ZMC460N双总线控制器
一、硬件说明
要实现这样的功能，硬件上需要满足什么条件？首先，支持PSO是必须的。接下来根据应用场景和轴数选具体型号。这里以ZMC460N双总线运动控制器为例展开。 PSO的核心作用就是控制激光或点胶阀这类执行器的高速开关，直线插补和平面圆弧插补用来完成加工轨迹，连续插补则让多段插补的速度连贯起来，加工效率自然就上来了。
ZMC460N双总线控制器
ZMC460N是正运动技术推出的新一代网络60轴运动控制器，支持EtherCAT总线轴、RTEX总线轴和脉冲轴混合使用。自带六个脉冲轴接口（包含差分脉冲输出和差分编码器输入），通用输出口可配置为单端脉冲输出，通用输入口可配置为单端编码器输入。脉冲输出频率最高可达10MHz，EtherCAT总线通讯周期最快250微秒。 支持12路PSO输出，输出口独立，12路可同时输出，每个系统周期能比较输出多次，应用场景更丰富。
ZMC460N双总线控制器架构图
PSO功能主要通过“HW_PSWITCH2”硬件位置比较输出指令和“HW_TIMER”硬件定时指令实现。下面详细说说这两个指令的用法。
二、指令说明
1.HW_PSWITCH2 案例会用到HW_PSWITCH2的以下几个模式，指令语法说明如下： （1）Mode=6：矢量比较方式，周期模式，与HW_TIMER一起使用 HW_PSWITCH2(6,opnum,opstate,vectstart,repes,cycledis) * mode：6-启动比较器 * opnum：对应的输出口 * opstate：第一个比较点的输出状态 * vectstart：比较点VECTOR_MOVED当前运动距离 * repes：重复周期，一个周期只比较一次 * cycledis：周期距离，每隔这个距离输出一次 说明：此模式无需TABLE，坐标均参考矢量坐标。从vectstart的位置开始比较，每隔cycledis距离触发一次，重复比较的周期为repes。每次触发比较信号后，信号的脉冲宽度由HW_TIMER指令设置。HW_TIMER可以控制到达一个触发点后让OP反转多次，周期走完等待下一周期触发。
（2）Mode=7：矢量比较方式，采用TABLE，与HW_TIMER一起使用
HW_PSWITCH2(7,opnum,opstate,tablestart,tableend [,optimeus,optimes,cyctimeus])
* mode：7-启动比较器，opstate不翻转，方便与HW_TIMER配合
* opnum：对应的输出口
* opstate：第一个比较点的输出状态
* tablestart：第一个比较点VECTOR_MOVED坐标所在TABLE编号
* tableend：最后一个比较点VECTOR_MOVED坐标所在TABLE编号
[以下参数和HW_TIMER二选一，HW_TIMER单独写可以动态调整参数]
* optimeus：动态调整HW_TIMER的有效时间
* optimes：动态调整HW_TIMER的触发脉冲数，0-不输出
* cyctimeus：动态调整HW_TIMER的脉冲周期时间
说明：比较点写在TABLE中，坐标均参考矢量坐标。每到达一个TABLE比较矢量位置触发OP，此时OP的脉冲宽度和每次触发的比较次数由HW_TIMER控制；到达下一个TABLE位置，OP再次触发。
2.HW_TIMER
硬件定时器，用于硬件比较输出后一段时间后还原电平。HW_TIMER只有1个，每次调用会强制停止之前的调用。不使用或比较完成时使用HW_TIMER(0)关闭。
HW_TIMER(mode,cyclonetime,optime,reptimes,opstate,opnum )
* mode：0停止，2-启动
* cyclonetime：周期时间，us单位
* optime：有效时间，us单位
* reptimes：重复次数，启动模式。reptimes =0时，软关闭HW_TIMER，原来的脉冲没有完成的会继续输出完成
* opstate：输出缺省状态，输出口变为非此状态后开始计时
* opnum：输出口编号，必须能硬件比较输出的口
说明：参数设置可参考下方示意图。此指令的效果是固定时间周期输出，设置每个周期的有效输出时间和重复输出次数。
使用HW_TIMER硬件定时无法仿真，只能在控制器平台运行。
三、二维等间距PSO输出
等距比较输出模式，不管运动速度和轨迹如何变化，始终固定距离输出脉冲，让输出在空间上均匀分布。示意图如下。
上一讲提到的几种模式中，有些能实现XY平面的等距输出。例如有一段上图所示的轨迹，由直线+圆弧+直线组成，每间隔10个距离比较输出一次，一共比较12次。等间距输出的具体方法看下面例程。
下面看个具体例子。这个例程用的就是模式6，矢量比较加HW_TIMER定时器。直接取两轴合成矢量位置作为比较基准，不需要事先算坐标，写起来省事，精度也高。
RAPIDSTOP(2) WAIT IDLE(0) WAIT IDLE(1) '基础轴参数设置 BASE(0,1) '选择XY轴 'ATYPE=4,4 '1-脉冲轴类型，比较DPOS；4-带编码器反馈轴类型，比较编码器的反馈位置MPOS UNITS=100,100 SPEED=100,100 ACCEL=1000,1000 DECEL=1000,1000 MERGE=ON,ON SRAMP=50,50 's曲线速度平滑 OP(0,OFF) '将当前位置设置为0,0 DPOS=0,0 MPOS=0,0 DIM WidthTime,Interval,StartPos,EndPos WidthTime = 20000 '脉冲宽度20000us Interval = 10 '脉冲间隔 StartPos = 10 '触发起始位置 EndPos = 130 '结束位置 FORCE_SPEED=60 'SP速度 MOVEABS(0) '运动到0位 WAIT IDLE VECTOR_MOVED = 0 '插补矢量距离清0 DIM iTime iTime =ABS(EndPos - StartPos) \ Interval '计算比较次数 TRACE StartPos,iTime,Interval,WidthTime HW_PSWITCH2(2) '清空HW比较缓冲区 HW_PSWITCH2(6,0,ON,StartPos,iTime,Interval) '从StrartPos触发比较间隔Interval比较iTime次 HW_TIMER(2,WidthTime+100,WidthTime,1,OFF,0) '输出触发变成ON后，打开WidthTime us后关闭输出 DELAY(10) TRIGGER '启动示波器 MOVEABS(50,0) '开始运动 MOVECIRCABSSP(75,25,50,25,0) MOVEABS(75,75) WAIT IDLE '等待运动停止 HW_PSWITCH2(2) '清空HW比较缓冲区 END
示波器采样波形如下：采样5个通道的波形，依次为轴0的目标位置，轴1的目标位置，输出口0，轴0和轴1插补的矢量合成位置，轴0和轴1插补的运行速度。 每间隔10个单位距离比较一次，一共比较12次。由HW_TIMER可精准控制输出脉冲的宽度，输出频率更快，整体精度更高。
XYZ模式下的比较输出波形：
总结一下：等距比较场合，模式6用起来最方便，只需要知道比较的距离和OP输出的时间就行。模式6适用于单轴和多轴插补场合。模式5和模式7也能实现同样的功能。
四、三维等间距PSO输出
1.三维等间距PSO输出示例 下面看一个三维等间距的例子，这次用模式7。模式6是按指令设置的固定触发距离周期输出，而模式7的输出位置由TABLE数据点控制，灵活性更高——既能实现上面的等距输出，也能实现间隔不固定的输出。RAPIDSTOP(2) WAIT IDLE(0) WAIT IDLE(1) WAIT IDLE(2) '基础轴参数设置 BASE(0,1,2) '选择XY轴 'ATYPE=4,4,4 '1-脉冲轴类型，比较DPOS；4-带编码器反馈轴类型，比较编码器的反馈位置MPOS UNITS=100,100,100 SPEED=100,100,100 ACCEL=1000,1000,1000 DECEL=1000,1000,1000 MERGE=ON,ON SRAMP=50,50,50 's曲线速度平滑 OP(0,OFF) '将当前位置设置为0,0 DPOS=0,0,0 MPOS=0,0,0 FORCE_SPEED=60 'SP速度 MOVEABS(0,0,0) '运动到0位 WAIT IDLE VECTOR_MOVED = 0 '插补矢量距离清0 DIM WidthTime,T_Startnum,Pointnum WidthTime = 10000 '脉冲宽度10000us T_Startnum = 0 '比较点起始table编号 Pointnum = 8 '比较点个数 TABLE(T_Startnum,10,30,50,70,90,110,130,150) '比较点坐标设置，起始table位置T_Startnum，8个点 HW_PSWITCH2(2) '清空HW比较缓冲区 HW_PSWITCH2(7,0,ON,T_Startnum,T_Startnum+Pointnum-1) '模式7 HW_TIMER(2,WidthTime+100,WidthTime,1,OFF,0) '输出触发变成ON后，打开WidthTime us后关闭输出 DELAY(10) TRIGGER '启动示波器 MOVEABS(100,80,90) '三轴直线插补 WAIT IDLE '等待运动停止 HW_PSWITCH2(2) '清空HW比较缓冲区 END
示波器采样波形如下：采样6个通道的波形，依次为轴0的目标位置，轴1的目标位置，轴2的目标位置，输出口0，轴0轴1轴2插补的矢量合成位置，轴0轴1轴2插补的运行速度。 Table中存储的比较点矢量位置为10,30,50,70,90,110,130,150，共8个点。每到一个点触发比较，由HW_TIMER精准控制输出脉冲宽度，输出频率更快，整体精度更高。
