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[工业互联-19]：如何在QT中增加SOEM主站

2023-10-29

目录

第1章 基本步骤

第2章 详细步骤

2.1.QT安装

2.2.VS安装

2.3.Win10 Debuggers

2.4.QT配置

2.5. SOEM移植

（１）lib库生成

（2）文件移植: 文件整理

第1章 基本步骤

要在QT中添加SOEM主站功能，您需要完成以下步骤：

  1. 下载SOEM库：从SOEM的官方网站（https://github.com/OpenEtherCATsociety/SOEM）下载SOEM库的源代码。

  2. 编译SOEM库：根据您使用的操作系统和编译器，使用CMake或其他适当的构建工具编译SOEM库。

  3. 创建一个QT项目：在QT中创建一个新的项目或打开现有的项目。

  4. 添加SOEM库：将编译得到的SOEM库的头文件(.h)和库文件(.lib/.a)拷贝到您的QT项目中。

  5. 在QT项目中配置SOEM：在您的QT项目中，打开.pro文件（项目文件），将SOEM库的头文件路径和库文件路径添加到INCLUDEPATH和LIBS中。例如：

INCLUDEPATH += /path/to/soem/include
LIBS += -L/path/to/soem/lib -lsoem

  1. 在代码中使用SOEM：在您的QT项目中的代码文件中，包含SOEM的头文件，并使用SOEM提供的功能和API来初始化主站、配置网络、进行数据通信等操作。您可以参考SOEM的文档和示例代码来理解如何使用SOEM库。

  2. 构建和运行QT项目：使用QT的构建工具进行项目构建，并运行生成的可执行文件测试您的SOEM主站应用程序。

请注意：

添加SOEM主站功能并在QT中使用它需要您对SOEM库和EtherCAT协议有一定的了解。

在开始之前，建议先熟悉SOEM库的文档和示例，以及EtherCAT网络和通信协议的基本概念。

这将有助于您更好地集成SOEM主站功能到您的QT项目中。

第2章 详细步骤

2.1.QT安装

QT安装十分简单，因为我这个是离线版本，所以电脑不联网安装的时候不需要登陆账号。在这里需要选择MSVC编译器，后面工程编译需要使用MSVC，MinGW不行。其他的模块看你需要，我后面可能需要画波形图，所以勾选了QT Charts模块。

2.2.VS安装

VS安装也很简单，只需要选择C++模块就行了。VS这个主要是提供两个功能，一个是编译SOEM代码生成lib文件供QT调用，另一个就是提供MSVC编译器。

2.3.Win10 Debuggers

上一步在安装VS的时候已经勾选了Win10 SDK,但是安装完之后，在QT中识别不到 Debuggers，所以需要安装一下WIn10SDK。这里安装的时候只需要勾选Debugging Tools for Windows就好了。

2.4.QT配置

软件安装完成之后，打开QT，将QT会自动检测到编译器和Debuggers如上图所示。

2.5. SOEM移植

（１）lib库生成

打开VS2017的终端，通过终端进入到SOEM源码的文件加下面，在文件夹下面输入以下指令就好了，编译完成后，可以看到在build文件夹中生成了soem.lib文件。

mkdir build

cd build

cmake .. -G "NMake Makefiles"

nmake

在build文件夹下面也生成了windows中的测试程序，路径在build\test\linux下，一下就是我在中端中测试的结果，测试了slaveinfo.exe和simple_test.exe两个指令

F:\source\SOEM-master\build\test\linux\slaveinfo>slaveinfo.exe

SOEM (Simple Open EtherCAT Master)

Slaveinfo

Usage: slaveinfo ifname [options]

ifname = eth0 for example

Options :

 -sdo : print SDO info

 -map : print mapping

Available adapters

Description : Microsoft, Device to use for wpcap: \Device\NPF_{AC02A084-A1B6-47F5-BF5D-45E3B31DA4DB}

Description : Microsoft, Device to use for wpcap: \Device\NPF_{5C6F0220-964E-460F-9F00-0BCE757CA244}

Description : Realtek PCIe GbE Family Controller, Device to use for wpcap: \Device\NPF_{554640BB-2AEE-4E52-A972-FFFBD6BE41D0}

End program

F:\source\SOEM-master\build\test\linux\simple_test>simple_test.exe \Device\NPF_{554640BB-2AEE-4E52-A972-FFFBD6BE41D0}

SOEM (Simple Open EtherCAT Master)

Simple test

Starting simple test

ec_init on \Device\NPF_{554640BB-2AEE-4E52-A972-FFFBD6BE41D0} succeeded.

1 slaves found and configured.

Slaves mapped, state to SAFE_OP.

segments : 1 : 29 0 0 0

Request operational state for all slaves

Calculated workcounter 3

Operational state reached for all slaves.

Processdata cycle 1159, WKC 3 , O: 00 00 00 00 00 00 00 00 I: 00 00 00 00 00 00 00 00 T:734597119552360960

ERROR : slave 1 is in SAFE_OP + ERROR, attempting ack.

Processdata cycle 1162, WKC 3 , O: 00 00 00 00 00 00 00 00 I: 00 00 00 00 00 00 00 00 T:734597123992783400

WARNING : slave 1 is in SAFE_OP, change to OPERATIONAL.

Processdata cycle 1164, WKC 3 , O: 00 00 00 00 00 00 00 00 I: 00 00 00 00 00 00 00 00 T:734597124006343840

OK : all slaves resumed OPERATIONAL.

^Cocessdata cycle 1379, WKC 3 , O: 00 00 00 00 00 00 00 00 I: 00 00 00 00 00 00 00 00 T:734597125666392921

（2）文件移植: 文件整理

这一步可以不做，可以直接将编译过的soem源码文件夹复制到QT工程下面，然后向工程里添加头文件和库文件。我是为了让整个工程更加清晰，所以才做的。

新建一个QT工程，在QT工程下面新建一个soem文件夹，用来存放soem的头文件和lib。

我这里又在soem文件夹下面新建了两个文件夹，一个soem_h存储头文件，一个soem_lib存储lib文件。还有一个wpcap文件夹，不是我创建的，是我从SOEM-master\oshw\win32下面拷贝的。这个文件夹下面所有的头文件和lib文件也需要加入到QT工程里面。接下来就是向soem_h和soem_lib文件夹中拷贝文件了。

  1. 拷贝build文件夹中生成的soem.lib文件到soem_lib文件夹
  2. 拷贝SOEM源码文件夹中soem下的头文件到soem_h文件夹
  3. 拷贝SOEM源码文件夹中oshw\win32下的头文件到soem_h文件夹，wpcap已经拷贝过了，不需要再拷贝了。
  4. 拷贝SOEM源码文件夹中osal\win32下的头文件到soem_h文件夹，还有一个osal文件夹下的osal.h头文件也需要拷贝

（3)  文件移植:  添加文件至QT工程

soem += $$PWD/soem

INCLUDEPATH += \

    $${soem}/soem_h\

    $${soem}/wpcap/Include \

    $${soem}/wpcap/Include/pcap\

LIBS += \

    $${soem}/soem_lib/soem.lib    \

    $${soem}/soem_lib/wpcap/Lib/x64/Packet.lib    \

    $${seom}/soem_lib/wpcap/Lib/x64/wpcap.lib     \

    $${soem}/soem_lib/wpcap/Lib/Packet.lib        \

    $${soem}/soem_lib/wpcap/Lib/wpcap.lib \

在工程的pro文件中加入如上语句，将lib库和头文件加入工程中。添加方式有多种看个人喜好。编写一个简单的测试程序，编译发现报了许多错误。

CC:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2017\Community\VC\Tools\MSVC\14.16.27023\include\ratio(73): error C2065: “INTMAX_MAX”: 未声明的标识符

:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2017\Community\VC\Tools\MSVC\14.16.27023\include\ratio(73): error C2065: “INTMAX_MAX”: 未声明的标识符

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2017\Community\VC\Tools\MSVC\14.16.27023\include\ratio(75): note: 参见对正在编译的 类 模板 实例化 "std::_Safe_add<_Ax,_Bx>" 的引用

在pro文件中加入：

DEFINES +=__STDC_LIMIT_MACROS

编译后报错

:-1: error: LNK1104: 无法打开文件“\wpcap\Lib\x64\wpcap.lib”

不太理解，别的库都没问题，就它不行，我把这句话注释掉了，通过右键->添加库的方式把这个库添加了一下。

编译后报错：

soem.lib(osal.c.obj):-1: error: LNK2019: 无法解析的外部符号 __imp_timeBeginPeriod，该符号在函数 osal_getrelativetime 中被引用

这还是缺少库，在main函数中添加

#pragma comment( lib, "Winmm" )

#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

编译后，这次没有问题了。

最终的pro文件所添加的东西如下：

soem += $$PWD/soem

INCLUDEPATH += \

    $${soem}/soem_h\

    $${soem}/wpcap/Include \

    $${soem}/wpcap/Include/pcap\

LIBS += \

    $${soem}/soem_lib/soem.lib    \

    $${soem}/wpcap/Lib/x64/Packet.lib    \

#    $${seom}/wpcap/Lib/x64/wpcap.lib     \

    $${soem}/wpcap/Lib/Packet.lib        \

    $${soem}/wpcap/Lib/wpcap.lib

DEFINES +=__STDC_LIMIT_MACROS

win32: LIBS += -L$$PWD/soem/wpcap/Lib/x64/ -lwpcap

win32:!win32-g++: PRE_TARGETDEPS += $$PWD/soem/wpcap/Lib/x64/wpcap.lib

（3）测试

编写了一个简单的测试代码，可以看到软件检测到了网卡，并成功将从站配置为OP状态。

测试代码链接https://github.com/IJustLoveMyself/csdn-example/tree/main/example3

第3章 SOEM编程

SOEM（Simple Open EtherCAT Master）提供了一组API（应用程序编程接口），用于开发基于EtherCAT的主站应用程序。

以下是SOEM库中一些常用的API函数：

  1. ec_init：
    该函数用于初始化EtherCAT主站。它初始化内部数据结构、打开EtherCAT适配器并初始化EtherCAT通信。

  2. ec_config_init：
    该函数用于初始化EtherCAT网络的配置。它设置EtherCAT网络的物理连接和从站设备的配置参数。

  3. ec_config_map：
    该函数用于指定EtherCAT通信数据的映射。它定义主站应用程序与从站之间的数据交换方式。

  4. ec_slave→state：
    该函数用于读取特定从站的状态（如PREOP、SAFEOP、OP等）。

  5. ec_slave→outputs：
    该函数用于读取或设置特定从站的输出数据。它可以用于向从站发送控制命令或设置从站的输出状态。

  6. ec_slave→inputs：
    该函数用于读取特定从站的输入数据。它可以用于获取从站传输的实际数据或反馈状态。

  7. ec_send_processdata：
    该函数用于发送主站的过程数据（Process Data）到从站。它将主站的输出数据发送到从站。

  8. ec_receive_processdata：
    该函数用于接收从站的过程数据。它读取从站的输入数据或状态反馈。

  9. ec_writestate：
    该函数用于将从站设置为指定的状态（如PREOP、SAFEOP、OP等）。

  10. ec_close：
    该函数用于关闭EtherCAT主站，释放资源并关闭与EtherCAT适配器的连接。

这些仅是SOEM库中部分常用的API函数示例。在实际开发中，您可以根据需求和网络配置使用其他API函数。为了深入了解SOEM库的API和使用方法，建议查阅SOEM的文档和示例代码。

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