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1、LabVIEW NI SoftMotion 和 C 系列驱动接口入门 2011-11-14 13:43:39 来源:互联网 关键字：LabVIEW NI 驱动接口 概览 本指南展示了如何使用美国国家仪器公司的 LabVIEW NI SoftMotion Module 和 NI 951x C 系列驱动接口来开发运动控制的应用。该应用使用了 NI CompactRIO 可重配置嵌入式系统以及 LabVIEW、LabVIEW NI SoftMotion 和 NI-Motion 驱动软件，用来执行一系列双轴运动。在开发这项应用的过程中，您可以学习到使用 NI RIO Scan Interface 开发
2、运动应用的概念和技术。利用 RIO Scan Interface，用户可以在 LabVIEW Real-Time Module 中，对C 系列模块进行直接访问。目录所需元件LabVIEW NI SoftMotion Module 概览设置硬件在控制器上安装和配置软件在扫描接口模式下创建工程在 LabVIEW 项目中增加 NI SoftMotion 资源配置步进式驱动接口模块的轴使用交互式测试面板测试系统配置定时循环创建运动配置文件发布、测试并使用 VI连接至伺服式和步进式驱动您所学到的东西更多资源所需元件这篇指南需要使用到下列软件：LabVIEW 2009 或后续版本LabVIEW Real-
3、Time Module 2009 或后续版本NI-RIO 3.2.0 或后续版本LabVIEW NI SoftMotion Module 2009 或后续版本这篇指南还需要使用下列硬件：CompactRIO 控制器和可提供 Scan Interface(扫描接口)模式的机箱或 NI 9144 分布式机箱两个 NI 9512 单轴步进式驱动接口控制器电源单独的模块电源以太网连接和线缆即使您没有指定的硬件，仍可以遵循这篇文章中的“LabVIEW NI SoftMotion Module指南”一节，进行离线的配置以学习在 LabVIEW 中使用该模块的方法。LabVIEW NI SoftMotion
4、 Module 概览通过 LabVIEW NI SoftMotion Module，您可以借助于 LabVIEW Real-Time Module 使用功能块编程范例和 RIO Scan Interface 构建确定性的运动控制应用。RIO Scan Interface 让用户可以从 LabVIEW Real-Time Module 中直接访问 C 系列模块。这篇文档包含了 NI 951x C 系列驱动接口和 RIO Scan Interface 应用开发方面的内容。需要了解关于在 LabVIEW FPGA Module 中使用 NI 951x 模块的信息，请查阅 网站上的NI 951x C
5、系列模块和 LabVIEW FPGA 入门指导 。需要使用 NI SoftMotion 功能块进行本指南中所说的双轴运行，可以在开环状态下使用NI 9512 步进式驱动接口 而不需要额外的反馈设备或其它硬件连接。这篇指南中的配置参数，也许对实际的运动系统并不合适。为了演示的需要，我们对硬件连接进行了最小化。设置硬件完成下列步骤，为本指南中的应用设置硬件。1. 如果您不是使用集成的控制器和背板，那么需要在现场可编程门阵列(FPGA) 背板上安装 CompactRIO 实时控制器。查阅控制器操作指南，获得安装控制器的信息。2. 在机箱的 1 和 2 插槽中，安装 NI 9512 步进式驱动接口模块
6、。3. 将模块连接到电源上。查阅模块操作指南，以选择合适的电源。4. 将控制器连接到电源和拥有相同子网的以太网络中，以作为开发用的计算机。查阅控制器操作指南，获得关于将控制器连接到电源和以太网络的信息。5. 将模块连接到驱动器和其它 I/O 上，如果条件允许的话请使用 NI 9512-to-P7000 Stepper Drives Connectivity Bundle(NI 9512 至 P7000 步进式驱动连接包)、NI 951x Cable and Terminal Block Bundle(NI 951x 线缆和接线终端) ，或者使用自定义线缆用于直接连接。在控制器上安装和配置软件完
7、成下列步骤，在控制器上安装软件并进行配置。1. 在开发计算机上，启动 NI Measurement & Automation Explorer (MAX，NI 测量与自动化导航器)配置工具。2. 在配置窗格中的远程系统下选择控制器。如果没有看到控制器，那么您可能需要禁用开发计算机上的防火墙。3. 检查识别中的序列号是否与设备上的序列号相符。4. 如果您不想格式化控制器上的磁盘(那样会删除所有已经安装的软件和文件 )，那么给控制器通电，并跳到步骤 13。5. 将控制器上的安全模式开关调到 On 的位置上。6给控制器通电。如果控制器已经通电了，那么按控制器上的 Reset 按钮，重新启动。7.右键
8、点击配置窗格中远程系统下的控制器，选择格式化磁盘。在出现的对话框里点击 Yes。8. 在 MAX 完成磁盘格式化之后，将安全模式开关调到 Off 的位置上，并按控制器上的 Reset 按钮，重新启动。9. 选择自动获取 IP 地址单选按钮分配 IP 地址；或者选择使用以下 IP 地址单选按钮，在 IP 地址栏中指定静态 IP 地址。10在名称域中为系统输入描述性的名称。11. 点击网络设置选项卡上的应用，让 MAX 重新启动系统。12. 当新系统名称出现在远程系统下时，在列表中展开控制器条目，右击软件，并选择添加/删除软件。13. 选择推荐的软件组合，其包含了 NI-RIO 3.2.0 或后续
9、版本，且带有 NI Scan Engine支持和下列附加功能：LabVIEW NI SoftMotion Module 对 LabVIEW NI SoftMotion Module 软件的 NI Scan Engine 支持NI-Motion 驱动软件14. 点击下一步，在控制器上安装选择的软件。如果需要了解关于推荐软件组合的信息，请点击帮助。15. 在 MAX 中完成控制器上的软件安装后，关闭 MAX。在扫描接口模式下创建工程扫描接口模式允许用户从 LabVIEW Real-Time 中，直接访问 C 系列模块。这些模块出现在项目浏览器窗口中机箱条目下的扫描接口模式中。与多数 C 系列模块不
10、同，NI 951x接口不是直接在项目浏览器窗口中配置的，该模块不支持直接可用的 I/O 变量。在开发计算机上，使用 LabVIEW 项目管理 VI、目标和 I/O 模块。完成下列步骤，来创建一个 LabVIEW 项目。1. 启动 LabVIEW。2. 在启动窗口中点击 项目链接，显示项目浏览器窗口。也可以选择文件?新建项目，显示项目浏览器窗口。3. 选择帮助，并确认显示即时帮助被选中。在整个指南中，您可以查阅上下文帮助，来获得方框图上条目的信息。4. 右击项目浏览器窗口中的顶层工程项目，从快捷菜单中选择新建? 终端和设备，显示添加终端和设备对话框。5. 确认已有终端或设备单选按钮已被选中。如果
11、您没有安装硬件，可以选择新终端或设备单选按钮，显示出一系列在没有实物情况下即可创建的目标和设备。在这篇指南里，可以执行相似的离线配置步骤，学习使用CompactRIO 和 LabVIEW。6. 展开 Real-Time CompactRIO。7. 选择添加到工程中的 CompactRIO 控制器，并点击 OK。8. 如果您已经安装了 LabVIEW FPGA，将会出现选择编程模式对话框。选择 Scan Interface，使系统处于扫描接口模式。使用 CompactRIO 属性对话框，改变已有工程中的编程模式。在项目浏览器窗口中的CompactRIO 机箱上点击右键，从快捷菜单上选择属性，显示
12、该对话框。9. 如果出现查找 C 系列模块 ?对话框，请点击查找。10. 点击继续。LabVIEW 会将控制器、机箱和所有模块添加到工程中。11. 在 LabVIEW 完成硬件搜索后，选择文件? 保存项目，并将工程保存为951x_Tutorial.lvproj。在完成了这些步骤之后，您的 LabVIEW 项目应该与图 1 类似。图 1. 项目浏览器窗口，扫描接口模式在 LabVIEW 项目中增加 NI SoftMotion 资源现在来创建捆绑到 C 系列模块的 NI SoftMotion 资源。在 VI 中使用运动 I/O 资源来代替 I/O 变量。查阅 LabVIEW Help 中的 NI
13、SoftMotion Module 一节，了解更多关于运动 I/O资源和 NI SoftMotion 的信息。在项目中增加轴在项目中，NI SoftMotion 轴被捆绑到专门的 C 系列模块中，而且允许对模块上的 I/O进行配置。要以扫描接口模式来配置并使用 NI 951x 模块，您必须在 RT 目标中增加轴，并使用与 VI 中的轴所相关的运动 I/O 资源。完成下述步骤，在项目中增加一个 NI SoftMotion 轴：1. 在项目浏览器窗中右击目标，并在快捷菜单中选择新建 ?NI SoftMotion Axis，打开轴管理器对话框，如图 2 所示。2. 双击添加轴，使两个 NI 9512
14、 模块都关联到 NI SoftMotion 轴。轴自动捆绑到一个可用模块中。你可以双击轴的名称对其重新命名，赋予其一个描述性的名字，但是两个不同的轴不可以使用同一个名字。图 2.轴管理器对话框3. 单击修改绑定打开资源绑定对话框。如果需要的话，更改与该轴相关联的硬件。4. 单击 OK 关闭轴管理器对话框。将所有轴都添加到项目浏览器窗口中。同一个 C 系列模块，最多只能关联一个轴。在项目中增加坐标NI SoftMotion 轴可以组成坐标空间。坐标空间就是轴的逻辑性多维组合。坐标空间跟轴类似，也有可以作为资源输入的关联 I/O 资源。完成以下步骤，在项目中增加坐标空间：1. 在项目浏览器窗口中右
15、击目标，并从快捷菜单中选择新建?NI SoftMotion 坐标空间，打开 Configure Coordinate Space 对话框。2. 从 Available Axes 栏中选择 Axis 1 和 Axis 2，并使用箭头标志将它们移至Coordinate Axes 栏。图 3. 配置坐标空间对话框当使用坐标资源的时候，目标位置和其它坐标信息都包含在一个一维矩阵中，其中轴的信息是按照采用该对话框增加轴的顺序进行排列的。3. 单击 OK 关闭 Configure Coordinate Space 对话框。至此，你的工程中已经包含了应用程序所需的轴和坐标空间。你的 LabVIEW 项目应该
16、与图 4 中类似。图 4.采用运动资源所完成的项目配置步进式驱动接口模块的轴在本部分中，采用轴配置对话框，对与 NI 9512 C 系列模块相关联的轴进行配置。该对话框中包含了步进式驱动命令信号的配置选项、反馈设备、运动和数字 I/O、轨迹以及轴的设置。图 5 中显示了 NI 9512 C 系列模块的轴配置对话框。无法配置的部分以灰色显示。图 5. NI 9512 模块的轴配置对话框完成下述步骤，对轴进行配置：1. 右击项目浏览器窗口中的轴，并从快捷菜单中选择属性，打开轴配置对话框。2. 在 Axis Setup 页面中，确认将循环模式设置为开环。配置为开环模式的轴会生成步进式输出，但无需电动机的反馈信息来确认位置。3. 同样在 Axis Setup 页面中，确认 Axis Enabled 和 Enable Drive on Transition to Active Mode 复选框包含有复选标志。这样配置后，在运行 VI 的时候将自动激活轴。要避免自动激活轴，需禁用这些选项。4.
