2.1.1 控制卡配置 (CardPar.xlsx)#

定义系统中所安装的物理运动控制卡（如固高 GTS 卡等）及扩展板卡的型号与物理地址。

• 主要列定义：
  • 编号：逻辑 ID（从 0 开始自增），用于软件内存数组分配。
  • 卡号：物理板卡上拨码开关设定的物理卡号（对应驱动中的 Card ID）。
  • 卡名称：如 DECAT (固高主卡)、GENEX 等。
  • 供应商：板卡制造厂商，如 固高 等。
  • 起始序号 与 数量：该板卡控制的总轴数或 I/O 引脚的起始逻辑地址。
  • 主卡：布尔值（True/False），设定为主卡后，软件系统启动时将作为主控卡加载。
  • 参数路径：控制卡底层核心配置文件的相对路径（如 +GTS_Config/gtn_core1.cfg）。系统初始化时，驱动会自动读取该 CFG 文件进行底层初始化。

2.1.2 伺服轴配置 (AxisPar.xlsx)#

将 C# 中的逻辑轴映射到控制卡的物理通道上，并进行脉冲当量和加减速规划。

• 主要列定义：
  • 编号：轴逻辑 ID。必须与 C# 源码 EnumName.cs 中 mAxis 枚举的声明顺序完全保持一致。
  • 名称：轴中文名（如 左X）。
  • 卡号 / 轴号：该轴接在 CardPar.xlsx 中配置的哪张板卡（卡号）以及哪一个物理轴通道（轴号，通常为 1至8）。
  • 脉冲当量计算参数（每圈脉冲、减速比、导程(mm/°)）: 用于进行物理单位与脉冲数的自动转换。转换公式为: $\text{Pulse Ratio} = \frac{\text{每圈脉冲} \times \text{减速比}}{\text{导程}}$ 示例：伺服电机每圈脉冲为 10000，直连无减速比，丝杠导程为 10 mm，则脉冲比例为 1000 Pulse/mm。当代码调用 MotionAbsMove(轴X, 50, -1) 移动 50 mm 时，底层驱动会自动发送 50000 脉冲，实现对开发者的物理单位黑盒化。
  • 速度规划参数（加速度、减速度、回零速度(mm/s)）： 定义轴在执行运动指令时的默认加减速斜率以及回零寻找 Index 信号时的物理速度，保证轴在起停时的平稳度。

2.1.3 数字 I/O 映射配置 (Input.xlsx 与 Output.xlsx)#

配置物理传感器（光电开关、安全门、磁簧开关）和物理输出动作（电磁阀、继电器、指示灯）。

• 输入/输出列定义：
  • 编号：逻辑 ID（从 0 开始自增），必须与 C# EnumName.cs 中的 InNo 和 OutNo 枚举排序完全一致。
  • 名称Cn / 名称En：在中英文界面上显示的信号名称。
  • 模块编号 / 序号：指明该 I/O 信号压接在第几张板卡（模块编号）以及哪一个物理引脚（引脚序号，如 Pin 0至15）上。
  • 初始状态：系统复位上电时控制卡输出的默认电平（通常为 0）。
  • 原点序号 / 动点序号（Output.xlsx 独有）：仅针对双控气缸，用于绑定对应的缩回和伸出物理限位信号（InNo）。 当调用气缸动作 API mDoDiWaitDone 时，软件框架根据此映射自动等待对应的传感器信号，如果超时则自动判断为动作未到位报错。

2.1.4 系统参数配置 (SysPar.xlsx)#

设定整台设备的物理规模限制，用于系统启动时的内存初始化和边界保护。

• 主要参数项：
  • 卡数量：系统中控制卡及模块的总数。
  • 轴数量：设备拥有的轴总数。
  • 输入点数量 / 输出点数量：数字量 I/O 的最大物理数量规格限制。
  • 设置参数数量：参数列表 mParList 的最大容量上限（如 280 个）。
  • 急停编号：急停按钮所接的 InNo 输入引脚索引，系统底层急停监控线程将根据此引脚进行高频读取，一旦触发立即拉停所有轴。

2.1.5 全局参数表 (ParList.xlsx)#

包含用于微调和控制的所有非硬件参数（如微调补偿量、速度、使能复选框开关等）。

• 索引 0至99、150至179 映射为浮点数/字符串形式的用户参数，对应 UserPar 枚举。
• 索引 100至131 映射为功能使能复选框（布尔开关），对应 FuncChk 枚举。

2.2.1 详细映射对应关系#

Excel 与 EnumName.cs 内枚举项的精确映射如下：

2.2.2 硬件配置与枚举修改的手动同步 SOP 流程#

在需要添加或修改系统参数时，请务必执行以下规范流程：

1
[步骤1: 修改 Excel] 在 D:\BZ-Parameter\RBF\ParXlsx 修改对应的配置文件 (如 Input.xlsx)
2
       │
3
       ▼
4
[步骤2: 修改 C# 枚举] 打开 C# 项目，修改 AncillaryProject/ParName/ParName/EnumName.cs 对应枚举项
5
       │
6
       ▼
7
[步骤3: 编译类库] 在 VS 中编译 ParName 项目，生成最新的 ParName.dll，并重新编译主程序以更新项目引用
8
       │
9
       ▼
10
[步骤4: 生成/更新 XML] 系统读取 Excel 元数据并写入 ParInput/ParOutput/ParMachine/ParData/SysPar.xml
11
       │
12
       ▼
13
[步骤5: 重启软件生效] 关闭并重新启动软件，底层 DLL 读取新的 XML 数据，此时软硬件完全对应生效！

2.2.3 多种参数获取方式#

框架提供了 三类 常用的全局参数读取方式，适用于不同的开发场景。

1
// 读取整数参数
2
int maxRetry = mFunction.GetParValue<int>(UserPar.扫码失败次数);
3
// 读取字符串参数
4
string mode = mFunction.GetParValue<string>(UserPar.Machine_runMode);
5
// 读取浮点参数
6
double speed = mFunction.GetParValue<double>(UserPar.RobotSpeed);
7
// 读取 Bool 参数（功能开关）
8
bool safety = mFunction.GetParValue<bool>(FuncChk.Enable_Security_);

1
double robotSpeed = mGlobal.ParDbl(UserPar.RobotSpeed);
2
int delayMs = mGlobal.ParInt(UserPar.电批吸料稳定延时);
3
string modeStr = mGlobal.ParStr(UserPar.Machine_runMode);
4
bool enableScan = mGlobal.FuncCheck(FuncChk.启用扫码);  // Bool 快捷读取

1
// 读取数值
2
double speed = mParList[(short)UserPar.RobotSpeed].DataDbl;
3
// 读取 Bool 状态
4
bool enabled = mParList[(short)FuncChk.Enable_Security_].CheckSts;
5
// 读取上下限信息（用于 UI 限制）
6
double up = mParList[(short)UserPar.RobotSpeed].LimitUp;
7
double down = mParList[(short)UserPar.RobotSpeed].LimitDown;

2.3.1 Excel 参数模板列定义 (ParList.xlsx)#

2.3.2 自动同步生成逻辑 (AutoSetup)#

当在参数维护页面执行“AutoSetup”（自动建库）时，框架会读取 ParList.xlsx，并将每行数据转换为 ParData.xml 中的结构。如果 XML 中已有数据，则会无损重写元数据，并保持原有参数的当前值（<Data>）不变。

1
<!-- ParData.xml 单个参数节点结构示例 -->
2
<mNewPar>
3
  <RemarkCn>右轴取料X补偿</RemarkCn>
4
  <RemarkEn>Right Axis Pick X Offset</RemarkEn>
5
  <Category>右机械手参数</Category>
6
  <LimitUp>5</LimitUp>
7
  <LimitDown>-5</LimitDown>
8
  <Unit>mm</Unit>
9
  <Data>0.125</Data>      <!-- 当前浮点值，代码通过 Data 或 GetParValue 获取 -->
10
  <DataInt>0</DataInt>    <!-- 整型值 -->
11
  <DataStr />             <!-- 字符串值 -->
12
  <CheckSts>false</CheckSts> <!-- 复选框状态，仅在 100+ 索引使能参数中生效 -->
13
  <ChkRemarkCn>备用使能</ChkRemarkCn>
14
</mNewPar>

2.4.1 TabPage 1: 属性网格配置 (PropertyGrid)#

• 绑定控件：由两个 Zcm.PropertyParS 构成：
  • propertyParS2：StartIndex = 0，ParNumber = 50。绑定内存数组 mParList 的 0至49 号参数。
  • propertyParS1：StartIndex = 150，ParNumber = 30。绑定内存数组 mParList 的 150至179 号参数。
• 特性：该控件提供类似于 PropertyGrid 的界面，自动读取 XML 里的参数分类（Category）将参数折叠展示，并提供中文描述（RemarkCn）、单位（Unit）及当前数值（Data）。
• 权限保护：受系统登录机制保护。在未插入读卡器或未通过 Frm_Login 进行管理员/工程师登录时，Panel_ParList.Enabled 设为 false，防止未授权修改。

2.4.2 TabPage 2: 文本框组参数配置#

• 绑定控件：由 7 个 Zcm.UserParS 控件构成（userParS1 到 userParS7），每个控件内部包含 8 个 TextBox 和对应的描述 Label。
• 映射索引：
  • userParS1 (0至7), userParS2 (8至15), userParS3 (16至23), userParS4 (24至31), userParS5 (32至39), userParS6 (40至47), userParS7 (48至55)。
  • 覆盖 0至55 号参数，与 TabPage 1 的前 56 个参数完全对应，但展现形式为 TextBox。

2.4.3 TabPage 4: Check Tab (功能使能复选框页)#

• 绑定控件：由 4 个 Zcm.UserChk 控件构成（userChk1 到 userChk4），每个控件包含 8 个 CheckBox 复选框。
• 映射索引：
  • userChk1 (100至107), userChk2 (108至115), userChk3 (116至123), userChk4 (124至131)。
  • 代表布尔开关，在程序中通过 mParList[Index].CheckSts 读取状态（true/false），对应 FuncChk 枚举。

2.7.1 扫码功能屏蔽 (启用扫码 索引 100)#

在入料扫码站中，若未勾选此功能，则不触发扫码指令，程序自动跳过等待结果状态。

1
case (int)步序.等到位信号:
2
    if (mGlobal.ReadDi_Bool(InNo.流线1到位信号))
3
    {
4
        if (mGlobal.FuncCheck(FuncChk.启用扫码)) // 或 mParList[(int)FuncChk.启用扫码].CheckSts
5
        {
6
            SetStep(ref StaInfo, (int)步序.电机停扫码, true); // 正常走扫码流程
7
        }
8
        else
9
        {
10
            AddLog("扫码使能关闭，跳过扫码，直接进入放行准备", LogsType.Auto, 20, true);
11
            SetStep(ref StaInfo, (int)步序.关光源, true); // 跳步
12
        }
13
    }
14
    break;

2.7.2 机械手关闭屏蔽 (屏蔽左轴 / 屏蔽右轴)#

在机械手基类的 AutoRun() 起始位置进行拦截。若被屏蔽（如 mGlobal.FuncCheck(FuncChk.屏蔽左轴)），则将所有输出复位，当检测到工作启动交互信号后，立刻返回工作完成标志，既不发生任何物理运动，也不阻塞流水线生产。

1
public override void AutoRun()
2
{
3
    if (是否屏蔽) // 从 mGlobal.FuncCheck(FuncChk.屏蔽左轴) 或 FuncChk.屏蔽右轴 获取
4
    {
5
        // 1. 安全复位所有物理 DO 输出
6
        mGlobal.mDoReset(CCD光源触发信号);
7
        mGlobal.mDoReset(电批吸真空信号);
8
        mGlobal.mDoReset(电批破真空信号);
9
        mGlobal.mDoReset(电批启动信号);
10

11
        // 2. 检测到握手信号时，直接模拟完成，不执行动作
12
        if (GetTasksInteraction(启动触发标志, false) == true)
13
        {
14
            AddLog("机械手已屏蔽，跳过拧紧流程，直接发送完成标志", LogsType.Auto, StaInfo.StepIdx, true);
15
            SetTasksInteractionTrue(完成标志); // 提前置位工作完成
16
        }
17
        SetStep(ref StaInfo, (int)步序.等待启动信号, false);
18
        return;
19
    }
20
    // ... 正常流程 ...
21
}

2.7.3 相机跳步逻辑 (启用左轴相机 / 启用右轴相机 - 启用相机功能)#

用于屏蔽视觉定位，直接以零偏差移至打螺丝点。

1
case (int)步序.等待启动信号:
2
    if (GetTasksInteraction(启动触发标志, false) == true)
3
    {
4
        if (是否启用相机) // 由 mGlobal.FuncCheck(FuncChk.启用左轴相机) 状态控制
5
        {
6
            SetStep(ref StaInfo, (int)步序.移至拍照位置, true);
7
        }
8
        else
9
        {
10
            AddLog("相机功能被关闭，跳过拍照，直接使用0偏差移至工作点", LogsType.Auto, 12, true);
11
            纠偏X = 0 + 补偿X;
12
            纠偏Y = 0 + 补偿Y;
13
            纠偏R = 补偿R;
14
            SetStep(ref StaInfo, (int)步序.移动至电批工作点, true); // 直接去执行拧螺丝
15
        }
16
    }
17
    break;

2.8.1 I/O 读写 5 层架构拆解#

1. 第 1 层：C# 逻辑代码层 开发人员在工站中无需关心引脚接在哪个物理端子排上，直接使用强类型枚举调用：

   • 读取输入 (DI)：mGlobal.ReadDi_Bool(InNo.流线1到位信号)
   • 写入输出 (DO)：mGlobal.mDoSet(OutNo.流线1阻挡气缸)（高电平/伸出）、mGlobal.mDoReset(...)（低电平/缩回）

2. 第 2 层：软硬件映射转换层 (ParInput.xml / ParOutput.xml) 系统在启动时读取 XML 配置文件到 mFunction.m_Input[] 内存结构中。每一个逻辑索引对应唯一的物理卡号、引脚号及常开/常闭极性：

   1
   <!-- ParInput.xml 映射节点结构示例 -->
   2
   <mInput>
   3
     <Index>74</Index>          <!-- 对应 InNo.流线1到位信号 = 74 -->
   4
     <CardNum>1</CardNum>        <!-- 映射到第 1 张控制卡/扩展板卡 -->
   5
     <PinNum>8</PinNum>          <!-- 板卡上的物理 Pin 8 引脚 -->
   6
     <IsInverse>0</IsInverse>    <!-- 取反标志：0=常开(NO)，1=常闭(NC) -->
   7
     <RemarkCn>流线1到位信号</RemarkCn>
   8
   </mInput>
   

3. 第 3 层：C# P/Invoke 跨语言驱动调用 控制卡厂商（如固高 GTS/GTN）提供用 C/C++ 编写的原生驱动动态库 gtn.dll。C# 通过 P/Invoke ([DllImport]) 特性引入底层函数，将托管调用传递给非托管 C++ 库：

   1
   public static class GenFunction
   2
   {
   3
       // 引入厂商原生 DLL API
   4
       [DllImport("gtn.dll", EntryPoint = "GTN_GetDiPin", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
   5
       public static extern short GTN_GetDiPin(short cardNum, short pinNum, out int pValue);
   6
   
   7
       [DllImport("gtn.dll", EntryPoint = "GTN_SetDoBit", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
   8
       public static extern short GTN_SetDoBit(short cardNum, short doType, short pinNum, short value);
   9
   }
   

4. 第 4 层：MotionDll API 逻辑取反与仿真断路 MotionDll.ReadDi() 接收到逻辑索引后，查表获取物理卡号和引脚，调用厂商 GTN_GetDiPin 读取硬件寄存器状态，并结合 IsInverse 进行软逻辑翻转：

   1
   public static int ReadDi(short index)
   2
   {
   3
       if (VirtualMode) return 1; // 脱机仿真拦截：直接返回 1
   4
       var io = m_Input[index];
   5
       GenFunction.GTN_GetDiPin((short)io.CardNum, (short)io.PinNum, out int rawBit);
   6
       return (io.IsInverse == 1) ? (rawBit == 0 ? 1 : 0) : rawBit;
   7
   }
   

5. 第 5 层：硬件物理与电路层（光耦隔离防烧毁）

   • 24V 电气隔离防护：板卡内部设计有光耦隔离芯片（如 PC817）。工业现场传感器（24V）触发时电流流过光耦内部 LED 发光，内部光敏三极管受光导通输出 3.3V 弱电信号。光电转换实现了 2500V 物理电气隔离，彻底防止现场强电、静电烧毁控制卡及电脑主板。
   • RC 滤波防抖：通过电阻电容滤波电路平滑滤除机械开关触点闭合瞬间产生的几十微秒抖动毛刺。
   • FPGA 引脚锁存：稳定电平接入板载 FPGA/DSP 芯片的 GPIO 引脚，内部 D 触发器将状态锁存在输入寄存器 Bit 位中。
   • PCIe 总线映射：板卡 PCIe 接口通过 MMIO (Memory-Mapped I/O) 将 FPGA 寄存器直接映射到工控机物理 RAM 中，供 CPU 驱动读写。

2.9.1 5 大运行模式定义#

2.9.2 模式的三层配合控制原理#

框架并非单纯依赖某一处代码，而是通过 3 个层次 的配合实现模式控制：

1. 业务状态机层 (Task 级 if 拦截) 工站 Task 在 AutoRun() 中通过 if (mGlobal.xxx) 进行条件判断，控制步序跳转或模拟注入假条码（例如空跑模式下生成 VIRTUAL_SN_8888 传入 ConveyorData）。

2. 硬件抽象层 (MotionDll 底层 API 断路) 当系统设置为脱机模式时，Setup_Load.cs 会将 MotionDll.VirtualMode 设为 true。底层所有的 MotionAbsMoveAndDone、ZSPD 到位检测和 ReadDi 内部第一行均为：

   1
   if (MotionDll.VirtualMode) return true;
   

   无需上层 Task 编写繁琐的条件判断，底层 API 自动瞬间返回 true，防止无硬件时超时死锁。

3. 传送带框架层 (nConveyor / A0.Conveyors.cs 旁路) 在 FlowLineMode 模式下，传送带框架直接跳过工站业务处理（CustStatus == "WAITING_FOR_ASSEMBLY"），滚筒电机保持旋转，阻挡气缸不上升，载具直接快速穿过。

2.9.3 载具数据模型与状态流动 (ConveyorData)#

内存中 mFunction.ConveyorData[lineId] 为每个工位段维护着载具状态：

• ProdPres：载具存在状态（"HAS" / "无"）。
• CustStatus：工站间握手状态（"WAITING_FOR_ASSEMBLY" $\rightarrow$ "WORKING" $\rightarrow$ "ASSEMBLY_COMPLETED" $\rightarrow$ ""）。
• 跨站传递 Data_Change：载具移动时，A0.Conveyors.cs 自动将前站的条码与测试数据复制给后站的 ConveyorData[NextID]，确保数据流与物理载具同步流转。