运动控制卡网络通讯的心跳检测之C#上位机编程

本文导读

今天，正运动小助手给大家分享一下如何使用C#上位机编程实现运动控制卡网络通讯的心跳检测功能。

01 ECI2618B硬件介绍

ECI2618B经济型多轴运动控制卡是一款脉冲型、模块化的网络型运动控制卡。控制卡本身最多支持6轴，可扩展至12轴的运动控制，用以实现直线插补、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、虚拟轴以及机械手指令等简单的轨迹控制需求；采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制。

ECI2618B控制卡功能特点：
（1）本身支持6差分脉冲轴+4单端脉冲轴运动控制，最多可扩展至12轴运动控制。
（2）脉冲输出模式：脉冲/方向或双脉冲。
（3）AXIS接口支持编码器位置测量，可以配置为手轮输入模式。
（4）专用的手轮输入接口。
（5）每轴最大输出脉冲频率10MHz。
（6）通过CAN总线，最多可扩展到256个隔离输入口和256个隔离输出口。
（7）轴正负限位信号口/原点信号口可以随意配置到任何输入口。
（8）通用数字输出口最大输出电流可达500mA，可直接驱动部分电磁阀。
（9）支持点位运动、电子凸轮、直线插补、圆弧插补、连续插补运动、机械手指令。
（10）支持Basic多文件多任务编程。
（11）多种程序加密手段，保护客户的知识产权。

ECI2000系列经济型多轴运动控制卡可用于电子半导体设备（检测类设备、组装类设备、锁附类设备、焊锡机）、点胶设备和流水线等12轴以内脉冲应用场合。
控制器支持windows、linux、Mac、Android、wince各种操作系统下的开发，提供vc、c#、vb.net、labview等各种环境的dll库，如下图。上位机软件编程参考《ZMotion PC函数库编程手册》。

02 为什么要进行心跳检测，作用是什么

1.实时监测：
通过检测上位机与下位机的通信状态，可以实时监测上位机是否正常连接和通讯。一旦发现上位机掉线，系统可以及时采取相应的应对措施，避免因为掉线导致通讯中断或数据丢失。
2.系统稳定性：
上位机是控制系统的核心部分，掉线可能会导致整个系统失去控制。掉线检测可以保障系统的稳定性，及时发现掉线情况并进行处理，保持系统正常运行。
3.数据完整性：
上位机通常负责与用户界面交互、数据处理和决策，数据的完整性对系统运行至关重要。通过掉线检测，系统可以及时发现掉线情况，保证数据的完整性和准确性。
4.故障诊断：
掉线检测可以作为系统故障诊断的一种手段，通过监测上位机的状态，可以帮助确定系统出现问题的具体原因，加快故障排查和修复的速度。

03 BASIC语言进行心跳检测脚本语言编写

（一）前情提要
心跳检测的实现主要是两个部分组成：
1.上位机周期修改变量；
2.控制器程序周期检测变量并在掉线的时候执行一些急停操作。
在示例中，上位机程序会周期修改Heart_Status，控制器程序会周期扫描Heart_Status，并在检测到变量的值异常的时候打开输出口，模拟掉线急停的操作。
流程图如下所示：
在这里插入图片描述

（二）创建变量

'**************************心跳相关变量定义************************
Global Heart_StarFlag               '开始通讯标识变量
Global Heart_Status                 '通讯标识变量
Global Heart_Time                   '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

（三）开启扫描
扫描流程：
1.等待上位机发送扫描开始指令；
2.根据控制器信号进入不同扫描程序（原理一样只是实现略有不同）；
3.将通讯标识变量置1；
4.等待一个超时时间；
5.判断通讯标识；
6.如果为1表示上位机没有进行通讯，掉线状态。进行掉线保护操作；
7.为0表示进行通讯，正常状态。开启下一次扫描。

WHILE TRUEWAIT until Heart_StarFlag = 1                       '等待PC软件连接DELAY Heart_Time                                    'PC连接之后，延时一个超时时间，避免上位WHILE TRUEif 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 = 0WAIT until ticks < 0 or Heart_Status=0if Heart_Status = 1 THENRAPIDSTOP(2)WAIT IDLEOP(0,31,MODBUS_LONG(OutList_Address))   'MODBUS_LONG存储32位整型按位控制掉线急停IOHeart_StarFlag=-1Heart_Status = 0 ELSEOP(0,31,0)EndifWEND
WEND
end

04 C#语言进行心跳检测开发

（一）新建WinForm项目并添加函数库
1.在VS2010菜单“文件”→“新建”→“项目”，启动创建项目向导。
在这里插入图片描述

2.选择开发语言为“Visual C#”和.NET Framework 4以及Windows窗体应用程序。
在这里插入图片描述

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。
在这里插入图片描述

（2）选择“01PC函数库V2.1”文件夹。
在这里插入图片描述

（3）选择“windows平台”文件夹。
在这里插入图片描述

（4）根据需要选择对应的函数库，这里选择32位库。
在这里插入图片描述

（5）解压C#压缩包,里面有C#对应的函数库。
在这里插入图片描述

（6）函数库具体路径如下。
在这里插入图片描述

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。
在这里插入图片描述

（2）将zauxdll.dll和zmotion.dll文件放入bin\debug文件夹中。
在这里插入图片描述

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”。
在这里插入图片描述

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。
在这里插入图片描述

（二）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。
在这里插入图片描述

2.链接控制器，获取链接句柄。
在这里插入图片描述

3.下载并运行控制器程序。
在这里插入图片描述

4.设置控制器程序参数。
在这里插入图片描述

05 C#例程建设之网络通讯的心跳检测

（一）前情提要
上位机软件的主要功能：
1.下载并运行控制器程序；
2.设置扫描参数；
3.开启和关闭心跳检测；
4.设置急停IO。
界面如下图所示：
在这里插入图片描述

（二）例程讲解
1.连接控制器获取句柄，上位机操作通过获取到的句柄来操作控制器。

//连接控制器,控制器默认IP是192.168.0.11
ZauxErr = zmcaux.ZAux_OpenEth("192.168.0.11", out g_Handle);
if (0 != ZauxErr)
{AlmInifFile.Write(DateTime.Now.ToString("F"), "ZAux_OpenEth执行错误,错误码:" + ZauxErr.ToString(), "错误码信息");
}

2.下载心跳bas程序
函数介绍：
通过OpenFileDialog获取控制器程序路径，然后通过openFile判断文件是否为空，最后通过ZAux_BasDown将控制器程序下载到控制器。

private void btnFile_Click(object sender, EventArgs e)
{string m_strOpenFileName;FileStream openFile;OpenFileDialog fileOpen = new OpenFileDialog();fileOpen.Filter = "Basic Files (*.bas)|*.bas|All Files (*.*)|*.*";fileOpen.RestoreDirectory = true;fileOpen.FilterIndex = 1;if (fileOpen.ShowDialog() == DialogResult.OK){m_strOpenFileName = fileOpen.FileName;try{openFile = new FileStream(fileOpen.FileName, FileMode.Open, FileAccess.Read);openFile.Close();}catch (Exception ex){MessageBox.Show("Open Failed!");return;}ret = zmcaux.ZAux_BasDown(g_handle, m_strOpenFileName, 0);controlReturnQue.Enqueue(ret);if (ret == 0)MessageBox.Show("心跳程序已成功加载");}
}

在这里插入图片描述

3.启动心跳检测
函数介绍：
首先通过SetTimeOutPara设置扫描参数，然后ZAux_Direct_SetUserVar设置Heart_StarFlag心跳标示变量。启动控制器扫描程序，随后开启上位机扫描程序。

private void btnStart_Click(object sender, EventArgs e)
{SetTimeOutPara();ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetUserVar(g_handle, "Heart_StarFlag", 1);controlReturnQue.Enqueue(ret);timeOut = 0;timer1.Enabled = true;timer1.Interval = int.Parse(tbxUpTimer.Text);tbState.Text = "已启动";
}
//上位机扫描程序
private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
{ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetUserVar(g_handle, "Heart_Status", 0);controlReturnQue.Enqueue(ret);if (ret != 0)timeOut++;if (timeOut > 1){tbState.Text = "未启动";timer1.Stop();}
}