NI CompactRIO9035與elmo電機驅動聯合仿真系統搭建教程(二)

因本人項目需要搭建一套機器人控制仿真系統,控制器採用NI 的CompactRIO9035,電機驅動器使用的是elmo驅動器,對於驅動器可以支持多種總線通信方式,一般採用CAN和EtherCAT總線,如果採用CAN總線,則需要爲控制買個CAN接口模塊,然而控制器本身就支持EtherCAT總線,所以爲了節約成本,對於控制器和驅動器採用EtherCAT總線通信方式。系統網絡的架構是:PC通過ethernet連主控制器,主控制器通過ethercat連接從站(驅動器)
下面具體講解配置過程:
一、控制器配置
首先要在PC端安裝對應控制器支持的軟件:
這裏寫圖片描述
LabVIEW2015:
這個容易找到,還請自行到網上下載安裝
LabVIEW Real-Time 2014 SPI:
模塊和安裝教程均在這裏
LabVIEW FPGA 2015I:
模塊和安裝教程均在這裏
NI C ompactRIO設備驅動:
驅動和安裝教程均在這裏
安裝完上述所有軟件後就可以連接好硬件,連接電腦和9035,第一次連接9035時需要打開MAX配置,瀏覽器給控制安裝一些軟件。打開MAX方式爲啓動LabVIEW,選擇工具下拉的第一個選項即可:
這裏寫圖片描述
打開MAX左邊窗口我的系統下拉菜單軟件,可以看到我們上面安裝的所有軟件均在出現的列表中:這裏寫圖片描述
我的系統是指我的電腦。
其中還包括我其他項目所需要的軟件,我們這裏只討論和elmo通信部分。

如果電腦和9035正常連接,則可以在遠程系統(是指控制器)下面看到控制的名稱和
信息
點開控制器的下拉菜單會有 兩個條目:設備和接口 和 軟件
這裏寫圖片描述
第一次配置9035時,在軟件下拉菜單裏面是沒有內容的,上圖中的軟件都是我後來安裝到控制器上去的。
安裝過程爲:鼠標右擊軟件選擇添加/刪除軟件,會出現登入對話框,
這裏寫圖片描述
因爲我沒有設置密碼,所有直接點確定即可進入如下窗口:
這裏寫圖片描述
選擇NI CompactRIO17.0-May 2017選項,點擊下一步會出現如下對話框
這裏寫圖片描述
軟件組附加軟件下拉選項中黑色部分均是可以安裝到控制器中的,這裏我先通過掃描接口進行編程,所以選擇NI掃描引擎
這裏寫圖片描述
持續點擊下一步安裝即可完成該軟件的安裝
注意:這裏需要注意一點是要安裝軟件到控制器就必須先安裝軟件到電腦,再通過MAX將所需軟件安裝到控制器中。比如像上圖中灰色部分是無法安裝的,因爲它沒有安裝到電腦裏面。

這裏加一個我之前遇到的坑及解決辦法:因爲我LabVIEW安裝的是中文版,而控制默認的語言是english。當我在LabVIEW編好程序後準備運行時會出現一個問題,那就是語言不支持,爲解決這個問題,需要在控制器中安裝支持中文語言的工具包,安裝方式和上述一樣,安裝完後還需要在控制器主頁面設置一下。這裏寫圖片描述
在語言環境框選擇中文。
因爲控制兩個以太網端口默認都是ethernet通信方式,所有我們現在需要將其配置爲一個爲ethernet通信方式,一個爲ethercat通信方式。首先需要下載NI ethercat工具包安裝至電腦,下載鏈接,然後用和上述相同的方式將其安裝至控制中,安裝完後需要在MAX界面設置端口通信方式:設置過程如下圖所示:
這裏寫圖片描述
至此,控制器部分配置完成,下面配置Elmo驅動器部分
二、驅動器配置
驅動器採用的是elmo的Gold Whistle,其支持CAN和EtherCAT,當然我們還購買了與該驅動器配套的電路擴展板,如下圖所示:
這裏寫圖片描述
該控制網絡端口默認配置就是EtherCAT通信方式,在將其和主控制連接之前還需要對驅動器配置一下,第一次連接驅動器時,只能通過usb連接配置和調試,因爲驅動器無法直接通過EtherCAT和電腦(電腦是Ethernet)通信,要想通過Etherne方式配置,則需要現在usb模式下通過編程修改調試方式。修改指令如下:
這裏寫圖片描述
這裏我們不做修改。因爲用USB調試就夠用了。在配置驅動器之前我們需要先去elmo官網下載最新固件,其中還包括EtherCAT的XML文件(切記:這個文件非常重要)下載鏈接
這裏寫圖片描述
固件下載位置如上圖紅圈標註所示。要想下載該資源首先需要在該官網註冊後才能下載。資源下載解壓后里面的文件如下圖所示:
這裏寫圖片描述
1爲EtherCAT配置文件,2爲驅動器固件。
現在我們就來更新驅動器固件。
首先需要去官網下載配置應用軟件(鏈接
這裏寫圖片描述
安裝完成後通過usb接口線連接電腦和驅動器,打開配置軟件,初始界面如下:
這裏寫圖片描述
右擊System Configuration窗口下的Workspace “Default”,選擇Add Gold Drive,如下圖所示:
這裏寫圖片描述
成功後會在對應的窗口多出一個Drive01圖標,工作空間也會改變,如下圖所示:
這裏寫圖片描述
按下圖操作選擇Direct Access USB
這裏寫圖片描述
選對應串口的端口號,軟件默認顯示COM1,當連接好驅動器後,軟件會自動識別對應端口號,我電腦端口號爲COM4。如下圖所示
這裏寫圖片描述
右擊Drive01圖標,選擇connect,
連接好了後和上面的圖標不一樣如下圖所示:
這裏寫圖片描述
在工具欄選擇Upload And Download選項,在Drive框中有個Firmware圖標,那就是下載固件到驅動器的選項。
點擊Firemware->direct Access出現如下對話框
這裏寫圖片描述,打開之前下載好的固件直接點擊Download即可進行固件下載。下載完後驅動器配置就完成了。

自此,已經完成了控制器和驅動器各自的配置,下面進行兩者聯調搭建
三、聯調搭建
因爲我們的驅動器不是來自NI的產品,在和NI的主控器進行通信時需要按照NI官方關於第三個EtherCAT從設備進行配置:
首先需要參考NI技術支持裏面相關的幾個文檔:
1、Adding Third-Party EtherCAT® Slaves in LabVIEW
2、Finding the EtherCAT Slave XML File On My PC
3、Why Can’t I Access All the Input and Output Variables of My Third-Party EtherCAT® Slave in LabVIEW?
在認真閱讀以上三個文檔後,在LabVIEW項目瀏覽器新建項目工程,右擊項目名新建終端和設備
這裏寫圖片描述
出現如下對話框:
這裏寫圖片描述
依次選擇後點擊確認。
即可在項目工程子列表中出現主控制器選項,如下圖所示:
這裏寫圖片描述
右擊控制器選項,新建終端和設備:
這裏寫圖片描述
出現如下對話框
這裏寫圖片描述
二三的出現前提是硬件必須連接正確,依次按上述選擇後點擊確定即可爲控制器項目添加EtherCAT設備,控制器項目列表中會出現如下選項:
這裏寫圖片描述
現在可以爲主控制器的以太網EtherCAT添加從設備了,
依次如下選擇:
這裏寫圖片描述
出現如下對話框:
這裏寫圖片描述
由上圖中可以看出現在控制器可以連接到第三方設備(因爲我串聯了兩個驅動器,所以會有兩個),但是無法識別,這是因爲第三方從設備的EtherCAT配置信息沒有加載到NI軟件中去,所有無法識別:爲解決這個問題,需要進行如下操作:
將驅動器的EtherCAT配置信息文件XML(在之前官方下載的固件中)導入NI軟件,右擊EtherCAT Mater(ID:0)
這裏寫圖片描述
依次如上選擇出現如下對話框
這裏寫圖片描述
在Select a device profile or file path框中打開XML文件,點擊Import。成功後會出現下圖第三個提示,均爲Succeed
這裏寫圖片描述
現在需要將XML文件複製到對應的NI EtherCAT模塊XML文件夾下C:\Program Files (x86)\National Instruments\LabVIEW 2015\resource\Framework\Providers\indcomecat\DD(這步很重要,說三遍,因爲這個坑耗費了我一天時間),這是因爲後面在打開LabVIEW時,LabVIEW會自動識別該路徑下的XML文件,完成上述步驟後重新打開LabVIEW。
這次新建就出現上和之前不一樣的結果,控制器已經可以識別Elmo驅動器了,如下圖所示:
這裏寫圖片描述
依次選中後點確定即可將該設備添加到控制器的EtherCAT選項下,如下圖所示:
這裏寫圖片描述
至此NI CompactRIO9035與elmo電機驅動聯合仿真系統搭建完成。
後面就是基於軟件編程和協議通信問題,待連載。。。

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