之前正運動技術與大家分享了，運動控制器的固件升級、ZBasic程序開發、ZPLC程序開發、與觸摸屏通訊和輸入/輸出IO的應用、運動控制器數據與存儲的應用、運動控制器ZCAN、EtherCAT總線的使用等。

　　今天，我們來講解一下正運動技術運動控制器示波器的應用。

　　

　　教學視頻地址：《視頻教程：如何進行運動控制器示波器的應用？》

　　

　　1、材料準備與控制器接線參考

　　

　　材料準備：

　　1)電腦1臺，安裝ZDevelop3.10.00版本軟件

　　2)控制器1個

　　3)24V直流電源1個

　　4)總線驅動器+電機(或步進驅動器+電機)若干

　　5)控制器接線端子若干

　　6)網線若干

　　7)連接線若干

　　另：IO設備、擴展模板、觸摸屏等根據需求選用。

　　控制器接線參考：

　　

　　

　　

　　2、示波器功能

　　

　　示波器屬于程序調試與運行中極其重要的一個部分，用于把肉眼看不到的信號轉換成圖形，便于研究各種信號變化過程。

　　示波器利用控制器內部處理的數據，把數據顯示成圖形，利用示波器可以顯示各種不同的信號，如軸參數、軸狀態等。在“視圖”—“示波器”中打開示波器窗口或點擊菜單欄快捷按鈕。

　　示波器必須先啟動后觸發才能成功采樣。打開示波器設置好相關參數之后點擊啟動，可手動觸發采樣，也可在程序里加入“TRIGGER”指令自動觸發示波器采樣。

　　

　　

　　

　　示波器采樣示意圖

　　3、示波器基本設置

　　

　　示波器設置面板

　　1)設置：打開示波器設置窗口，設置示波器相關參數。

　　2)啟動：啟動示波器(但不啟動示波器采樣)。

　　3)停止：停止示波器采樣。

　　4)XY模式：勾選時切換成XY平面顯示兩個軸的插補合成軌跡。

　　5)<<：按下隱藏通道名稱和峰值，只顯示通道編號。

　　6)手動觸發：手動觸發示波器采樣按鈕。

　　7)跟隨：開啟跟隨后，橫軸自動移動到實時采樣處，跟隨波形顯示。

　　8)顯示：選擇當前通道曲線是否顯示。

　　9)編號：選擇需要采集的數據源編號，例如軸號、數字量IO編號、模擬量IO編號、TABLE編號、VR編號、MODBUS編號等。

　　10)數據源：選擇抓取的數據類型，下拉菜單選擇，多種類型參數可選。

　　11)偏移：波形縱軸偏移量設置。

　　12)刻度：縱軸一格的刻度。

　　13)水平刻度：橫軸一格的刻度。

　　

　　4、示波器參數設置

　　

　　若要設置示波器參數，如軸編號、數據源以及打開示波器設置窗口，要先停止示波器再設置。點擊“設置”按鈕，彈出如下所示“示波器設置”窗口。

　　

　　

　　

　　示波器參數設置面板

　　1)通道數：要采樣的通道總數。

　　2)深度：總共采樣的數據次數，深度越大采樣范圍越大。

　　3)間隔：采樣時間間隔，單位為系統周期，與控制器固件版本有關，一般默認1ms，指令SERVO_PERIOD查看。一般來說，間隔越小，采樣數據越準確，單位時間內數據量越大。

　　4)TABLE位置：設置抓取數據存放的位置，一般默認自動使用TABLE數據末尾空間，也可以自定義配置，但是設置時注意不要與程序使用的TABLE數據區域重合。

　　5)背景顏色/通道顏色：設置背景與每個通道波形對應的顏色。

　　6)顯示類型：點和線段兩種曲線類型可選。線段更容易發現異常點的數據顯示。

　　7)連續采集：不開啟連續采集時，到達采樣深度后便停止采樣，開啟了連續采集之后示波器會持續采樣。

　　8)導出參數：需要導出示波器數據時勾選。

　　

　　5、示波器數據導入導出

　　

　　1)導入

　　示波器必須在停止狀態下才能導入數據，將采樣波形復現出來。

　　導入采樣數據方法：

　　點擊“導入”，選擇導入的數據文件為之前從示波器導出的文件類型后打開即可。

　　2)導出

　　導出參數顯示示波器設置情況，以及各個通道的數據類型和每個采樣點數據。

　　

　　

　　

　　導出采樣數據方法：

　　先在設置里勾選“導出參數”，啟動示波器采樣，采樣完成后點擊“導出”，選擇文件夾保存示波器數據，導出數據形式如圖所示。

　　

　　

　　

　　導出數據形式

　　

　　6、示波器的使用

　　

　　1)示波器采樣使用方法

　　A、打開工程項目，連接控制器或仿真器，再打開示波器窗口(操作示波器窗口之前需要連接到控制器或仿真器才可以操作)。

　　B、在示波器窗口點擊“設置”，選擇采樣通道數，采樣深度，采樣間隔，采樣數據TABLE存儲位置(一般來說自動使用TABLE數組末尾空間即可)和采樣類型等，設置完成確認保存當前設置。

　　C、再選擇采樣數據編號和數據源，點擊“啟動”按鈕。

　　D、將程序下載到控制器運行，程序里需要包含TRIGGER自動觸發示波器采樣指令，此時示波器開始采樣，顯示出不同數據源的波形。可調整顯示刻度和波形偏移，便于觀察不同波形。

　　E、若波形精度不高或顯示不完整，可點擊“停止”按鈕后再打開“設置”，調整好采樣間隔和采樣深度后重新執行上述采樣過程。

　　2)示波器使用注意事項

　　設置抓取數據存放的位置，一般默認自動使用TABLE數據末尾空間，此時根據采樣數據占用空間大小自動計算起始空間地址。

　　計算方法：采樣數據占用空間大小=通道數*深度

　　例：若控制器的TABLE空間大小為320000，4個通道，深度為30000。

　　每個采樣點占用一個TABLE，所以會占用4*30000 = 120000個TABLE位置，320000-120000=200000，此時TABLE的起始位置為200000。

　　數據存放的位置也可以自定義配置，若按上面的通道數和深度，起始TABLE空間自定義時不能超過200000，否則無法設置，如下圖。

　　

　　

　　

　　示波器采樣數據占用的空間不要與程序使用的TABLE數據區域重合。

　　控制器TABLE空間大小使用TSIZE指令讀取、在“控制器狀態”窗口查看或在線命令?*max打印查看。

　　7、示波器顯示類型的區別

　　示波器采樣曲線顯示類型有點和線段兩類。

　　點：示波器按固定周期采集得出的一系列采樣點的數據，如下圖。

　　

　　

　　

　　示波器采樣曲線顯示類型：點采樣顯示圖

　　線段：將采樣點連成平滑的線段顯示，如下圖，線段更容易發現異常點的數據顯示，一般數據波動較大的場合建議顯示為線段。

　　

　　

　　

　　示波器采樣曲線顯示類型：線段采樣顯示圖

　　

　　8、示波器采樣

　　

　　連續采集：

　　不選擇連續采樣時，到達采樣深度后示波器自動停止采樣。

　　在示波器“設置”里勾選連續采集，再開啟示波器，示波器觸發采樣后會持續采樣，到達采樣深度后仍繼續采樣，直到按下停止才會停止采樣。

　　連續采集的所有波形采樣數據均能導出。

　　示波器采樣時間計算：

　　例如深度：10000，間隔：5

　　如果系統周期SERVO_PERIOD=1000，也就是1ms軌跡規劃周期，間隔5表示每5ms采集一個數據點，一共采集10000次數據，采集時間長度為50s。

　　

　　9、示波器XY模式

　　

　　XY模式支持顯示兩個軸的插補合成軌跡。不勾選XY模式時，時間為橫軸，縱軸為各數據值顯示。

　　波形成對顯示，曲線1、2為一對，曲線3、4為一對，以此類推。

　　

　　

　　

　　各軸運動波形

　　

　　

　　

　　XY模式插補合成軌跡

　　

　　10、示波器相關指令

　　

　　SCOPE_POS：只讀參數，返回當前已采樣保存的點數。

　　SCOPE：示波器數據采樣，保存到TABLE，可同時采樣8類數據(enable, period, table_start, table_stop, p0 [,p1 [,p2 [,p3 [,p4 [,p5 [,p6 [,p7]]]]]]])。

　　enable：使能與否。

　　period：系統周期，一般為1ms，可用SERVO_PERIOD查看。

　　table_start：采樣數據存儲在TABLE的起始位置。

　　table_stop：TABLE結束位置，減去起始位置為采樣個數。

　　p0~p7：采樣數據類型，等分存儲在TABLE范圍。

　　示例：

　　SCOPE(ON,10,0,1000,DPOS(0),MSPEED(0)) '每隔10ms抓取DPOS和MSPEED存儲在TABLE 0~1000，0~499存dpos，500~1000存MSPEED，共采樣(1000/2)*10=5000ms

　　

　　11、示波器演示例程

　　

　　1)連續軌跡前瞻應用

　　RAPIDSTOP(2)

　　WAIT IDLE(0)

　　BASE(0,1)

　　DPOS=0,0

　　ATYPE=1,1

　　UNITS=100,100

　　SPEED=100,100

　　ACCEL=1000,1000

　　DECEL=1000,1000

　　MERGE=ON

　　CORNER_MODE=2             '啟動拐角減速

　　DECEL_ANGLE = 15 * (PI/180)     '設置開始減速角度

　　STOP_ANGLE = 45 * (PI/180)       '設置結束減速角度

　　FORCE_SPEED=100                      '等比減速時起作用

　　TRIGGER                                      '自動觸發示波器

　　MOVE(100,100)

　　MOVECIRC(200,0,100,0,1)'半徑100順時針畫半圓，終點坐標(300,100)

　　

　　

　　

　　各軸參數波形

　　

　　

　　

　　XY模式插補合成軌跡

　　2)電子凸輪應用

　　'示波器電子凸輪應用例程

　　RAPIDSTOP(2)

　　WAIT     IDLE(0)

　　ERRSWITCH = 3

　　BASE(0)             '選擇第0軸

　　ATYPE= 1         '脈沖方式步進或伺服           

　　DPOS = 0

　　UNITS = 100     '脈沖當量

　　SPEED = 200

　　ACCEL = 2000

　　DECEL = 2000

　　TRIGGER

　　'計算TABLE的數據

　　DIM deg, rad, x, stepdeg

　　stepdeg = 1     '可以通過這個來修改段數，段數越多速度越平穩

　　FOR deg=0 TO 360 STEP stepdeg

　            ã€€rad = deg * 2 * PI/360                             '轉換為弧度

　            ã€€X = deg * 25 + 10000 * (1-COS(rad))     '計算每小段位移

　            ã€€TABLE(deg/stepdeg,X)                           '存儲TABLE

　            ã€€TRACE deg/stepdeg,X

　　NEXT deg

　　WHILE 1                                                         '循環運動

　    ã€€IF MODBUS_BIT(0) = ON THEN                '輸入0有效啟動運動

　　        CAM(0, 360/stepdeg, 0.1, 300)             '虛擬跟蹤總長度300

　        ã€€WAIT UNTIL IDLE                                  '等待運動停止

　        ã€€DELAY(100)                                           '延時

　    ã€€ENDIF

　　WEND

　　END

　　

　　

　　

　　電子凸輪波形

　　3)PSO位置同步輸出

　　'示波器PSO位置同步輸出例程

　　RAPIDSTOP(2)

　　WAIT IDLE(0)

　　BASE(0,1)

　　DPOS=0,0

　　MPOS=0,0

　　ATYPE=1,1

　　UNITS=100,100

　　SPEED=100,100

　　ACCEL=1000,1000

　　DECEL=1000,1000

　　OP(0,OFF)

　　TABLE(0,50,100,150,200)              '比較點坐標

　　HW_PSWITCH2(2)                        '停止并刪除沒有完成的比較點

　　HW_PSWITCH2(1, 0, 1, 0, 3,1)      '比較4個點，操作輸出口0

　　TRIGGER                                       '自動觸發示波器采樣

　　MOVE(300)

　　

　　

　　

　　PSO位置同步輸出波形

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