XPLC006E功能简介

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XPLC006E是正运动运动控制器推出的一款多轴经济型EtherCAT总线运动控制器，XPLC系列运动控制器可应用于各种需要脱机或联机运行的场合。

XPLC006E自带6个电机轴，最多12轴运动控制（含虚拟轴数），支持12轴直线插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随、虚拟轴设置等功能。

XPLC006E支持多任务同时运行，同时可以在PC上直接仿真运行，编程方式多种可选，支持ZDevelop软件的Basic/PLC梯形图/HMI组态和常用上位机软件编程。

XPLC006E只支持EtherCAT总线轴，不支持脉冲轴和编码器轴。采用EtherCAT总线与驱动器通讯，1ms的刷新周期。

XPLC006E支持PLC、Basic、HMI组态三种编程方式。PC上位机API编程支持C#、C++、LabVIEW、VB、matlab、Qt、Linux、.Net、iMAC、Python、 ROS等接口。

→此款产品有XPLC004E、XPLC006E、XPLC008E三个不同轴数的型号可选。

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XPLC864E功能简介

XPLC864E在XPLC006E的功能基础上做了升级（即上节介绍的XPLC006E的功能都支持），部分资源空间优于XPLC006E，使用方法基本一致，不同之处在于XPLC864E，硬件支持32点输入、32点输出、2个ADC、2个DAC，支持脉冲轴和总线轴混合使用，总实轴轴数为8，除了带EtherCAT接口之外，输出口硬件上可配置为8个轴的脉冲方向信号输出，另带两路编码器输入，可由输入口配置

XPLC864E支持PLC、Basic、HMI组态三种编程方式。PC上位机API编程支持C#、C++、LabVIEW、VB、matlab、Qt、Linux、.Net、iMAC、Python、 ROS等接口。

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XPLC系列经济型EtherCAT总线运动控制器支持多种编程方式，支持使用正运动技术自主研发的ZDevelop开发环境的Basic语言和PLC梯形图，上一节讲解了控制器的数据存储，本节内容主要讲解控制器的运动缓存。

一

运动缓冲概念

在运行运动指令时，为了防止程序堵塞，控制器提供了一个缓冲区来保存进入运动缓冲的运动缓冲队列，把这个功能叫做运动缓冲，这样程序就能正常向下扫描，不会堵塞。

ZMotion运动控制器具有多级的运动缓冲，如下图。当运动缓冲开启的时候，程序扫描识别到程序任务的第一条运动指令时，将运动指令分配到指定轴的运动缓冲区，电机开始运动，此时程序会继续向下扫描。扫描到第二条运动指令时，再往运动缓冲区中存，且在不断扫描存入运动指令的同时，从运动缓冲区中依次取出运动指令执行。

MTYPE，NTYPE分别是当前运行的运动指令和第一个缓冲运动指令。任意一段程序的运动指令都可以进入任意轴的运动缓冲区，由轴号指定。每个轴的运动缓冲区都是独立的，互不干扰。

二

运动缓冲区缓冲原理

程序扫描过程中，将扫描到的运动指令存入对应轴的运动缓冲区，再从运动缓冲区中按先进先出的顺序，依此取出运动指令执行。能进入运动缓冲区的指令除了运动指令之外，还包括一系列运动缓冲中输出指令。

插补运动缓冲在主轴的运动缓冲区。

缓冲多条运动指令时，为了判断当前运动执行到哪一条，提供MOVE_MARK运动标号和MOVE_CURMARK当前运动标号指令查询。MOVE_MARK运动标号每扫描一条运动指令+1；MOVE_CURMARK指令为当前运动的标号，提示当前运动到第几条运动指令，所有运动完成后为-1。

当前运动完成后会自动执行运动缓冲区内的下一条运动。运动指令全部执行完后，运动缓冲区为空，或者使用CANCEL/RAPIDSTOP指令清空运动缓冲区。

SP指令与非SP指令的运行效果如下图所示，MOVE(100)的速度是SPEED=100，MOVESP(100)的速度是FFORCE_SPEED=150。

三

运动缓冲区查询

每个轴的运动缓冲都是独立的，互不干扰，且轴的缓冲区大小相同，通过指令REMAIN_BUFFER(MTYPE) AXIS(n)查看某个轴的剩余可用缓冲区的个数。

四

运动缓冲区堵塞

由于每个轴的运动缓冲空间是有限的，当扫描太多运动指令放入运动缓冲区时，多级运动缓冲区全部被塞满，如果程序继续扫描到更多的运动指令，程序也会被堵塞，直到运动指令依次完成并退出，运动缓冲区有了空位，运动指令才会继续进入运动缓冲区。

例：以ZDevelopV3.10版本的仿真器为例，默认为4096个直线插补的运动缓冲，一个圆弧插补/螺旋线插补/样条插补等插补运动会占用多个直线插补的运动缓冲。

下图表示当从运动缓冲区取出部分圆弧运动指令执行之后，缓冲区有了空间，FOR循环继续执行，并存入运动指令到运动缓冲区。指令执行退出运动缓冲区后，只要运动缓冲区的空间够，新的运动指令再进运动缓冲区。

五

运动缓冲中输出

运动缓冲中输出指令能进入运动缓冲区，可在运动缓冲中开启OP口、延时、输出参数，输出PWM、开启任务等，详细指令说明参见Basic编程手册第六章。

1.普通输出与运动缓冲中输出的区别。

(1)普通输出指令程序扫描到该行指令便执行输出。

(2)运动缓冲中输出指令在程序扫描之后，将其存入运动缓冲区，运动缓冲区按先进先出的顺序依此取出指令执行，直到取出该输出指令时才会执行输出。

2.示例：对比OP和MOVE_OP的输出效果。

RAPIDSTOP(2)WAIT IDLE(0)BASE(0)       '选择轴0
DPOS=0UNITS=1000    '脉冲当量
ATYPE=1       '脉冲轴类型
SPEED=100     '速度
ACCEL=1000    '加速度
DECEL=1000    '减速度
SRAMP=100     'S曲线
TRIGGER       '触发示波器采样
OP(0,3,$0)    '关闭输出口0-3
DELAY(100)    '延时
MOVE(100)
MOVE_OP(1,ON) '运动缓冲中输出
OP(0,ON)      '普通输出

延时1s之后，程序扫描到OP指令，输出口0立即执行输出。

4.控制器支持的运动缓冲中输出指令一览表如下。

了解了运动缓冲中输出概念，我们可以实现下图功能，随着运动精准控制OP口开关光，使用MOVE_PWM指令调节光的能量。

5.实现代码如下，此功能需要支持直线插补、圆弧插补和PWM功能的控制器，并采用连续插补功能提升效率。

RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
BASE(0,1)                '选择运动轴号
DPOS=0,0
UNITS=1000,1000
ATYPE=1,1
SPEED=200,200
ACCEL=1000,1000
DECEL=1000,1000          '减速度设为1000
FASTDEC=10000,10000      '快减减速度设为10000
MERGE=ON, ON             '开启连续插补
SRAMP=100,100
MOVE_OP(0,OFF)
TRIGGER                  '开启运动波形采集
MOVEABS(100,0)           '第一段直线，空走
MOVE_OP(0,ON)            '开关
MOVE_PWM(0, 1, 2000)     'PWM输出占空比为1，频率2K
MOVEABS(400,0)           '第二段直线
MOVE_PWM(0, 0.7, 2000)   '调光，占空比为0.7
MOVECIRCABS(400,-200,400,-100,1)    '第三段圆弧
MOVE_PWM(0, 0.5, 2000)   '调光，占空比为0.5
MOVEABS(250,-200)        '第四段直线
MOVE_OP(0,OFF)           '关光
MOVE_DELAY(1000)         '延时
MOVEABS(0,0)             '第五段直线，空走回到原点
END

6.示波器采样运动波形如下图。

(1)XY模式下的平面插补轨迹如下图。

(2)XYZ模式下的合成轨迹如下图：清晰看出输出口的电平变化。

运动指令等执行完便会退出运动缓冲区，进入运动缓冲区的命令全部执行完成后，运动缓冲区为空。

用户想要清空运动缓冲区，使用CANCEL或RAPIDSTOP指令，两个指令都有如下四种不同的模式，区别在于，CANCEL针对单个轴，RAPIDSTOP针对所有的轴，每个轴都要一个缓冲区，互不干扰。

RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
BASE(0,1)
DPOS=0,0
UNITS=1000,1000
ATYPE=1,1
SPEED=200,200
ACCEL=1000,1000
DECEL=1000,1000          '减速度设为1000
FASTDEC=10000,10000      '快减减速度设为10000
SRAMP=100,100
TRIGGER                
MOVE(1000,500)           '插补运动
DELAY(1000)              '延时1秒后取消运动
RAPIDSTOP(2)             '清空运动缓冲区，快速停止轴，减速度为10000

2.示波器采样运动波形。

本次，正运动技术经济型EtherCAT运动控制器(七）：运动缓冲，就分享到这里。