本（běn）文來源於：施家邦 工控邦
07.LMC078伺服（fú）控製係（xì）統中的LXM28S多圈位置溢出功能塊
LMC078控製係統（tǒng）與M262PLC係統中（zhōng）的LXM28S多圈（quān）位置溢出功能塊的編程思路有所不同，采用了兩個功能塊（kuài）來（lái）實現多圈編碼器（qì）在溢出後進行位（wèi）置（zhì）補償，第一（yī）個是codesys提供的功能塊SMC3_PersistPositionSingleturn，第二個是編製了一個新的功能塊FB_OverFlowPositionRetore，這個功能塊用於位置恢複前的雙重驗證。
(1)LMC078伺服控製係統中的工作過程
SERCOS通信工作正常後，LMC078將LXM28S伺服編碼器位置值翻（fān）譯成以浮點數形式的軸的（de）位置值時會出現問題，它不像M262那（nà）樣翻譯成（chéng）一個固定（dìng）的值，所以（yǐ），筆者采用了另外的編程思路，新創建的功能塊FB_OverFlowPositionRetore先記錄斷電前的伺服編碼器位置和LMC078中的（de）軸位置，上電後記錄伺服LXM28S的伺服位（wèi）置，得到伺服軸位置的變化量，同（tóng）時檢查（chá）在機器斷電期間（jiān）是否發生了（le）新的溢出，將位置變化（huà）值和溢出根據機（jī）械參數計算出總的位置（zhì）補償值，當LXM28S伺服使能後，伺服軸處於靜止的情況下，與SMC3_PersistPositionSingleturn功能塊比較，偏差值（zhí）小於一個很小的門（mén）檻值後，SMC3_PersistPositionSingleturn功能塊的位置補償值（zhí）才被認為是正（zhèng）確的，如果大於這個門檻值，則輸出報警，這樣就（jiù）保證了上電（diàn）後LMC078中LXM28的軸位置值與機械位置保持正確的對（duì）應關係。
(2)SMC3_PersistPositionSingleturn功能塊說明
Codesys中對SMC3_PersistPositionSingleturn功能（néng）塊（kuài）的說明，如圖7所示。
SMC3_PersistPositionSingleturn功能塊的位置補償是在LXM28通信正常後，伺服軸無使能（néng）條件下自動進行補償（cháng）的，如果補償（cháng）時電機軸發生了（le）移動，會導致位置補償（cháng）精（jīng）度降低（dī），甚至出現位置錯誤的情況。
圖7 SMC3_PersistPositionSingleturn功能塊的說明
(3)SMC3_PersistPositionSingleturn添加過程
在SoMachine軟件中 創建一個POU，在【輸入助手】中輸入SMC3_PersistPositionSingleturn，如（rú）圖（tú）8所示。
圖8 創建SMC3_PersistPositionSingleturn功能塊
Axis管腳輸入（rù）要保持位置的軸名稱，PersistentData管腳輸入在PersistentVars創建的用於保持軸位置的變（biàn）量名，bEnable管腳設為true，usiNumberOfAbsoluteBits管腳輸入32，完成後程序如圖9所示。
圖9 SMC3_PersistPositionSingleturn功能塊
在PersistentVars創建（jiàn）的（de）用於保持軸位置變量名，如圖10所示。
圖10 在（zài）PersistentVars創建斷電保持變量
最後在Motion task中調用persisPositionAxis的POU，完成編程。
(5)FB_OverFlowPositionRetore的管腳
LMC078伺服（fú）控製器（qì）中，溢出（chū）位（wèi）置補償功能塊FB_OverFlowPositionRetore的管腳定義（yì），如圖11所示。
圖（tú）11 管腳定義
(6)FB_OverFlowPositionRetore補償量的計算和編程
程序根據正轉和反轉兩種情況，同時考慮溢出，以電機的旋轉方向一直是正轉為（wéi）例，沒有溢（yì）出時（shí）位置偏差等於當前位置反饋值減去斷電前的位置。
如果正向溢出，則用2147483647減去（qù）斷（duàn）電前位置值（zhí），再加上（shàng）當（dāng）前位置（zhì）值減去（qù）-2147483648，再使（shǐ）用機械（xiè）參數計算出位置偏差。
如果發（fā）生反向溢出（chū），使用斷電前的位置值減去-2147483648，再加上2147483647減（jiǎn）去當前使（shǐ）能的（de）位置值，調（diào）整符號後，再使用機械參（cān）數計算（suàn）出位置偏（piān）差。
當電機的旋轉方向一直是反轉時，計算位置偏差值的方法與此類似，不再贅述，FB_OverFlowPositionRetore的程序和注釋，如圖12所示。
圖12 FB_OverFlowPositionRetore的程序和注釋
使用功能塊補（bǔ）償後，軸位置值在發生溢出後是可以正常保持的，值（zhí）得注意的是A3軸的（de）模值是120，所以0.00113到119.896跳（tiào）動是正常的。HMI顯示的上電前（qián）的軸的位置值，如圖（tú）13所示。
圖13 上電前的軸的位置值（zhí）
HMI顯示的上電後的軸（zhóu）的位置（zhì）值，如圖14所示。
圖14 加入功能塊後斷電前後即使溢（yì）出位置依然保持
08.總 結
本文（wén）從提出問題、分析原因、到解決思（sī）路、方案論證、計算公式、伺服驅動器的調試和參數設置等諸多方麵，詳細說明了創建（jiàn）客戶專屬的（de）POU功能塊的設計方法、程序（xù）編製和管腳定義。掌握了這兩種LXM28S多圈電機位置溢（yì）出補償功能塊的原理之後（hòu），大家就可以參照此功能塊（kuài）的編程思路在不同（tóng）的網絡或（huò）平台（tái）中進行調用和移植，例如LMC058的CANMotion和PacDrive3平台。
LXM28S多圈電機位置溢出補償功能塊，在張江研發實驗室經過一個多月的測試後，又在多個客戶的現場進（jìn）行了實驗（yàn），其中（zhōng），江蘇常州客戶現場就運行了四個多月，證明了這個功能塊的開發是成功而且是（shì）十分有效的（de），讀者可以將這（zhè）個FB功能塊程序中的軸配（pèi）置的模（mó）值、每圈脈衝（chōng）數、減速比的分（fèn）子和分母，通（tōng）過ifscaling.Scaling的成員變量來獲取，伺服軸的圈數等（děng）信息也可以全部在（zài）功能塊內完成，這樣功能塊的接口變量（liàng）就會顯得簡潔。筆者保（bǎo）留了這些變量（liàng）是（shì）為了方便大家跨平台（tái）進（jìn）行程（chéng）序的（de）移植，在（zài）倍福+LXM28E的（de）伺服控製係統中，使用此功能（néng）塊的（de）編程思路在東南區的客戶現場進行編（biān）程和調試，高效而實用（yòng）。
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