XPCIE1032H功能簡介

XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT總線運動控制卡，可選6-64軸運動控制，支持多路高速數字輸入輸出，可輕松實現多軸同步控制和高速數據傳輸。XPCIE1032H集成了強大的運動控制功能，結合MotionRT7運動控制實時軟核，解決了高速高精應用中，PC Windows開發的非實時痛點，指令交互速度比傳統的PCI/PCIe快10倍。

XPCIE1032H支持PWM，PSO功能，板載16進16出通用IO口，其中輸出口全部為高速輸出口，可配置為4路PWM輸出口或者16路高速PSO硬件比較輸出口。輸入口含有8路高速輸入口，可配置為4路高速色標鎖存或兩路編碼器輸入。

XPCIE1032H搭配MotionRT7實時內核，使用本地LOCAL接口連接，通過高速的核內交互，可以做到更快速的指令交互，單條指令與多條指令一次性交互時間可以達到3-5us左右。

?XPCIE1032H與MotionRT7實時內核的配合具有以下優勢：

1.支持多種上位機語言開發，所有系列產品均可調用同一套API函數庫；

2.借助核內交互，可以快速調用運動指令，響應時間快至微秒級，比傳統PCI/PCIe快10倍；

3.解決傳統PCI/PCIe運動控制卡在Windows環境下控制系統的非實時性問題；

4.支持一維/二維/三維PSO（高速硬件位置比較輸出），適用于視覺飛拍、精密點膠和激光能量控制等應用；

5.提供高速輸入接口，便于實現位置鎖存；

6.支持EtherCAT總線和脈沖輸出混合聯動、混合插補。

?使用XPCIE1032H和MotionRT7進行項目開發時，通常需要進行以下步驟：

1.安裝驅動程序，識別XPCIE1032H；

2.打開并執行文件“MotionRT710.exe”，配置參數和運行運動控制實時內核；

3.使用ZDevelop軟件連接到控制器，進行參數監控。連接時請使用PCI/LOCAL方式，并確保ZDevelop軟件版本在3.10以上；

4.完成控制程序開發，通過LOCAL鏈接方式連接到運動控制卡，實現實時運動控制。

?與傳統PCI/PCIe卡和PLC的測試數據結果對比：

平均值	C++ LOCAL	C# LOCAL	傳統PCI/PCIe卡接口交互	PLC網口通訊交互
1w次單條讀取交互周期	4.70us	5.3us	64us	500us-10ms
10w次單條讀取交互周期	3.90us	5.7us	65us	500us-10ms
1w次多條讀取交互周期	6.20us	8.85us	472us	500us-10ms
10w次多條讀取交互周期	5.50us	8.37us	471us	500us-10ms

我們可以從測試對比結果看出，XPCIE1032H運動控制卡配合實時運動控制內核MotionRT7，在LOCAL鏈接（核內交互）的方式下，指令交互的效率是非常穩定，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，非常適用于高速高精的應用。

XPCIE1032H控制卡安裝

關閉計算機電源。

打開計算機機箱，選擇一條空閑的XPCIE卡槽，用螺絲刀卸下相應的擋板條。

將運動控制卡插入該槽，擰緊擋板條上的固定螺絲。

XPCIE1032H驅動安裝與建立連接參考往期文章EtherCAT超高速實時運動控制卡XPCIE1032H上位機C#開發（一）：驅動安裝與建立連接。

一、C#語言進行運動控制項目開發

二、相關PC函數介紹

相關PC函數介紹詳情可參考“ZMotion PC函數庫編程手冊 V2.1.1”。

1、控制器網口連接函數接口

2、硬件比較輸出函數接口

3、硬件定時器函數接口

在form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。

三、位置同步輸出PSO介紹

PSO（position synchronized output）即位置同步輸出，本質是通過采集實時的編碼器反饋位置(無編碼器可使用輸出的脈沖位置)與比較模式設定的位置進行比較，控制OP高速同步輸出信號，PSO示意圖如下。

PSO一般與激光器(或點膠噴射閥等設備)同步輸出信號進行相位同步，在運動軌跡的所有階段以恒定的空間(或恒定時間)間隔觸發輸出開關，包括加速、減速和勻速段，從而實現脈沖能量均勻地作用在被加工物體上。

PSO功能的特點是能高速且穩定的輸出信號，因為輸出精度足夠高，所以能夠在整個運動軌跡中以固定的距離觸發輸出信號而不用考慮總體速度，即在直線部分以很快的速度運動，而在圓角部分減速的同時也能保證輸出間距恒定。

通常圓角加工部分在整個加工過程中占有比較小的部分，這樣在保證加工效果的同時，就可以最大限度地提高產能。

正運動的PSO功能調用ZAux_Direct_HwPswitch2函數接口實現，該函數采用硬件實現IO的高速比較輸出，故名硬件比較輸出。

四、位置同步輸出PSO模式介紹

1、單軸比較 -- 模式1

ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLEhandle，intAxisnum,intMode，intOpnum，intOpstate，floatModePara1， floatModePara2，floatModePara3，floatModePara4 ）

（1）handle：控制器連接句柄；

（2）Axisnum：比較軸號；

（3）Mode：1-啟動比較器；

（4）Opnum：對應的輸出口；

（5）Opstate：第一個比較點的輸出狀態；

（6）ModePara1：第一個比較點絕對坐標所在TABLE寄存器編號；

（7）ModePara2：最后一個比較點絕對坐標所在TABLE寄存器編號；

（8）ModePara3：第一個點判斷方向，0坐標負向，1坐標正向，-1不使用方向；

（9）ModePara4：模式1里面，該參數無意義，填0或其他任意值。

⊙該模式主要功能為：在Table寄存器里面設置好比較點，碰到設置好的單軸比較點之后，輸出口電平反轉。

該模式使用時需要指定高速輸出口，設置好首個比較點的輸出狀態，設置比較軸，在設置比較點（即設置table寄存器，點數量等），最后設置比較點運動方向，啟動比較。緊接著驅動軸運動即可。

如下圖設置：設置高速比較輸出口0，首個比較點的輸出狀態為1，設置比較軸為0。設置4個比較點，比較點坐標分別為：100，200，300，400。即當軸運動到100，200，300，400時，都會觸發電平變化。

示波器波形如圖所示：在100，200，300，400時會發生電平變化。

2、清除比較點 -- 模式2

ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLEhandle，intAxisnum，intMode，intOpnum，intOpstate，floatModePara1， floatModePara2，floatModePara3，floatModePara4）

（1）handle：控制器連接句柄；

（2）Axisnum：比較軸號；

（3）Mode：2-清除比較緩沖區；

（4）Opnum：對應的輸出口；

（5）Opstate：模式2里面，該參數無意義，填0；

（6）ModePara1：模式2里面，該參數無意義，填0；

（7）ModePara2：模式2里面，該參數無意義，填0；

（8）ModePara3：模式2里面，該參數無意義，填0；

（9）ModePara4：模式2里面，該參數無意義，填0。

⊙說明：使用前需要調用此模式，清除可能沒有比較完成的數據。使用過程中也可以發送此命令，停止比較。

3、矢量比較方式 -- 模式3

ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLEhandle，intAxisnum，intMode，intOpnum，intOpstate，floatModePara1， floatModePara2，floatModePara3，floatModePara4）

（1）handle：控制器連接句柄；

（2）Axisnum：比較軸號；

（3）Mode：3-啟動比較器；

（4）Opnum：對應的輸出口；

（5）Opstate：第一個比較點的輸出狀態；

（6）ModePara1：第一個矢量距離比較點絕對坐標所在TABLE寄存器編號；

（7）ModePara2：最后一個矢量距離比較點絕對坐標所在TABLE寄存器編號；

（8）ModePara3：模式3里面，該參數無意義，填0或其他任意值；

（9）ModePara4：模式3里面，該參數無意義，填0或其他任意值。

⊙該模式主要功能為：在Table寄存器里面設置好比較點，碰到設置單軸矢量距離比較點之后，輸出口電平反轉。

該模式使用時需要指定高速輸出口，設置好首個比較點的輸出狀態，設置比較軸，在設置比較點（即設置table寄存器，點數量等），啟動比較。緊接著驅動軸運動即可。

如下圖設置：設置高速比較輸出口0，首個比較點的輸出狀態為1，設置比較軸為0。設置4個比較點，比較點坐標分別為：100，200，300，400.即當軸矢量距離運動到100，200，300，400時，都會觸發電平變化。

示波器波形如圖所示：在100，200，300，400時會發生電平變化。

4、矢量比較，單個比較點 -- 模式4

ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLEhandle，intAxisnum，intMode，intOpnum，intOpstate，floatModePara1， floatModePara2，floatModePara3，floatModePara4）

（1）handle：控制器連接句柄；

（2）Axisnum：比較軸號；

（3）Mode：4-啟動比較器；

（4）Opnum：對應的輸出口；

（5）Opstate：第一個比較點的輸出狀態；

（6）ModePara1：矢量距離比較點坐標（當前運動距離）。

⊙該模式主要功能為：ModePara1參數設置好比較點之后，碰到設置單軸矢量距離比較點之后，OP 反轉，比較結束。

如下圖設置：設置高速比較輸出口0，首個比較點的輸出狀態為1，設置比較軸為0。比較點為100。

示波器波形如圖所示：在100時會發生電平變化。

5、周期位置比較，有效距離輸出-- 模式5

ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLEhandle，intAxisnum，intMode，intOpnum，intOpstate，floatModePara1， floatModePara2，floatModePara3，floatModePara4）

（1）handle：控制器連接句柄

（2）Axisnum：比較軸號

（3）Mode：5-啟動比較器

（4）Opnum：對應的輸出口

（5）Opstate：第一個比較點的輸出狀態

（6）ModePara1：矢量距離比較點坐標（當前運動距離）

（7）ModePara2：重復周期。即有效狀態個數

（8）ModePara3：周期距離.每隔一次有效狀態距離

（9）ModePara4：有效狀態距離（不能大于周期距離）

⊙該模式主要功能為：ModePara1參數設置好比較點之后，碰到設置單軸矢量距離比較點之后，輸出一斷設置好的周期距離脈沖。

該模式使用時需要指定高速輸出口，設置好首個比較點的輸出狀態，設置比較軸，在設置比較點（矢量距離比較點坐標，當前運動距離），設置好周期距離，重復周期，有效狀態距離等。最后啟動比較。緊接著驅動軸運動即可。

如下圖設置：設置高速比較輸出口0，首個比較點的輸出狀態為1，設置比較軸為0。比較點為80，重復周期為5，周期距離為100，有效距離為20，即當軸矢量距離運動到80之后，每運動100的距離，就會輸出設置好的周期位置脈沖。

示波器波形如圖所示：軸0與軸1，進行300，400的插補運動的時候，在矢量位置80，180，280，380，480時會輸出設置好的周期位置脈沖。

6、周期位置比較，周期時間輸出 -- 模式6

ZAux_Direct_HwPswitch2（ZMC_HANDLEhandle，intAxisnum，intMode，intOpnum，intOpstate，floatModePara1， floatModePara2，floatModePara3，floatModePara4）

（1）handle：控制器連接句柄；

（2）Axisnum：比較軸號；

（3）Mode：6-啟動比較器；

（4）Opnum：對應的輸出口；

（5）Opstate：第一個比較點的輸出狀態；

（6）ModePara1：矢量距離比較點坐標（當前運動距離）；

（7）ModePara2：重復周期。即有效狀態個數；

（8）ModePara3：周期距離.每隔一次這個距離輸出一次定時器；

（9）ModePara4：模式6里面，該參數無意義，填0或其他任意值。

⊙該模式主要功能為：ModePara1參數設置好比較點之后，碰到設置單軸矢量距離比較點之后，輸出一斷設置好的定時脈沖。

該模式使用時需要指定高速輸出口，設置好首個比較點的輸出狀態，設置比較軸，在設置比較點（矢量距離比較點坐標，當前運動距離），設置好周期距離，重復周期，設置好硬件定時參數。最后啟動比較。緊接著驅動軸運動即可。

如下圖設置：設置高速比較輸出口0，首個比較點的輸出狀態為1，設置比較軸為0。比較點為50，重復周期為2，周期距離為100，周期時間為40，有效時間為20。即當軸矢量距離運動到50之后，每運動100的距離，就會輸出一段設置好的定時脈沖。

示波器波形如圖所示：在50，150時會輸出一段設置好的定時脈沖。

7、獨立位置比較，周期時間輸出 -- 模式7

⊙該模式主要功能為：ModePara1參數設置好比較點之后，碰到設置單軸矢量距離比較點之后，輸出一斷設置好的定時脈沖。

該模式使用時需要指定高速輸出口，設置好首個比較點的輸出狀態，設置比較軸，在設置比較點（矢量距離比較點坐標，當前運動距離），設置好周期距離，重復周期，設置好硬件定時參數。最后啟動比較。緊接著驅動軸運動即可。

這條指令在功能上與模式6類似但是在具體設置時會比模式6簡單，首先他可以直接在指令中設置HW_TIMER，另外可以動態修改HW_TIMER指令的相關參數。

如下圖設置：設置高速比較輸出口0，首個比較點的輸出狀態為1，設置比較軸為0。起始比較點為0，結束比較點為3，周期時間為150ms，脈沖個數為2，有效時間為100ms。即當軸矢量距離運動到50之后，每運動100的距離，就會輸出一段設置好的定時脈沖.（注意并沒有打開HW_TIMER）。

示波器波形如圖所示：在50，100，150，200時會輸出一段設置好的定時脈沖。

本次，正運動技術單軸PSO視覺飛拍與精準輸出：EtherCAT超高速實時運動控制卡XPCIE1032H上位機C#開發（七），就分享到這里。

更多精彩內容請關注“正運動小助手”公眾號，需要相關開發環境與例程代碼，請咨詢正運動技術銷售工程師。

本文由正運動技術原創，歡迎大家轉載，共同學習，一起提高中國智能制造水平。文章版權歸正運動技術所有，如有轉載請注明文章來源。

審核編輯 黃宇