導讀

　　今天，正運動小助手給大家分享一下以太網IO卡之ECI0016PA系列數據采集卡的用法，C#語言進行ECI數據采集卡的開發以及測試多個IO讀寫的交互速度，以及示波器曲線采集。

　　硬件介紹

　　ECI0016PA/ECI00PAB等ECI0系列運動控制卡支持以太網、RS232通訊接口和電腦相連，接收電腦的指令運行，可以通過CAN總線連接各個擴展模塊，從而擴展輸入輸出點數。ECI0016PAB與ECI0016PA區別：ECI0016PAB支持脫機Basic語言。

　　ECI0016PA\ECI0016PAB 數據采集卡

　　ECI0016PA/ECI0016PAB等ECI0系列采用了優化的網絡通訊協議，可以實現實時的邏輯控制和IO狀態的監控。

　　ECI0016PA/ECI0016PAB等ECI0系列IO卡的應用程序可以使用VC、VB、VS、C++、C#等軟件開發，程序運行時需要動態庫zmotion.dll，調試時可以將RTSys軟件同時連接控制器，從而方便調試、方便觀察。

　　ECI0016PA/ECI0016PAB產品特點

　　ECI0016PA/ECI0016PAB基本資源8個NPN輸入，8個NPN輸出，12個模擬量輸入(16位分辨率，-10V-+10V量程)，2個模擬量輸出(12位分辨率，-10V-+10V量程)。

　　ECI0016PA，在默認未連接，默認自帶浮地值2.5V左右浮地值，這個不具參考意義，連接到負載之后，以得到的電壓為準。

　　ECI0016PA以太網的通訊交互速率，一萬次以太網網絡獲取基本資源(ps：板子上12個AD，2個DA，8個IN，8個OUT為基本硬件資源)為7秒，也就是平均1次獲取資源信息小于1ms左右(實際通訊效率與網卡有關)，如果獲取傳輸資源信息減少則通訊速率可提升至更快。

　　ECI0016PAB，可支持掉線檢測，軟件掉線，板卡自動置位輸出;板卡掉線，軟件層可以通過定時心跳檢測，獲取掉線情況等。

　　接線參考

　　1、通用輸入口電路圖

　　2、通用輸入口接線參考圖

　　3、通用輸出口電路圖

　　4、通用輸出口接線參考圖

　　5、模擬量輸入輸出規格

　　6、模擬量輸入輸出接線參考圖

　　7、控制器基本信息

　　ZCAN擴展方法

　　1、當ECI0016PA本體所帶的IO數量不滿足使用時，可通過ZCAN把ECI0016PA當成主站，搭配ZIO擴展版擴展所需IO數量。

　　ECI0016PA當主站接線示意圖如下：

　　ECI0016PA控制卡采用雙電源供電，ZIO擴展模塊采用雙電源供電，使用時擴展模塊的主電源和控制卡的主電源可共用一路電源。ECI0016PA控制卡和ZIO擴展模塊用不同電源供電時，控制卡電源GND要連接擴展模塊電源的GND，否則可能燒壞CAN。

　　CAN總線上連接多個ZIO擴展模塊時，在CAN總線的左右兩端各接一個120歐的電阻，對于具有8位撥碼的擴展模塊，終端電阻可通過撥碼實現。

　　2、當有別的主卡，不需要ECI0016PA當主站，想把ECI0016PA的資源擴展到主卡上，搭配主卡使用時，可以把ECI0016PA當成從站擴展上去。ECI0016PA當成從站接線示意圖如下：

       CAN總線上連接多個ZIO擴展模塊時，在CAN總線的左右兩端各接一個120歐的電阻，對于具有8位撥碼的擴展模塊，終端電阻可通過撥碼實現。為保證通訊質量，請使用雙絞屏蔽線，屏蔽層接地，控制器和擴展模塊內部電源請使用同一個電源。

　　因為ECI0016PA沒有撥碼開關，所以當ECI0016PA設置為從站時，需用RTSys軟件連接到ECI0016PA板卡，手動設置從站ID。

　　·

　　CANIO_ADDRESS = 1 '設置CAN ID為1，此時為從端，波特率500Kbps，作為ZCAN從站使用，IO起始地址為32(16+16*1).CANIO_ADDRESS = 2 '設置CAN ID為2，此時為從端，波特500Kbps，作為ZCAN從站使用，IO起始地址為48(16+16*2).CANIO_ADDRESS = 3 '設置CAN ID為3，此時為從端，波特500Kbps，作為ZCAN從站使用，IO起始地址為64(16+16*3).CANIO_ADDRESS = 4 '設置CAN ID為4，此時為從端，波特500Kbps，作為ZCAN從站使用，IO起始地址為80(16+16*4).CANIO_ADDRESS = 2 +256 '設置CAN ID為2，此時為從端，波特250Kbps，作為ZCAN從站使用，IO起始地址為48(16+16*2).CANIO_ADDRESS = 2 +512 '設置CAN ID為2，此時為從端，波特125Kbps，作為ZCAN從站使用，IO起始地址為48(16+16*2).CANIO_ADDRESS = 2+768 '設置CAN ID為2，此時為從端，波特1Mbps，作為ZCAN從站使用，IO起始地址為48(16+16*2).

　　C#語言進行ECI IO控制卡的開發

　　1. 在VS2010菜單“文件”→“新建”→“項目”，啟動創建項目向導。

　　2.選擇開發語言為“Visual C#”和.NET Framework 4以及Windows窗體應用程序。

　　3.找到廠家提供的光盤資料里面的C#函數庫，路徑如下(32位庫為例)。

　　1)進入廠商提供的光盤資料找到“04PC函數”文件夾，并點擊進入。

　　2)選擇“函數庫2.1”文件夾。

　　3)選擇“Windows平臺”文件夾。

　　4)根據需要選擇對應的函數庫，這里選擇32位庫。

　　5)解壓C#壓縮包,里面有C#對應的函數庫。

　　6)函數庫具體路徑如下。

　　4.將廠商提供的C#的庫文件以及相關文件復制到新建的項目中。

　　1)將zmcaux.cs文件復制到新建的項目里面中。

　　2)將zaux.dll和zmotion.dll文件放入bin\debug文件夾中。

　　5.用vs打開新建的項目文件，在右邊的解決方案資源管理器中點擊顯示所有文件，然后鼠標右擊zmcaux.cs文件，點擊包括在項目中。

       6.雙擊Form1.cs里面的Form1，出現代碼編輯界面，在文件開頭寫入using cszmcaux，并聲明控制器句柄g_handle。

　　7.OCX控件注冊。zmotion.dll,ZScope.lib、ZScope.ocx放到C盤文件目錄下，然后管理員權限打開CMD，發送regsvr32 C:\ZScope.ocx注冊控件，注冊成功，會彈窗提示。

　　8.工具欄添加COM組件。工具→選擇工具箱項→COM組件→勾選ZScope組件→確定。

　　9.至此，項目新建完成，可進行C#項目開發。

　　PC函數介紹

　　1、PC函數手冊可在光盤資料查看，具體路徑如下。

　　2、鏈接控制器，獲取鏈接句柄。

　　3、快速讀取多個輸入口當前狀態接口說明。

　　4、快速讀取多個輸出口當前狀態接口說明。

　　C#快速讀取多個IO狀態的測試例程

　　1.例程界面

　　2.相關代碼

　　(1)鏈接按鈕的事件處理函數中調用鏈接控制器的接口函數ZAux_FastOpen()，與控制器進行鏈接，鏈接成功后定時器2，自動監控控制器的IO以及模擬量狀態。

　　·

　　//鏈接private void button3_Click(object sender, EventArgs e){ LinkType = comboBox1.Text; if (LinkType == "網口") { byte[] tempbuff = new byte[257]; //接收的返回的字符 if (g_handle == (IntPtr)0) { Adrr = comboBox2.Text; if (System.Text.RegularExpressions.Regex.IsMatch(Adrr, "[0-9]{1,3}\\.[0-9]{1,3}\\.[0-9]{1,3}\\.[0-9]{1,3}")) //網口字符串格式判斷 { string[] ips = Adrr.Split('.'); if (ips.Length == 4 || ips.Length == 6) { if (System.Int32.Parse(ips[0]) < 256 && System.Int32.Parse(ips[1]) < 256 & System.Int32.Parse(ips[2]) < 256 & System.Int32.Parse(ips[3]) < 256) { //ret = zmcaux.ZAux_OpenEth(Adrr, out g_handle); ret = zmcaux.ZAux_FastOpen(2, Adrr, 1000, out g_handle); if (0 != ret) { MessageBox.Show("找不到控制器"); return; } this.Text = "簡單易用的以太網模擬量采集控制卡(已連接,連接方式:網口)"; axZScope1.SetControllerIP((int)IPToUInt64(Adrr)); //axZScope1.SetControllerIP(100772032); } else { MessageBox.Show("Ip地址輸入格式錯誤!"); return; } } else { MessageBox.Show("Ip地址輸入格式錯誤!"); return; } } else { MessageBox.Show("Ip地址輸入格式錯誤!"); return; } }}else{ byte[] tempbuff = new byte[1024]; //接收的返回的字符 if (g_handle == (IntPtr)0) { ret = zmcaux.ZAux_FastOpen(1, comboBox2.Text, 1000, out g_handle); f (0 != ret) { MessageBox.Show("找不到控制器"); return; } this.Text = "簡單易用的以太網模擬量采集控制卡(已連接,連接方式:串口)"; StringBuilder radBuff= new StringBuilder(2048); ret=zmcaux.ZAux_Execute(g_handle, "?IP_ADDRESS", radBuff, 2048); if (ret == 0) { int ival = Convert.ToInt32(radBuff.ToString()); axZScope1.SetControllerIP(ival); } }}//加載心跳配置文件，若ECI0016PAB(脫機版本支持)float pfValue=0;int times = 0; StringBuilder radBuff1= new StringBuilder(2048); StringBuilder radBuff2= new StringBuilder(2048); StringBuilder radBuff3= new StringBuilder(2048); zmcaux.ZAux_GetControllerInfo(g_handle, radBuff1, radBuff2, radBuff3); textBox12.Text = radBuff1.ToString(); ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetUserVar(g_handle, "Heart_Time", ref pfValue);//獲取板卡腳本(basic)變量，確認腳本有無加載 if (ret!=0) { textBox1.Text="未加載"; textBox2.Text = "未加載"; } else { ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "Heart_StarFlag", ref Sys_HeartStarFlag);//獲取心跳是否啟用 ret += zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "Heart_Time", ref times);//超時時間 ret += zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "OutList_Address", ref Sys_HeartModbusStar);//急停OUTmodbus_long起始地址(Ps:3系列以下，自定義變量為24位浮點數，32位精度丟失，用modbus_long來代替) ret += zmcaux.ZAux_Modbus_Get4x_Long(g_handle, 0, 4, Sys_HeartIo); if (ret != 0) { MessageBox.Show("err:心跳參數獲取異常!"); } if (Sys_HeartStarFlag == 1) { textBox1.Text = "啟用"; } else { textBox1.Text = "未啟用"; } textBox2.Text = times.ToString(); textBox4.Text = Sys_HeartModbusStar.ToString(); List_Draw(sender, e); }}

　　(2)通過定時器，監控控制器的多個IO狀態，以及模擬量狀態。以下演示，實際接線把OUT0接入到了IN0，DA0接入到了AD0，即操作OUT0以及DA0時，對應的輸入會有變化。

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　　public void draw_io(){ if (g_handle != (IntPtr)0) { Graphics g = this.groupBox4.CreateGraphics(); Pen redPen = new Pen(Color.FromArgb(245, 115, 103), 13);//紅色 Pen greenPen = new Pen(Color.FromArgb(132,239,109), 13);//綠色 Font drawFont = new Font("Arial", 9); SolidBrush drawBrush = new SolidBrush(Color.Black);//畫刷顏色 zmcaux.ZAux_GetModbusIn(g_handle,0,7,in_state); zmcaux.ZAux_GetModbusOut(g_handle, 0, 7, out_state); for (int i = 0; i < 8; i++) { if (((in_state[0] >> i) & 1) == 1) { g.DrawEllipse(greenPen, new Rectangle(60 + 50 * i, 38, 13, 13)); //紅色，無信號 g.DrawString("IN" + i.ToString(), drawFont, drawBrush, new PointF(55 + 50 * i, 38)); } else { g.DrawEllipse(redPen, new Rectangle(60 + 50 * i, 38, 13, 13)); //紅色，無信號 g.DrawString("IN" + i.ToString(), drawFont, drawBrush, new PointF(55 + 50 * i, 38)); } if (((out_state[0] >> i) & 1) == 1) { btn[i].BackColor = Color.FromArgb(132, 239, 109); btn[i].Checked = true; } else { btn[i].BackColor = Color.FromArgb(245, 115, 103); btn[i].Checked = false; } } }}//定時器2private void timer2_Tick(object sender, EventArgs e){ if (g_handle != (IntPtr)0) { draw_io(); int iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetAD(g_handle, Convert.ToInt32(comboBox3.Text), ref mAd_rVal); if (iret == 0) { textBox5.Text = mAd_rVal.ToString(); mAd_rVal1 = ((mAd_rVal - 32768) / 32768)*10; textBox8.Text = mAd_rVal1.ToString(); }else { textBox5.Text = "err"; textBox8.Text = "err"; } iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetDA(g_handle, Convert.ToInt32(comboBox4.Text), ref mDa_rVal); if (iret == 0) { textBox6.Text = mDa_rVal.ToString(); mDa_rVal1 = ((mDa_rVal - 2047) / 2048) * 10; textBox7.Text = mDa_rVal1.ToString(); } else { textBox6.Text = "err"; textBox7.Text = "err"; } }}

　　(3)心跳檢測腳本加載，心跳啟動后，軟件掉線，板卡自動打開設置輸出口，板卡掉線，軟件檢測彈窗。(ECI0016PA不支持)

　　①配置加載：

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　　//配置加載private void button9_Click(object sender, EventArgs e){ if (g_handle != (IntPtr)0) { string currentPath = System.AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory; m_FilePath = currentPath + "config\\Heartbeat.bas"; // MessageBox.Show(m_FilePath);//獲取軟件目錄下的心跳bas文件 ret = zmcaux.ZAux_BasDown(g_handle, m_FilePath, 1); //心跳下載到ROM if (0 != ret) { MessageBox.Show("心跳下載到ROM失敗"); return; } else { Thread.Sleep(1000);//延時1S,確保程序加載完成 int times = 0; ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "Heart_StarFlag", ref Sys_HeartStarFlag);//獲取心跳是否啟用 if (ret != 0) { MessageBox.Show("err:心跳參數獲取異常!"); return; } ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "Heart_Time", ref times);//超時時間 if (ret != 0) { MessageBox.Show("err:心跳參數獲取異常!"); return; } ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetVariableInt(g_handle, "OutList_Address", ref Sys_HeartModbusStar);//急停OUTmodbus_long起始地址(Ps:3系列以下，自定義變量為24位浮點數，32位精度丟失，用modbus_long來代替) if (ret != 0) { MessageBox.Show("err:心跳參數獲取異常!"); return; } ret = zmcaux.ZAux_Modbus_Get4x_Long(g_handle, 0, 4, Sys_HeartIo); if (ret != 0) { MessageBox.Show("err:心跳參數獲取異常!"); return; } if (Sys_HeartStarFlag == 1) { textBox1.Text = "啟用"; } else { textBox1.Text = "未啟用"; } textBox2.Text = times.ToString(); textBox4.Text = Sys_HeartModbusStar.ToString(); List_Draw( sender, e); MessageBox.Show("心跳配置文件下載到ROM成功!"); } } else { MessageBox.Show("未鏈接!"); }}

　　②心跳啟停：

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　　//心跳啟動private void button1_Click(object sender, EventArgs e){ Sys_HeartIo[0] = 0; for (int i = 0; i < 8; i++) { if (Convert.ToInt32(dataGridView1.Rows[i].Cells["Column1"].Value) == 1) { Sys_HeartIo[0] = (Sys_HeartIo[0]) | (1 << i); } } ushort start = (ushort)Convert.ToInt32(textBox4.Text); ret = zmcaux.ZAux_Modbus_Set4x_Long(g_handle, start, 4, Sys_HeartIo); if (ret != 0) { MessageBox.Show("啟動失敗!"); return; } int iret = zmcaux.ZAux_Direct_SetUserVar(g_handle, "Heart_StarFlag", 1); //發送心跳信號 if (ret != 0) { MessageBox.Show("啟動失敗!"); return; } textBox1.Text = "啟用"; timer1.Interval = Convert.ToInt32(textBox3.Text); timer1.Enabled = true;//使能定時器1}//心跳關閉private void button2_Click(object sender, EventArgs e){ timer1.Stop(); textBox1.Text = "未啟用";}

　　③軟件心跳掃描：

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　　//定時器1private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e){ if (g_handle != (IntPtr)0) { int iret = zmcaux.ZAux_Direct_SetUserVar(g_handle, "Heart_Status", 0); //發送心跳信號 if (iret == 3402 || iret > 20000) //通信超時或鏈接斷開 { //PC通信異常 Sys_HeartAddNum++; if (Sys_HeartAddNum > 3) { g_handle = (IntPtr)0; this.Text = "簡單易用的以太網模擬量采集控制卡"; textBox1.Text = "未啟用"; timer1.Enabled = false;//定時器1 MessageBox.Show("鏈接斷開!"); } } else { Sys_HeartAddNum = 0; } }}

　　④板卡內部basic掃描：

　　·

　　'*************************************心跳相關變量定義************************Global Heart_StarFlag '通訊標識變量Global Heart_Status '通訊標識變量Global CONST Heart_Time=200 '心跳超時時間Global Heart_OutNum '急停OP數量Global OutList_Address '急停OUTmodbus_long起始地址(Ps:3系列以下，自定義變量為24位浮點數，32位精度丟失，用modbus_long來代替)GLOBAL CONST cVer=CONTROLHeart_StarFlag =-1Heart_Status = 0Heart_OutNum = 10OutList_Address =0dim i,jWHILE TRUE WAIT until Heart_StarFlag = 1 '等待PC軟件連接 wa Heart_Time 'PC連接之后，延時一個超時時間，避免上位 if cVer>0 and cVer<2619 THEN 'eci1408,2418,2618不支持modbus用法 WHILE TRUE if Heart_Status = 0 then Heart_Status = 1 '等待PC上修改通訊變量 ticks = Heart_Time '超時判斷處理，等待PC上修改Heart_Flag = 0 WAIT until ticks < 0 or Heart_Status=0 if Heart_Status = 1 THEN RAPIDSTOP(2) WAIT IDLE for i = 0 to 3 for j=0 to 31 if ((MODBUS_LONG(OutList_Address+i*2)>>j)and 1) THEN op(i*32+j, ON) ELSE op(i*32+j, OFF) ENDIF NEXT next Heart_StarFlag=-1 Heart_Status = 0 EXIT WHILE Endif WEND ELSE WHILE TRUE if Heart_Status = 0 then Heart_Status = 1 '等待PC上修改通訊變量 ticks = Heart_Time '超時判斷處理，等待PC上修改Heart_Flag = 0 WAIT until ticks < 0 or Heart_Status=0 if Heart_Status = 1 THEN RAPIDSTOP(2) WAIT IDLE for i = 0 to 3 MODBUS_BIT(20000+i*32,20031+i*32)=MODBUS_LONG(OutList_Address+i*2) next Heart_StarFlag=-1 Heart_Status = 0 EXIT WHILE Endif WEND ENDIF WENDend

　　(4)DA波形仿真測試。實際接線把DA0接入到了AD0，即操作DA0時，對應的AIN也會有變化。此操作，操作DA0，模擬一個幅值為+-10V，周期在400ms左右的一個正弦波形。

　　·

　　//DA輸出波形模擬private void button6_Click(object sender, EventArgs e){ if (g_handle != (IntPtr)0) { // 定義參數 int tmp= Convert.ToInt32(comboBox4.Text); // 創建線程，并在lambda表達式中使用參數 Thread t = new Thread(() => { // 在這里可以使用myParameter ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetDA(g_handle, tmp, 0); if (ret != 0) { MessageBox.Show("設置失敗!"); return; } zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle); for (int i = 0; i < 799; i++) { mDa_wVal = (float)(2047 * Math.Sin((Math.PI * i) / 100) + 2048); zmcaux.ZAux_Direct_SetDA(g_handle, tmp, mDa_wVal); Thread.Sleep(1); } MessageBox.Show("模擬完成!"); }); t.Start(); }}

　　(5)網口通訊速率驗證。

　　·

　　//通訊速度測試函數private void button7_Click(object sender, EventArgs e){ StringBuilder radBuff = new StringBuilder(20480); String tmp="?IN(0,8)\n"; //獲取卡上的所有IN tmp = tmp + "?OP(0,8)\n"; //獲取卡上所有OUT狀態 int i; for (i = 0; i < 12; i++) //獲取卡上所有AIN值 { tmp = tmp + "?AIN(" + i.ToString() + ")\n"; } for (i = 0; i < 2; i++) //獲取卡上所有Aout值 { tmp = tmp + "?AOUT(" + i.ToString() + ")\n"; } DateTime beforeDT = System.DateTime.Now; int k = 0; for (i = 0; i < 10000; i++) { ret = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, tmp, radBuff, 20480);//一次通訊，獲取卡上所有硬件資源狀態 if (ret != 0) { k++; } } DateTime afterDT = System.DateTime.Now; TimeSpan ts = afterDT - beforeDT; //總耗時 ms textBox10.Text = ts.TotalMilliseconds.ToString("0.00"); MessageBox.Show("失敗次數：" + k.ToString());}private void button8_Click(object sender, EventArgs e){ StringBuilder radBuff = new StringBuilder(20480); int i; String tmp = "?IN(0,32)\n"; //獲取卡上的所有IN int k; for (i = 1; i < 8; i++) //獲取卡上所有AIN值 { k = i * 32; tmp = tmp + "?IN(" + k.ToString() + ",32)\n"; } tmp = tmp + "?IN(256,16)\n"; for (i = 0; i < 8; i++) //獲取卡上所有AIN值 { k = i * 32; tmp = tmp + "?OP(" + k.ToString() + ",32)\n"; } tmp = tmp + "?OP(256,16)\n"; int length = tmp.Length; for (i = 0; i < 64; i++) { tmp = tmp + "?AIN(" + i.ToString() + ")\n"; tmp = tmp + "?AOUT(" + i.ToString() + ")\n"; length = tmp.Length; if (length > 1000) //在線命令，每次最多發送1000個字節 { break; } } DateTime beforeDT = System.DateTime.Now; k=0; for (i = 0; i < 10000; i++) { ret = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, tmp, radBuff, 20480);//一次通訊，獲取卡上所有硬件資源狀態 if (ret!=0) { k ++; } } DateTime afterDT = System.DateTime.Now; TimeSpan ts = afterDT - beforeDT; //總耗時 ms textBox11.Text = ts.TotalMilliseconds.ToString("0.00"); MessageBox.Show("失敗次數："+k.ToString());}

　　交互速度測試結果

　　1.基本資源獲取耗時/ms(萬條函數獲取ECI0016PA的基本資源，8個IN，8個OUT，12個AIN，2個DA)。

　　2.極限資源獲取耗時/ms(萬條函數獲取ECI0016PA的極限資源，最大272個IN，272個OUT，拼接DA/AD，達到一次通訊字符串極限長度1000個字節)。

完整代碼獲取地址

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　　本次，正運動技術簡單易用的以太網數據采集卡應用開發之C#，就分享到這里。

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