工控自動化技術文摘：全國產EtherCAT運動控製邊緣控製器（五）：IO配置與回零運動的Python+Qt開發

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全國產EtherCAT運動控製邊緣控製器（五）：IO配置與回零運動的Python+Qt開發
深圳市正運動技術有限公司

今天，正運動小助手給大家分享一下全國產EtherCAT運動控製邊緣控製器ZMC432H如何使用 Python+QT實現單軸回零運動控製開發。

一、功能簡介

全國產EtherCAT運動控製邊緣控製器ZMC432H是正運動的一款軟硬件全國產自主可控，運動控製接口兼容EtherCAT總線和脈衝型的獨立式運動控製器，最多支持32軸運動控製，同時支持正運動遠程HMI功能，能提供網絡組態顯示，可實時監控和調整參數配置。

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ZMC432H具備豐富的硬件接口和控製功能模塊，能實現高效穩定的運動控製和實時數據采集，以滿足工業控製協同工業互聯網的應用需求。

ZMC432H內置了Linux係統，可以使用本地的LOCAL接口進行連接，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為40us左右。

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ZMC432H視頻介紹：

二、Python+QT進行運動控製開發

（一）配置好python +Qt 開發環境，以及安裝好所需工具

1、下載python解釋器。

2、安裝pyside2或者pyside6根據python解釋器的版本來選擇，高版本的解釋器使用pyside6。

安裝pyside2有以下兩種方式：

方式一：使用win+r打開運行界麵，然後輸入cmd（在安裝python解釋器的時候要根據安裝向導配置好環境變量，否則後麵的指令不會執行成功），pip install pyside2 -i https://pypi.douban.com/simple/ ；

方式二：在pycharm中安裝。

3、安裝好PyCharm Community Edition，在如下界麵點擊+號，安裝所需的工具，如pyside2。

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4、在Pycharm中配置自定義工具（用於qt的界麵編輯）。

（1）按照如圖步驟打開Tool的編輯框。

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（2）自定義Pyside2-uic：

a.Program填寫： Python安裝目錄 \Scripts\pyside2-uic.exe；

b.Arguments填寫： $FileName$ -o $FileNameWithoutExtension$.py；

c.Working directory填寫： $FileDir$。

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（3）自定義QtDesigner：

a.Program填寫： Python安裝目錄 \Scripts\pyside2-designer.exe；

b.Working directory填寫： $ProjectFileDir$。

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將自定義工具配置好之後就可以直接在PyCharm的菜單中直接使用了。

1、點擊Tools → Qt → Qtdesigner即可進入UI的設計界麵。

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2、右鍵ui文件，點擊Qt → Pyside2-uic即可生成ui文件的py文件。

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（二）新建Python項目並添加函數庫

1、使用PyCharm Community Edition 2022打開一個新建的文件夾或者在進入PyCharm Community Edition 2022之後新建一個目錄，並在目錄中添加Python文件。

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2、找到找到廠家提供的光盤資料，路徑如下。

A.進入廠商提供的光盤資料找到“04.PC函數”文件夾，並點擊進入。

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B.選擇“PC函數庫V2.1.1”文件夾。

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C.選擇“Windows平台”文件夾。

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D.選擇“庫文件與例程”文件夾。

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E.選擇“PYTHON例程”文件夾。

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F.解壓對應位數的壓縮包。

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G.解壓後如下圖所示。

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3、對於Windows係統來說將zauxdll.dll、zmotion.dll以及zauxdllPython.Py文件加入所創建的文件夾內即可。

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（三）查看PC函數手冊，熟悉相關函數接口。

1、PC函數手冊也在光盤資料裏麵，具體路徑如下：“光盤資料\04.PC函數\ZMotionPC函數庫編程手冊及其例程源碼\ZMotionPC函數庫編程手冊 V2.1.1.pdf”。

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2、鏈接控製器，獲取鏈接句柄。

（1）ZAux_OpenEth()接口說明：
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（2）配置IO信號點對應函數接口說明：
企業微信截圖_20231019144235.png

對接口的詳細說明可查看PC函數手冊。

（3）以下為回零運動調用接口，以及對回零模式的詳細說明：

加10表示碰到限位後反找, 不會碰到限位停止,例如13=模式3+限位反找10，用於原點在正中間的情況。
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（四）Python+Qt開發控製器單軸回零例程。

1、例程界麵如下。

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2、程序示例如下。

（1）Python中加載qt的UI文件；

from PySide2.QtWidgets import QMessageBox
from PySide2.QtCore import QFile, QTimer
from PySide2.QtUiTools import QUiLoader
q_state_file = QFile("mainweiget.ui")
q_state_file.open(QFile.ReadOnly)
self.ui = QUiLoader().load(q_state_file)
q_state_file.close()

注：此時 self.ui表示了qt中的ui。

（2）鏈接按鈕的事件處理函數中調用鏈接控製器的接口函數ZAux_OpenEth（），與控製器進行鏈接,鏈接成功後啟動定時器1監控控製器狀態。

def on_btn_open_clicked(self):
    strtemp = self.ui.comboBox.currentText()
    print("當前的ip是 ：", strtemp)
    if self.Zmc.handle.value is not None:
       self.Zmc.close()
       self.time1.stop()
       self.ui.setWindowTitle("單軸回零")
    iresult = self.Zmc.open_eth(strtemp)
    if 0 != iresult:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "連接失敗")
    else:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "連接成功")
       str_title = self.ui.windowTitle() + strtemp
       self.ui.setWindowTitle(str_title)
       self.Up_State()
       self.time1.start(100)

（3）通過定時器監控控製器狀態。

def Up_State(self):
    idlelist = [ctypes.c_int(-1) for i in range(0, 4)]
    fdposlist = [ctypes.c_float(0) for i in range(0, 4)]
    for i in range(0, 4):
       self.Zmc.get_target_pos(i, fdposlist[i])  # 獲取當前軸位置
       self.Zmc.get_idle(i, idlelist[i])  # 判斷當前軸狀態
    str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[0].value else "運行中", round(fdposlist[0].value, 2))
    self.ui.lineEdit_X.setText(str1)
    str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[1].value else "運行中", round(fdposlist[1].value, 2))
    self.ui.lineEdit_Y.setText(str1)
    str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[2].value else "運行中", round(fdposlist[2].value, 2))
    self.ui.lineEdit_Z.setText(str1)
    str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[3].value else "運行中", round(fdposlist[3].value, 2))
    self.ui.lineEdit_R.setText(str1)

（4）使用回零按鈕的事件處理函數對回零運動前的參數進行初始化以及調用對應的回零模式操作回零運動。

def on_btn_run_clicked(self):
    if self.Zmc.handle.value is None:
       QMessageBox.warning(self.ui, "警告", "未連接控製器")
       return
    ifidle = ctypes.c_int(0)
    self.Zmc.get_idle(self.axis_Num,ifidle)
    if 0 == ifidle:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "運動未停止")
       return
    # 設定軸類型 7 - 脈衝軸類型 + 編碼器Z信號 不用EZ回零也可以設置為1
    self.Zmc.set_axis_type(self.axis_Num,7 if self.mode < 3 else 1)
    # 設定脈衝模式及邏輯方向（脈衝 + 方向）
    self.Zmc.set_invert_step(self.axis_Num,0)
    # 設置當量
    str_tmp = self.ui.edit_Units.text()
    float_tmp = float(str_tmp)
    self.Zmc.set_units(self.axis_Num,float_tmp)
    # 設置爬行速度
    str_tmp = self.ui.edit_CLSpeed.text()
    float_tmp = float(str_tmp)
    self.Zmc.set_creep(self.axis_Num,float_tmp)
    # 設置速度
    str_tmp = self.ui.edit_Speed.text()
    float_tmp = float(str_tmp)
    self.Zmc.set_speed(self.axis_Num,float_tmp)
    # 設置加速度
    str_tmp = self.ui.edit_Accel.text()
    float_tmp = float(str_tmp)
    self.Zmc.set_acceleration(self.axis_Num,float_tmp)
    # 設置減速度
    str_tmp = self.ui.edit_Decel.text()
    float_tmp = float(str_tmp)
    self.Zmc.set_deceleration(self.axis_Num,float_tmp)
    # 設置原點開關
    str_tmp = self.ui.edit_zeroIO.text()
    float_tmp = int(str_tmp)
    self.Zmc.set_datum_in(self.axis_Num,float_tmp)
    # 反轉 ZMC係列認為OFF時碰到了原點信號（常閉） ，如果是常開傳感器則需要反轉輸入口，ECI係列的不需要反轉
    if float_tmp != -1:
       self.Zmc.set_invert_in(float_tmp,1)
    # 設置正限位輸入信號開關
    str_tmp = self.ui.edit_FWDIO.text()
    float_tmp = int(str_tmp)
    self.Zmc.set_fwd_in(self.axis_Num,float_tmp)
    if float_tmp != -1:
       self.Zmc.set_invert_in(float_tmp,1)
    # 設置負限位輸入信號開關
    str_tmp = self.ui.edit_REVIO.text()
    float_tmp = int(str_tmp)
    self.Zmc.set_rev_in(self.axis_Num, float_tmp)
    if float_tmp != -1:
       self.Zmc.set_invert_in(float_tmp, 1)
    # 單軸回零
    self.Zmc.single_datum(self.axis_Num,self.mode)

（5）通過停止運動按鈕的事件處理函數來停止當前的運動。

def on_btn_stop_clicked(self):
    if self.Zmc.handle.value is None:
       QMessageBox.warning(self.ui,"警告","未連接控製器")
       return
    #如果已經停止則無需操作
    isidle = ctypes.c_int(-1)
    self.Zmc.get_idle(self.axis_Num,isidle)
    if isidle:
       return
    self.Zmc.single_cancel(self.axis_Num,2)

（6）通過坐標清零按鈕的事件處理函數來對當前軸的坐標進行對應清零。

def on_btn_clear_clicked(self):
    if self.Zmc.handle.value is None:
       QMessageBox.warning(self.ui,"警告","未連接控製器")
       return
    isidle = ctypes.c_int(-1)
    self.Zmc.get_idle(self.axis_Num,isidle)
    if not isidle:
       QMessageBox.warning(self.ui,"警告","運動未暫停，不可清零")
       return
    self.Zmc.set_target_pos(self.axis_Num,0)

三、調試與監控

編譯運行例程，同時通過RtSys軟件連接控製器對控製器狀態進行監控。

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Python+QT進行單軸回零運動例程講解。

完整代碼獲取地址

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本次，正運動技術全國產EtherCAT運動控製邊緣控製器（五）：IO配置與回零運動的Python+QT開發，就分享到這裏。

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正運動技術專注於運動控製技術研究和通用運動控製軟硬件產品的研發，是國家級高新技術企業。正運動技術彙集了來自華為、中(zhong)興(xing)等(deng)公(gong)司(si)的(de)優(you)秀(xiu)人(ren)才(cai)，在(zai)堅(jian)持(chi)自(zi)主(zhu)創(chuang)新(xin)的(de)同(tong)時(shi)，積(ji)極(ji)聯(lian)合(he)各(ge)大(da)高(gao)校(xiao)協(xie)同(tong)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)基(ji)礎(chu)技(ji)術(shu)的(de)研(yan)究(jiu)，是(shi)國(guo)內(nei)工(gong)控(kong)領(ling)域(yu)發(fa)展(zhan)最(zui)快(kuai)的(de)企(qi)業(ye)之(zhi)一(yi)，也(ye)是(shi)國(guo)內(nei)少(shao)有(you)、完整掌握運動控製核心技術和實時工控軟件平台技術的企業。主要業務有：運動控製卡_運動控製器_EtherCAT運動控製卡_EtherCAT控製器_運動控製係統_視覺控製器__運動控製PLC_運動控製_機器人控製器_視覺定位_XPCIe/XPCI係列運動控製卡等等。

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