互測試,從上面運行效果圖的數據顯示來看,當進行1w次和進行10w次的單指令交互或多指令交互的時候,LOCAL鏈接的方式進行指令交互所需要的單條指令交互時間(平均4.7us左右和3.9us左右),一次性讀取12個狀態的多條指令交互時間(平均6.2us左右和5.5us左右)都比IP鏈接的方式更快(平均28us左右與29us左右)。
| 平均值 | LOCAL鏈接 | MotionRT的IP鏈接 | 其他家PCI卡 |
| 1w次單條讀取 | 4.70us | 28.20us | 64us |
| 10w次單條讀取 | 3.90us | 27.97us | 65us |
| 1w次多條讀取 | 6.20us | 29.70us | 472us |
| 10w次多條讀取 | 5.50us | 30.00us | 471us |
其次,我們可以從運行結果看出MotionRT7在LOCAL鏈接的方式下,指令交互的效率也是非常地穩定,當測試數量從1w增加到10w時,單條指令交互時間與多條指令交互時間波動不大,這將為工藝作業中穩定性提供了極大的保證。
MotionRT7的出現,絕對是一次重大的驚喜與升級,它為我們在進行大批量指令交互的過程中,提供了更好的效率與穩定性,給生產創造更高的效率與更多的價值!
審核編輯:劉清
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原文標題:Windows實時運動控制軟核(三):LOCAL高速接口測試之C++
文章出處:【微信號:伺服與運動控制,微信公眾號:伺服與運動控制】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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