本文來源於：施家邦 工控邦
07.LMC078伺服控（kòng）製係統中的LXM28S多圈位置溢出功能塊
LMC078控製係統與M262PLC係統中的LXM28S多圈位置溢出功能塊的（de）編（biān）程思路有所不（bú）同，采用了兩個功能塊來實現多圈編碼器在溢出後進行位置（zhì）補償，第一個是codesys提供的功能塊SMC3_PersistPositionSingleturn，第二個是編製了一個新的（de）功能塊FB_OverFlowPositionRetore，這個功能塊用（yòng）於位置恢複前的雙重驗證。
(1)LMC078伺服（fú）控製係（xì）統中的工作過（guò）程
SERCOS通信工作正常（cháng）後，LMC078將（jiāng）LXM28S伺服編碼器位置值翻譯成以浮點數形式的軸的位置值時會出現問（wèn）題，它不像M262那樣（yàng）翻譯成一個固定的（de）值，所以，筆者采用了另外的編程思路，新創建的（de）功能塊FB_OverFlowPositionRetore先記（jì）錄斷電前的伺服編碼器位置和LMC078中的軸位置，上電後記錄伺服LXM28S的伺服位置，得到伺服軸位置的變化量，同時（shí）檢查（chá）在機器斷電期間是否發生了新的溢出，將位置變化值和溢出根據機械參數計算出總的（de）位置補償值，當LXM28S伺服使能後，伺服（fú）軸處於靜止的情況下，與SMC3_PersistPositionSingleturn功能（néng）塊比較，偏差值小於一個很小的門檻值後，SMC3_PersistPositionSingleturn功能塊的位置（zhì）補償值才被認為是正確的，如（rú）果大於這個（gè）門檻值，則輸出（chū）報警，這樣就保證了上電後LMC078中LXM28的軸位置值與（yǔ）機（jī）械（xiè）位置保（bǎo）持正確的對應關係。
(2)SMC3_PersistPositionSingleturn功能塊說明
Codesys中對SMC3_PersistPositionSingleturn功能塊的說明，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（tiáo）件下自（zì）動進行（háng）補（bǔ）償的（de），如果補償時電機軸發生了移動，會導致位（wèi）置補（bǔ）償精度降低，甚至出現位置錯誤的（de）情況（kuàng）。
圖7 SMC3_PersistPositionSingleturn功能塊的說明
(3)SMC3_PersistPositionSingleturn添加（jiā）過程
在SoMachine軟件（jiàn）中 創建一個POU，在【輸入助手】中輸入SMC3_PersistPositionSingleturn，如圖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（de）變量名，bEnable管腳（jiǎo）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（kuài）
在PersistentVars創建的用於保持（chí）軸位置變量名，如（rú）圖10所示。
圖10 在PersistentVars創建斷電保持變量
最後在Motion task中調用persisPositionAxis的POU，完成編（biān）程。
(5)FB_OverFlowPositionRetore的（de）管腳
LMC078伺服控製器中，溢出位置補償功（gōng）能（néng）塊FB_OverFlowPositionRetore的管（guǎn）腳定義，如圖11所示。
圖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（liǎng）種情況，同時考慮溢出，以電機的旋轉方向一直是正轉為例，沒有溢出時位置（zhì）偏差等於當前位置反饋值減去斷電前（qián）的位置。
如果正向溢出，則用2147483647減去斷電前位置值，再加上當前位置（zhì）值減去-2147483648，再使用機械參數計算出（chū）位置偏差。
如（rú）果發生（shēng）反向溢出，使用斷電前的位置值減（jiǎn）去-2147483648，再加上2147483647減去當前使能的位置值，調整符（fú）號後，再使用機械參數計算出（chū）位置偏差。
當（dāng）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（sì），不（bú）再贅述，FB_OverFlowPositionRetore的程序和注釋，如圖（tú）12所示。
圖12 FB_OverFlowPositionRetore的程序和注釋
使用功能塊補償後，軸位置值在發生溢出（chū）後（hòu）是可以正常（cháng）保持的，值得注意的是A3軸的模值是120，所以（yǐ）0.00113到119.896跳動（dòng）是正常的。HMI顯示的上電前的軸的位置（zhì）值，如圖13所示。
圖13 上電前的軸的位置值
HMI顯示的（de）上（shàng）電後的軸的位置（zhì）值，如圖14所示。
圖14 加入功能塊後斷電前後即使溢出位置依然保持
08.總 結
本文從提出問題、分析原因、到解決思路、方案論證（zhèng）、計算（suàn）公式、伺服驅動（dòng）器的調試和參數設置等諸多方麵，詳細（xì）說明了創建客戶專屬的POU功能塊的設計（jì）方法、程序編製和管腳定（dìng）義。掌握了這兩種LXM28S多圈電機位置溢出補償功能塊的原理之後（hòu），大家就可以參照此功能塊的編（biān）程思路在不同的網絡（luò）或平台中進行調用和移植，例如LMC058的CANMotion和PacDrive3平（píng）台。
LXM28S多圈電機位置溢出補償功能塊，在張（zhāng）江（jiāng）研發實驗室經過一個多月的測試後，又在多個（gè）客戶的現（xiàn）場進行了實（shí）驗，其中，江（jiāng）蘇常州客戶現場就運行了四個多月，證明了這個功能（néng）塊的開發是成功而且是十分有效的，讀者可以將這個FB功能塊（kuài）程序中的（de）軸配（pèi）置的模值、每圈脈衝數、減速（sù）比的分子和分母，通過ifscaling.Scaling的成員變量來獲取，伺服軸的圈數等信（xìn）息也可以全部（bù）在功能塊內（nèi）完成，這（zhè）樣功（gōng）能塊的接口變量就（jiù）會顯得簡潔。筆者保留了這些變量是為了方便大家跨平台進（jìn）行程（chéng）序的移（yí）植（zhí），在倍福+LXM28E的伺服控製係統中，使用此功能（néng）塊的編（biān）程思路在東南區的客戶現場進行編程和調（diào）試，高效而實用。
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