LXM28多圈位置溢出功能（néng）塊的編（biān）程與現場調試（shì）（一）

發布日期：2022-11-25 11:19:22 來源：行業動態瀏覽量：次

本文來源（yuán）於：施家邦（bāng）工控邦

本文通（tōng）過LXM28多圈電機位置溢（yì）出補償功能塊在M262和LMC078兩個伺服控製係統中不同的編程應用（yòng），展示了施耐德ESME和SoMachine全集成自動化編程（chéng）軟件平台的高性能，這兩款軟件在完美的支（zhī）持了OEM PLC和Motion等設備（bèi）的同（tóng）時，還是一款能夠提供最佳解決方案的軟件，可用於開發、配置和調試機器控製器。

01.LXM28多圈電（diàn）機的優勢

LXM28伺服電（diàn）機的編碼器（qì）按圈數類型（xíng）分（fèn）為單圈和多圈兩種，其中，28S多（duō）圈（quān）電機通過電池可以在伺服斷電再上電後，保持住斷電前的位置，在一些不方便安裝原點開關的複雜的機械設備上，使用多圈伺服（fú）電機可以（yǐ）避免必須通過原點開關進行尋原點。另外，在一些（xiē）因為（wéi）特殊機械結構而導致尋一次原點需要很長時間的應用場合，多圈（quān）電機因為不用上電每次都尋原在從而提高了效率。

02.LXM28多圈位置溢出（chū）的分析

多圈伺服電機隻向一個方向旋轉時，因為伺服位置的值是32位的，範圍為-2,147,483,648到2,147,483,647，電機旋轉的圈數經過一（yī）定時間的累積，伺服電機的編碼器位置值就會發生溢出。

03.多圈伺服電機位置發生溢出後再次上電電機位（wèi）置不能保持的原因

LXM28S多（duō）圈伺服電機位置發（fā）生溢出後，PLC的程序會自（zì）動（dòng）處理這種溢出，這樣，在不斷電源的情況下，PLC內部的浮點數形式的位置值在伺服（fú）電機的編碼器位置值（zhí）發生溢出時也一直是正確的，但是如果將設備停機後斷電再次（cì）上電，就有可能發生斷電前的伺服電機的位置值和上電後位置值對應（yīng）不起來的情況。

也就是說再次上電電機位（wèi）置不能保持的原因是因為PLC斷電再重新上電後沒有對LXM28S的軸位（wèi）置的溢出進行補償導致的。

當電機往一個方向轉動的圈數（shù）足夠大時，編（biān）碼器反饋的位置值將超過 DINT 的限製。溢出是發生在位置（zhì） 2,147,483,647跳變到-2,147,483,648（正向），或者-2,147,483,648到2,147,483,647（反向）。

對於模數軸來說，伺服的（de）位置值有一個變化周期，變化範圍：0~模值設定值。

例如：LXM28S的模值設置（zhì）為120，軸配置的齒輪比後對（duì）應的每圈位置的是340用戶單位，齒輪箱的減速比分子GearIn為10，分母GearOut為1 ，如圖1所示。

圖 1 28S軸（zhóu）的配置

在伺服電機的位置溢出（chū）一（yī）次後，斷電前的軸（zhóu）位置(軸名稱（chēng）.lrPosition)為43.6，如果不做（zuò）補償，上電後（hòu）的位置將在83.6左右，這樣，PLC上電後的位（wèi）置值和斷電前（qián）的位置產生偏差，上電後PLC的浮點數的位置值和（hé）機械位置直接發生了（le）移動，如果不（bú）做（zuò）修正，機器的生產將因此而中（zhōng）斷。

04.LXM28S多圈位置溢出（chū）時（shí）補償值公式

我們需要根據多（duō）圈編碼（mǎ）器的溢出次數和軸（zhóu）機械相關（guān）的參數設置，包括減（jiǎn）速機的減（jiǎn）速比、電機每圈旋轉時對應的用戶單位，將補償值計算出來，在伺（sì）服斷電再上電後（hòu），從而實現在伺服電機沒有移動的情況下，斷電前後PLC的位置相同。

例：電機每（měi）圈旋轉時對應的用戶（hù）單（dān）位PositionResolution等於340，減速機的GearIn等於 1，減（jiǎn）速機的GearOut等於10，則LXM28S伺服電機每圈走過的距離是340.0*10/1，而28伺服電機每圈的脈（mò）衝（chōng）數在PLC中固定為131072，伺服位置變動範圍是：-2,147,483,648到2,147,483,647，即-16384圈*131072~16384圈*131072-1，也就是（shì）每次發生一次溢出需要補（bǔ）償32768圈對應（yīng）的用戶單位，考慮溢出次數（shù），我們得到補償值的計算公式如下：

其中：

GearIn 和GearOut：是齒輪箱的減速比的分子和分母；

PositionResolution：為（wéi）伺（sì）服電（diàn）機旋轉一圈對應位置值；

ModuloValue：模值；

MOD：將補償值轉換為模數軸位置值的示意（yì）符（fú）號。

05.多（duō）圈位置移動溢出位置補償的三種方法

通過選擇固（gù）定的減（jiǎn）速比和模數（shù）值解決溢出問題

由補償值的計算公式可知，在一些特殊的條件下，可以不需要做（zuò）補償，例如，恰當的選擇減速比，即減速機選型時，將減速比固定（dìng）為2的n 次方，即4，8，16..，這樣32768除減速比就可以除盡（jìn），同時選擇合適的模（mó）數值，使每圈對應位置工程量PositionResolution是模值ModuloValued 整數（shù）倍，例如將每圈對（duì）應位置工程量和模數值都（dōu）設為360，這樣（yàng）補償值就始終為（wéi）零。

這種方法可靠（kào）性最好，不需要在（zài）PLC中對溢出編寫程序進行修正，但是在實際工程項目（mù）中選擇減速箱的減速比為（wéi）2的n次方往（wǎng）往因為機械速度、解決方案替（tì）換等（děng）的限製而變（biàn）的不可行，模數值的選擇如果加上（shàng）限製，在設計（jì）凸輪曲線時也會有很多不便之處。

通過（guò）驅動（dòng）器的內部功能進行補償

通過伺（sì）服驅動器的內部功能，功能類（lèi）似LXM32係列的Modulo功能，是將伺服本身32位變動範圍的位置值生成一個新的坐標係和新的位（wèi）置值），使得新的回（huí）授位置不會產生溢出，而是保（bǎo）持一個範圍內的數（shù）據變化。Modulo軸的工作示意圖如圖2所示。當設置Modulo的（de）設置值後，驅動器的位置變動範圍將變成0~3600.