前面两节课程我们分别介绍了全国产EtherCAT运动控制边缘控制器ZMC432H的硬件接口和正运动API函数封装原理以及自定义API封装例程。

本节内容主要包括以下几个部分：RTSys的简介/安装/在线升级、ZMC432H与RTSys的开发诊断、RTSys对控制器的监控与设置以及RTSys插件说明。

01

功能简介

全国产EtherCAT运动控制边缘控制器ZMC432H是正运动的一款软硬件全国产自主可控，运动控制接口兼容EtherCAT总线和脉冲型的独立式运动控制器，最多支持32轴运动控制，同时支持正运动远程HMI功能，能提供网络组态显示，可实时监控和调整参数配置。

ZMC432H具备丰富的硬件接口和控制功能模块，能实现高效稳定的运动控制和实时数据采集，以满足工业控制协同工业互联网的应用需求。

ZMC432H内置了Linux系统，可以使用本地的LOCAL接口进行连接，可以做到更快速的指令交互，单条指令与多条指令一次性交互时间为40us左右。

ZMC432H视频介绍：

02

RTSys简介

RTSys是正运动推出的集成运动控制+机器视觉功能的开发软件，支持RTBasic、RTPlc梯形图、RTHmi、RTVision机器视觉等二次开发，并可混合编程、实时仿真、在线跟踪以及诊断与调试，快速实现智能装备的视觉定位、测量、识别、检测和复杂的运动控制等系统的开发，RTSys软件开发界面如下图所示。

用户可通过串口或网口连接PC与控制器，使用RTSys软件编写的程序可以直接下载到正运动控制器里脱机运行，也可以在PC平台仿真运行。

RTSys软件支持三种编程方式：Basic、PLC梯形图、HMI组态。 使用RTSys进行Basic语言编程开发的优势在于：支持多个Basic任务运行；若使用PLC梯形图开发则支持一个PLC任务运行；若使用HMI组态编程开发则支持两个HMI任务运行。Basic任务、PLC梯形图任务和HMI组态任务之间可以多任务运行。

RTSys软件支持在线仿真调试，自带仿真器ZMC Simulator和组态程序仿真工具xplc screen。

RTSys不支持向下兼容，在RTSys创建的项目不建议在ZDevelop中打开！

使用RTSys软件需要控制器固件支持才可使用！

1、系统要求

要使用RTSys软件，硬件要求如下：

 

项目	最小要求	推荐使用
CPU	Pentium级别处理器，主频1GHz	intel i5级别处理器，主频2.9GHz
内存大小	1GB	4GB
硬盘剩余空间	1GB	4GB
操作系统	Windows7	Windows10
显示器	1024x768/24位真彩色	1920x1080/8位RGB
通讯接口	RS232串行口	RS232串行口/USB/以太网口(可以通过HUB转接)

 

2、RTSys安装步骤

1.从正运动技术官网获取RTSys软件安装包，存放至目标路径下（用户自行选择路径）。将安装包解压后，得到如下图所示的.exe应用程序。

注：下图版本号不一定固定，软件版本号会随软件更新而更新。从正运动技术官网下载最新版的即可。

2．鼠标双击打开该.exe应用程序。弹出如下窗口，点击“下一步”。

3．点击“浏览”选择软件安装路径。确定安装路径后点击“确定”，并点击“下一步”。

4．点击“安装”即可开始安装软件。右图即正在安装。

5.安装成功则弹出如下窗口，点击“完成”即可。

3、RTSys的在线升级

RTSys软件支持在线升级更新。检查RTSys软件是否有更新版本，有以下两种方法。 方法一：有版本更新时，打开RTSys软件时会自动弹出更新提示窗口，用户可自行选择是否更新。操作方法如下： 1.需要更新时点击“立即更新”，弹出窗口显示更新内容。若点击“不再提醒”，则再次打开RTSys软件时将不再提示当前新版本的更新。

2.点击“下一步”，即可开始更新。更新完毕后弹出安装窗口，按本节上述安装步骤进行操作即可。

方法二：通过“关于RTSys”可以查看版本更新及正运动技术官网等相关信息。操作方法如下:

1.点击软件界面右上角的“”即可弹出如下窗口，点击“检查更新…”。

2.若当前版本已是最新版本则弹窗提示无需更新，如下左图所示。若有新版本可更新，则弹出如下右图的窗口，更新则与上述方法一致。

03

ZMC432H与RTSys的开发诊断

一、ZMC432H与RTSys的连接

通过“控制器”→“连接”→“控制器”菜单，可以连接到控制器。RTSys支持串口和以太网口以及PCI/Local连接到控制器。

串口参数：串口编号，波特率，是否校验，串口ID（填0即可）。

IP：控制器IP地址，控制器出厂IP为192.168.0.11，后期用户可自行修改。

PCI/Local：PCI卡号或连接MotionRT7。

二、RtSys对控制器的常用操作

1、修改IP地址 RTSys支持修改控制器IP地址，可通过菜单栏“修改IP地址”功能修改，或使用在线命令IP_ADDRESS修改。

修改控制器IP地址需先使RTSys连接上控制器，可通过串口或网口等连接方式实现。

（1）菜单栏“修改IP地址”功能 连接好控制器后，在菜单栏“控制器”→“修改IP地址”，弹出如下窗口，此时会显示当前控制器IP，在窗口可直接输入新的IP地址。

修改IP后，控制器与RTSys的连接会断开，等待响应后再次选择新设置的IP地址连接即可。

（2）在线命令修改控制器IP 连接好控制器后，在[命令与输出]窗口“在线命令”栏输入指令：IP_ADDRESS = dot.dot.dot.dot，即写入要修改的IP地址。点击“发送”后，控制器会断开连接，等待响应后再次选择新设置的IP地址连接即可。

2、固件升级

固件升级用于对控制器现有固件版本更新，当前固件版本若无法满足程序运行要求，或部分指令功能不支持，就需要对固件进行升级。

固件升级有两种方法：一种是使用RTSys软件自带的固件升级功能，另一种是采用zfirmdown工具软件下载zfm固件包，进行固件升级。

两种升级操作方法类似，以下为RTSys软件固件升级操作指引：

（1）先下载好需要升级的固件，将固件文件存放至电脑的任意路径下；

（2）打开RTSys连接到控制器，连接成功后点击菜单栏“控制器”→“固件升级”后，在弹出的窗口里可查看控制器当前使用的固件版本，可用于对比是否为新固件。若为旧固件，则进行下一步操作：

（3）点击“浏览”，按步骤1保存的路径选择目标固件后打开，如下图所示。

（4）点击“升级”。确认升级之后会提示重启到ZBIOS的对话框，此时控制器需要重新连接。点击“确认”后会弹出“连接到控制器”窗口，选择合适的连接方式重新连接（串口或网口）。

注：升级的固件版本需要与控制器硬件型号一致，否则会报错。

（5）控制器再次连接成功后，弹出“固件升级”界面，系统进入ZBIOS状态，显示型号为“ZMC432HR-ZBIOS”。再次点击“升级”。

（6）弹出以下界面，表示正在下载文件。下载过程中不可中途关闭。

（7）进度条满格后，“固件升级”界面消失，命令与输出窗口显示如下信息，表示固件升级成功。

（8）固件升级成功后，断电5秒以上，最后重新连接控制器、查看控制器状态的固件版本号。

3.锁定/解锁控制器

锁定控制器即通过设置密码将控制器锁定，主要用于保护控制器内下载的程序，锁定之后上位机程序将无法下载到控制器，但生成的ZAR文件仍可下载。解锁控制器则输入正确密码即可解锁。 接线错误时注意事项：

⊙控制器LOCK后将不能进行调试。

⊙密码可设置为数字、字母和特殊符号，长度不超过16个字符。

⊙密码采用不可逆算法加密，一旦忘记，将无法知晓。

⊙操作路径：菜单栏“控制器”→“锁定控制器”/“解锁控制器”。

三、RtSys的程序开发和诊断

1、新建工程

在电脑里新建一个文件夹用来保存即将要建立的工程。

1．打开RTSys编程软件，新建项目：菜单栏“文件”→“新建项目”。

2．点击“新建项目”后弹出“另存为”界面，选择一个文件夹打开，输入文件名后保存项目，后缀为“.zpj”。

3．新建文件，菜单栏“文件”→“新建文件”。

点击“新建文件”后，出现下图所示的弹窗，支持Basic/PLC/HMI混合编程，这里选择新建的文件类型为Basic后确认。

4．设置文件自动运行，如下图，双击文件右边自动运行的位置，输入任务号“0”。

5．编辑程序，程序编写完成，点击保存文件，新建的Basic文件会自动保存到项目zpj所在的文件下。

6．连接到控制器，在程序输入窗口编辑好程序，点击“常用”→“连接”。

没有控制器是可选择连接到仿真器仿真运行，点击“连接”→“连接到仿真器”，便可成功连接到仿真器，并弹出仿真器连接成功提示。

点击“连接”弹出“连接到控制器”窗口，可选择串口连接或网口连接，选择匹配的串口参数或网口IP地址后，点击连接即可。连接成功命令与输出窗口打印信息：Connected to Controller:ZMC432H Version:4.64-20170623.

串口连接和网口连接的详细方法参见RTSys软件菜单栏“常用”“帮助文档”→“RTSys帮助”文档。

7．下载程序，点击菜单栏按钮“下载到RAM”或按钮“下载到ROM”，下载成功命令和输出窗口会有提示，同时程序下载到控制器并自动运行。

RAM下载掉电后程序不保存，ROM下载掉电后程序保存。下载到ROM的程序下次连接上控制器之后程序会自动按照任务号运行。

注意事项： ⊙打开工程项目时，选择打开项目zpj文件，若只打开其中的bas文件，程序无法下载到控制器。

⊙ZMC0系列控制器部分型号不支持下载到RAM。

⊙不建立项目的时候，只有bas文件无法下载到控制器。

⊙自动运行的数字0表示任务编号，以任务0运行程序，任务编号不具备优先级。

⊙若整个工程项目内的文件都不设置任务编号，下载到控制器时，系统提示如下信息WARN: no program set autorun.

2、程序调试

RTSys连接控制器后，从菜单栏选择“调试”-“启动/停止调试”，弹出如下窗口，选择“再次下载到RAM”表示程序再次下载到RAM运行，“再次下载到ROM”表示程序再次下载到ROM运行，“不下载，复位程序”表示不下载程序，仅重新运行之前下载的程序，“附加到当前程序”表示此时程序不下载，仅在窗口显示目前的运行状态。

如下图，此时可以查看各任务运行情况、监视内容、子函数堆栈调用过程、子函数局部变量值。

开启调试时，调试工具栏有效。（暂停后方四个按钮仅Basic调试可用）

 

请保证PC程序文件和控制器的程序文件一致，否则可能导致光标位置错误。调试只能在控制器UNLOCK状态时进行程序调试。

断点调试可以查看程序运行的具体过程，主要用于判断程序逻辑错误。配合监视内容和轴参数（参见下一节）变化情况可以查看程序每执行一步对寄存器、变量、数组等的影响。断点快捷键F9添加，或“调试”-“断点”-“增删断点”，断点可以添加多个。

添加断点后，程序运行会停止在断点处，此时断点处对应的指令还没有执行。任务窗口可以查看程序断点停止。

详细使用方法参见RTSys软件“常用”-“帮助文档”-“RTSys帮助”-“程序调试”。

3、示波器使用

示波器属于程序调试与运行中极其重要的一个部分，用于把肉眼看不到的信号转换成图形，便于研究各种信号变化过程。示波器利用控制器内部处理的数据，把数据显示成图形，利用示波器可以显示各种不同的信号，如轴参数、轴状态等。在“工具”→“示波器”中，打开示波器窗口或点击快捷按钮。

示波器必须先启动后触发才能成功采样。打开示波器，设置好相关参数之后点击“启动”，可手动触发采样，也可在程序里加入“TRIGGER”指令自动触发示波器采样。

示波器基础设置按钮功能：

（1）设置：打开示波器设置窗口，设置示波器相关参数。

（2）启动：启动示波器(但不触发示波器采样)。

（3）停止：停止示波器采样。

（4）XY模式：勾选时切换成XY平面显示两个轴的插补合成轨迹。

（5）<（6）连续采集：不开启连续采集时，到达采样深度后便停止采样，开启了连续采集之后示波器会持续采样。

（7）跟随：开启跟随后，横轴自动移动到实时采样处，跟随波形显示。

（8）显示：选择当前通道曲线是否显示。

（9）手动触发：手动触发示波器采样按钮（自动触发使用TRIGGER指令）。

（10）编号：选择需要采集的数据源编号，如：轴号、数字量IO编号、模拟量IO编号、TABLE编号、VR编号、MODBUS编号等。

（11）数据源：选择采集的数据类型，下拉菜单选择，多种类型参数可选。

（12）偏移：波形纵轴偏移量设置。

（13）垂直刻度：纵轴一格的刻度。

（14）水平刻度：横轴一格的刻度。

（15）导入：导入之前导出的波形数据

（16）导出：先在设置里勾选“导出参数”，待示波器采集完成再导出采集的数据。

若要设置示波器参数，如轴编号、数据源以及启动示波器设置窗口，要先停止示波器再设置。

点击“设置”按钮，弹出如下所示“示波器设置”窗口。

（1）通道数：要采样的通道总数。

（2）深度：总共采样的数据次数，深度越大采样范围越大。

（3）间隔：采样时间间隔，单位为系统周期，与控制器固件版本有关，一般默认1ms，指令SERVO_PERIOD查看。一般来说，间隔越小，采样数据越准确，单位时间内数据量越大。

（4）TABLE位置：设置抓取数据存放的位置，一般默认自动使用TABLE数据末尾空间，也可以自定义配置，但是设置时注意不要与程序使用的TABLE数据区域重合。

（5）背景颜色/通道颜色：设置背景与每个通道波形对应的颜色。

（6）显示类型：点和线段两种曲线类型可选。线段更容易发现异常的数据。

（7）导出参数：需要导出示波器数据时勾选。

（8）导出采样数据参数方法：现在设置里勾选“导出参数”，启动示波器采样，采样完成后点击“导出”，选择文件夹保存示波器数据。

详细使用方法参见RTSys软件菜单栏“常用”-“帮助文档”-“RTSys帮助”-“工具窗口”-“示波器”。

04

RTSys对控制器的监控与设置

1、轴参数窗口

轴参数窗口用于监控运动控制中常见的参数，运动过程中参数的实时变化可在该窗口查看。默认显示在RTSys界面右侧，可通过菜单栏“视图”→“轴参数”打开/关闭。下方可变参数可以双击后直接修改，只读参数不支持修改，参数指令含义可查看RTBasic帮助。该窗口还支持进行“轴选择”和“参数选择”。

 

参数	描述
ATYPE	轴类型设置，例如值设置为0表示虚轴，1为脉冲输出，3为正交编码输入，65为EtherCAT CSP模式。
UNITS	脉冲当量，指定每单位发送的脉冲数，支持5位小数精度。
ACCEL/DECEL	轴加速度/轴减速度，单位为units/s/s。当多轴运动时，轴组插补运动的加速度为主轴合成矢量加速度/主轴合成矢量减速度，不设置DECEL时，默认等于ACCEL的值。
SPEED	轴速度，单位为units/s。当多轴运动时，作为轴组插补运动时主轴的合成矢量速度。
CREEP	轴回零时爬行速度，用于原点搜寻，单位为units/s。
LSPEED	轴起始速度，同时用于停止速度，缺省0，单位为units/s。多轴运动时为轴组插补运动的合成矢量起始速度。当追求效率时，此值可设置非0值，但不可设置过大。
MERGE	设置ON时，前后缓冲的运动连接到一起而不减速，用于连续插补。
SRAMP	加减速过程S曲线设置，单位为ms。多轴运动时，为轴组合成矢量曲线的时间。
DPOS	轴的期望坐标位置，或称目标位置。单位是units。
MPOS	轴的测量反馈位置，或称实际位置。单位是units。
ENDMOVE	轴当前运动的最终目标绝对位置。单位是units。
FS_LIMIT	轴正向软限位位置，单位是units。轴运动越界会停止并报错FSOFT。
RS_LIMIT	轴负向软限位位置，单位是units。轴运动越界会停止并报错RSOFT。
DATUM_IN	原点开关对应的输入口编号，-1无效。
FWD_IN/REV_IN	正向/负向硬件限位开关对应的输入点编号，-1无效。控制器限位信号生效后，会立即停止轴，停止减速度为FAST_DEC。FAST_DEC一般设置为10倍的DECEL。
IDLE	轴当前运动状态判断，运动中返回0，运动结束返回-1，只读。
LOADED	运动缓冲区没有缓冲的运动指令时返回TURE，否则FALSE，只读。
MSPEED	轴的测量反馈的实际速度，单位是units/s。MSPEED为MPOS微分出来的数值，只读。
MTYPE/NTYPE	当前正在进行运动指令类型MTYPE/被缓冲的第一条运动指令类型NTYPE。当插补联动时，对从轴总是返回合成矢量主轴的运动指令类型，只读。
REMAIN	返回轴当前运动MTYPE还未完成的距离，单位是units，只读。
VECTOR_BUFFERED	返回轴当前当前运动和缓冲运动还未完成的距离，单位是units。对多轴插补是合成矢量距离，单位是units。
VP_SPEED	返回轴当前运动的规划速度，单位为units/s。当多轴运动时，轴组返回的是插补运动的合速度，不是主轴的分速度。非主轴返回的是该轴对应合成矢量速度相应的分速度，与MSPEED效果一致，只读。
AXISSTATUS	查看轴各种位的状态，例如：正反向硬限位，正反向软限位，轴运行状态等，只读。
MOVE_MARK	运动指令的MARK标号，这个标号会和运动指令一起写入运动缓冲。每调用一条运动指令，MOVE_MARK会自动加一。如果要强制指定MOVE_MARK，需要每次运动前都设定一次。通过MOVE_PAUSE指令可以在MARK不同的边界处暂停。
MOVE_CURMARK	返回当前轴正在运动指令的MOVE_MARK标号。

 

更多参数参见正运动技术《RTBasic编程手册》中轴参数与轴状态指令。

轴选择：用户自由选择需要监控的轴号显示在窗口。勾选轴号点击“确定”即可。

参数选择：可自定义选择需要监控显示的轴参数，选择监控的参数不宜过多，否则会影响刷新效率。

该窗口中有较多参数指令提供选择，并对各个参数指令进行简单描述。部分轴参数只支持只读，部分可读可写，可根据参数选择中的“只读”列是否勾选进行查看。同时支持对窗口参数自定义排序。

排序的操作方法：打开“参数选择”窗口，选好需要显示的参数，点击“排序”，此时该按钮显示为“排序中…”，在序号列按所需顺序依次对参数进行点击，点击后序号会变为新序号。排序完毕后再次点击“排序中…”结束排序，点击“确定”/“应用”即可生效。（注：排序过程中时，若某个参数排序点错，再次点击该参数无法重新排序，须先结束排序再从头开始）

若要恢复初始显示，则点击“默认”即可。

2、手动运动

手动运动：用于通过手动操作电机。可通过菜单栏“工具”→“手动运动”打开。

操作方法：连接好控制器及电机，打开该工具。可在左侧实时输入/修改轴相关的参数，选择轴号（可在下拉列表中选择），设置好相关参数后，按住“左转”/“右转”按钮不放，电机持续左或右运动，松开按钮停止运动。“指令位置”显示当前DPOS运动距离（单位为units）。填写“距离”参数，点击“运动”，勾选“绝对”时，电机运动到绝对距离参数位置；不勾选“绝对”时，点击“运动”，电机按相对距离参数运动。

“反馈位置”/“运动状态”/“轴状态”用于监测反馈轴运动状态，这三个参数均为只读，不可修改。按下“停止”按钮轴运动立刻停止。

3、输入口和输出口检测

（1）输入口

用于实时检测控制器输入口状态变化。该窗口的输入状态随控制器输入口状态变化而变化。通过菜单栏“工具”→“输入口”打开。

程序中使用INVERT_IN指令设置使某个输入口输入反转（ZMC系列的特殊输入定义后需要信号反转，因为ZMC系列是OFF有效，ECI系列不需要反转）。设置了输入反转之后，“输入反转”一栏绿灯常量，无反转则是暗红色，此时输入口有输入信号时，“输入状态”显示灰色，输入口无输入显示绿色。

“特殊输入”用来显示原点、限位、报警等特殊信号提示。

例：JOG运动

RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
BASE(0)
DPOS = 0
ATYPE = 1
UNITS = 100
SPEED = 100
ACCEL = 1000
DECEL = 1000
CREEP=10
DATUM_IN = 5         '输入IN5作为原点开关
INVERT_IN(5,ON)      '反转IN5电平信号，常开信号进行反转(ZMC控制器)
FWD_IN = 6           '设置正向限位开关
INVERT_IN(6,ON)      '反转信号
REV_IN = 7           '设置负向限位开关
INVERT_IN(7,ON)      '反转信号
ALM_IN = 8           '设置报警信号
INVERT_IN(8,ON)      '反转信号
JOGSPEED = 50        'JOG速度50
FWD_JOG = 0          '输入IN0作为正向JOG开关
REV_JOG = 1          '输入IN1作为负向JOG开关
INVERT_IN(0,ON)      '反转信号
INVERT_IN(1,ON)
DATUM(3)             '回零模式

        上图中，输入IN0、IN1、IN5、IN6、IN7、IN8均定义输入反转（ZMC系列控制器默认OFF有效，故进行信号反转，ECI系列与之相反）。当给IN5一个输入信号时，反转后输入状态灯则不亮，其他口均无输入。

点击“IO选择”可自定义显示输入IO口，每16个输入一组，如下图所示。“刷新”刷新各个输入IO的状态及特殊功能定义。

（2）输出口

用于监测控制器OUT口状态并对输出口进行操作。通过“工具”→“输出口”打开。查看OUT口状态还可通过仿真器查看，但仅能显示编号0-11的状态。

操作方法：按下按钮能操作OP口输出，如下图，OP1口和OP2口开启，其他口关闭。“IO选择”选择要显示的输出，每16个输出一组。直接点击输出口可以切换其输出状态。

4、寄存器

用于批量查看控制器寄存器的数值，可以选择查看不同类型的寄存器（支持PLC功能的控制器才支持此功能）。使用该窗口可通过菜单栏“工具”→“寄存器”打开。

使用方法：选择要读取的寄存器的类型、起始编号、个数后点击“读取”即可在窗口显示出数据。勾选自动刷新功能便于自动实时采集寄存器值变化并显示出来，否则需要再次点击读取才能获取的寄存器的值变化情况。 注意：读取个数不要超出寄存器范围，否则会提示错误。