众所周知，Python作为一门面向对象的新兴开发语言，具有非常完善的基础代码库，更注重实用，同时代码可读极强，编写完程序即可直接运行，被越来越多的人广泛将它用于机器视觉和自动化控制。

　　今天正运动技术与大家分享一下运动控制卡应用开发教程之Python。

　　一 ECI2828硬件介绍

　　ECI2828系列运动控制卡支持多达16轴直线插补、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、虚拟轴和机械手指令等;采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制。

　　ECI2828系列运动运动控制卡支持以太网，232 通讯接口和电脑相连，接收电脑的指令运行，可以通过EtherCAT总线和CAN总线去连接各个扩展模块，从而扩展输入输出点数或运动轴。

　　ECI2828系列运动控制卡的应用程序可以使用 VC、VB、VS、C++以及C#等软件来开发，程序运行时需要动态库 zmotion.dll。调试时可以把ZDevelop软件同时连接到控制器，从而方便调试，方便观察。

　　二 Python语言开发流程

　　Python语言的使用环境

　　操作系统环境：win7_64x

　　Python开发运行环境：PyCharm2019.2

　　Python解释器版本：Python 3.7.4(32bit)

　　1、新建项目。

　　打开Pycharm软件进行操作，点击Create New Project新建项目。

　　2、设置Python项目存放路径。

　　选择Python项目→选择Python项目将存放的路径→创建Python项目。

　　3、新建Python文件。

　　在Python项目中新建Python文件，右键CratPython文件夹，选择“New→PythonFile”，创建新的Python 文件。

　　4、将Python动态库复制到Python项目中。

　　5、模块导入并加载动态链接库。

　　首先把Python中的两个模块导入(platform和ctypes模块)，其中ctypes模块提供和C语言兼容的数据类型,能够很方便地调用动态链接库中输出的C接口函数。

            　　import platform

            　　import ctypes

            　　import os

            　　#运行环境判断

            　　systype = platform.system()

            　　if systype == 'Windows':

            　　if platform.architecture()[0] == '64bit':

            　　zauxdll = ctypes.WinDLL('./zauxdll64.dll')

            　　print('Windows x64')

            　　else:

            　　zauxdll = ctypes.WinDLL('./zauxdll.dll')

            　　print('Windows x86')

            　　elif systype == 'Darwin':

            　　zmcdll = ctypes.CDLL('./zmotion.dylib')

            　　print("macOS")

            　　elif systype == 'Linux':

            　　zmcdll = ctypes.CDLL('./libzmotion.so')

            　　print("Linux")

            　　else:

            　　print("Not Supported!!")

　　6、通过加载导入的动态库链接库，调用ZMotion PC函数手册中的函数。

　　1)使用操作。

　　首先根据控制器连接方式用连接函数连接控制器，输出控制器句柄，利用控制器的句柄我们就可以对库函数进行操作。

　　即“打开PC函数手册→搜索想要的函数功能→查看函数说明→通过刚才加载的动态链接库返回的zauxdll对象进行调用”。

　　2)通过ip连接函数接口返回的控制器句柄handle，对控制器的句柄handle操作。

            #####控制器连接#####

                def connect(self, ip, console=[]):

                    if self.handle.value is not None:

                        self.disconnect()

                    ip_bytes = ip.encode('utf-8')

                    p_ip = ctypes.c_char_p(ip_bytes)

                    print("Connecting to", ip, "...")

                    ret = zauxdll.ZAux_OpenEth(p_ip, ctypes.pointer(self.handle))

                    msg = "Connected"

                    if ret == 0:

                        msg = ip + " Connected"

                        self.sys_ip = ip

                        self.is_connected = True

                    else:

                        msg = "Connection Failed, Error " + str(ret)

                        self.is_connected = False

                    console.append(msg)

                    console.append(self.sys_info)

                    return ret

                # 断开连接

                def disconnect(self):

                    ret = zauxdll.ZAux_Close(self.handle)

                    self.is_connected = False

                    return ret

　　3)我们会提供EtherCAT总线初始化的basic代码，可以通过指令ZAux_BasDown()将总线初始化的basic代码下载到控制器中，从而实现EtherCAT总线轴的初始化。

            ********************ECAT总线初始化****************

            global CONST BUS_TYPE = 0           '总线类型。

            global CONST MAX_AXISNUM = 16       '最大轴数

            global CONST Bus_Slot  = 0          '槽位号0

            global CONST Bus_AxisStart   = 0    '总线轴起始轴号

            global Bus_InitStatus               '总线初始化完成状态

            Bus_InitStatus = -1

            global  Bus_TotalAxisnum            '检查扫描的总轴数

            delay(3000)                         '延时3S等待驱动器上电

            Ecat_Init()

            end

            global sub Ecat_Init()

               '初始化还原轴类型

               for i=0 to MAX_AXISNUM - 1              

                  AXIS_ENABLE(i) = 0

                  ATYPE(i)=0  

               next

                  '扫描总线  

                  Bus_InitStatus = -1

                  Bus_TotalAxisnum = 0  

                  SLOT_STOP(Bus_Slot)

                  DELAY(200)

                  SLOT_SCAN(Bus_Slot)

                  '如果扫描成功                      

                  if return then      

                     ?"总线扫描成功","连接设备数："NODE_COUNT(Bus_Slot)    

                     ?"开始映射轴号"

                     '遍历总线下所有从站节点

                     for i=0 to NODE_COUNT(Bus_Slot)-1            

                        '判断当前节点是否有电机

                        if NODE_AXIS_COUNT(Bus_Slot,i) <>0 then      

                        for j=0 to NODE_AXIS_COUNT(Bus_Slot,i)-1

                           '映射轴号

                           AXIS_ADDRESS(Bus_AxisStart+i)=Bus_TotalAxisnum+1

                           '设置控制模式 65-位置 66-速度 67-转矩       

                           ATYPE(Bus_AxisStart+i)=65

                           '设置PROFILE功能                

                           DRIVE_PROFILE(Bus_AxisStart+i)= 4

                           '每轴单独分组            

                           DISABLE_GROUP(Bus_AxisStart+i)              

                           '映射驱动器上的IO起始地址

                           DRIVE_IO(Bus_AxisStart+i) = 128 + (Bus_AxisStart+i)*16  

                          '总轴数+1      

                          Bus_TotalAxisnum=Bus_TotalAxisnum+1                

                      next

                    endif

               next      

                  ?"轴号映射完成","连接总轴数："Bus_TotalAxisnum

                  WA 2000

                  '总线开启

                  SLOT_START(Bus_Slot)            

                  if return then 

                     ?"总线开启成功"            

                     ?"开始清除驱动器错误(根据驱动器数据字典设置)"

                     for i= Bus_AxisStart to Bus_AxisStart + Bus_TotalAxisnum - 1              

                        DRIVE_CONTROLWORD(i)=128          '根据驱动器数据字典

                        wa 100

                        DRIVE_CONTROLWORD(i)=6

                        wa 100

                        DRIVE_CONTROLWORD(i)=15

                        wa 100      

                     next        

                        ?"驱动器错误清除完成"

                        wa 100    

                        ?"清除控制器错误"

                        DATUM(0)

                        DRIVE_CLEAR(0)

                        ?"控制器错误清除完成"

                        wa 100              

                        ?"轴使能准备"

                        for i= Bus_AxisStart to Bus_AxisStart + Bus_TotalAxisnum - 1

                           base(i)

                           AXIS_ENABLE=1

                        next

                           '使能总开关

                            WDOG=1                      

                            Bus_InitStatus  = 1

                            ?"轴使能完成"

                     else

                        ?"总线开启失败"

                        Bus_InitStatus = 0

                     endif

                 else

                    ?"总线扫描失败"

                    Bus_InitStatus = 0

                 endif

            end sub

　　4)轴参数设置。

            #####轴参数设置####

                # 设置轴类型

                def set_atype(self, iaxis, iValue):

                    ret = zauxdll.ZAux_Direct_SetAtype(self.handle, iaxis, iValue)

                    if ret == 0:

                        print("Set Axis (", iaxis, ") Atype:", iValue)

                    else:

                        print("Set Axis (", iaxis, ") Atype fail!error:",ret)

                    return ret

                # 设置脉冲当量

                def set_units(self, iaxis, iValue):

                    ret = zauxdll.ZAux_Direct_SetUnits(self.handle, iaxis, ctypes.c_float(iValue))

                    if ret == 0:

                        print("Set Axis (", iaxis, ") Units:", iValue)

                    else:

                        print("Set Axis (", iaxis, ") Units fail!error:",ret)

                    return ret

                # 设置轴加速度

                def set_accel(self, iaxis, iValue):

                    ret = zauxdll.ZAux_Direct_SetAccel(self.handle, iaxis, ctypes.c_float(iValue))

                    if ret == 0:

                        print("Set Axis (", iaxis, ") Accel:", iValue)

                    else:

                        print("Set Accel (", iaxis, ") Accel fail!")

                    return ret

                # 设置轴减速度

                def set_decel(self, iaxis, iValue):

                    ret = zauxdll.ZAux_Direct_SetDecel(self.handle, iaxis, ctypes.c_float(iValue))

                    if ret == 0:

                        print("Set Axis (", iaxis, ") Decel:", iValue)

                    else:

                        print("Set Axis (", iaxis, ") Decel fail!error:",ret)

                    return ret

                # 设置轴运行速度

                def set_speed(self, iaxis, iValue):

                    ret = zauxdll.ZAux_Direct_SetAccel(self.handle, iaxis, ctypes.c_float(iValue))

                    if ret == 0:

                        print("Set Axis (", iaxis, ") Speed:", iValue)

                    else:

                        print("Set Axis (", iaxis, ") Speed fail!error:",ret)

                    return ret

　　5)轴参数读取。

            ####################轴参数读取##################################

                # 读取轴脉冲当量

                def get_untis(self, iaxis):

                    iValue = (ctypes.c_float)()

                    ret = zauxdll.ZAux_Direct_GetUnits(self.handle, iaxis, ctypes.byref(iValue))

                    if ret == 0:

                        print("Get Axis (", iaxis, ") Units:", iValue.value)

                    else:

                        print("Get Axis (", iaxis, ") Units fail! error:",ret)

                    return ret

                # 读取轴加速度

                def get_accel(self, iaxis):

                    iValue = (ctypes.c_float)()

                    ret = zauxdll.ZAux_Direct_GetAccel(self.handle, iaxis, ctypes.byref(iValue))

                    if ret == 0:

                        print("Get Axis (", iaxis, ") Accel:",  iValue.value)

                    else:

                        print("Get Axis (", iaxis, ") Accel fail! error:",ret)

                    return ret

                # 读取轴减速度

                def get_decel(self, iaxis):

                    iValue = (ctypes.c_float)()

                    ret = zauxdll.ZAux_Direct_GetDecel(self.handle, iaxis, ctypes.byref(iValue))

                    if ret == 0:

                        print("Get Axis (", iaxis, ") Decel:",  iValue.value)

                    else:

                        print("Get Axis (", iaxis, ") Decel fail! error:",ret)

                    return ret

                # 读取轴运行速度

                def get_speed(self, iaxis):

                    iValue = (ctypes.c_float)()

                    ret = zauxdll.ZAux_Direct_GetSpeed(self.handle, iaxis, ctypes.byref(iValue))

                    if ret == 0:

                        print("Get Axis (", iaxis, ") Speed:",  iValue.value)

                    else:

                        print("Get Axis (", iaxis, ") Speed fail! error:",ret)

                    return ret

　　6)单轴运动。

            # 直线运动

                def move(self, iaxis, iValue):

                    ret = zauxdll.ZAux_Direct_Single_Move(self.handle, iaxis, ctypes.c_float(iValue))

                    if ret == 0:

                        print("Axis (", iaxis, ") Move:", iValue)

                    else:

                        print("Axis (", iaxis, ") Move Fail! error:",ret)

                    return ret

             # 持续运动

                def vmove(self, iaxis, idir):

                    ret = zauxdll.ZAux_Direct_Single_Vmove(self.handle, iaxis, idir)

                    if ret == 0:

                        print("axis (", iaxis, ")Vmoving!")

                    else:

                        print("Vmoving fail! error:",ret)

                    return ret

　　7)运行程序，输出结果。

            ######################功能使用####################

            zaux = ZMCWrapper()

            # 连接控制器ip   默认192.168.0.11

            zaux.connect("192.168.0.11")

            # 加载EtherCat总线初始化bas文件

            filename =os.getcwd()+"\ECAT_INIT.bas"

            zaux.BasDown(filename,1)

            # 设置轴0参数

            zaux.set_units(0, 100)

            zaux.set_accel(0, 1000)

            zaux.set_decel(0, 1000)

            zaux.set_speed(0, 1000)

            # 获取轴0参数

            zaux.get_untis(0)

            zaux.get_accel(0)

            zaux.get_decel(0)

            zaux.get_speed(0)

            # 单轴运动

            zaux.move(0,100)  # 轴0直线运动移动100位置

　　运行并输出程序运行结果

　　本次，正运动技术EtherCAT运动控制卡开发教程之python，就分享到这里。

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