本文來源（yuán）於：施家邦 工（gōng）控邦
07.LMC078伺服（fú）控製係統中（zhōng）的LXM28S多圈位置溢出功能塊
LMC078控製係統與（yǔ）M262PLC係統中的LXM28S多圈位置溢出（chū）功能塊的編程（chéng）思（sī）路有所不（bú）同，采用了兩個（gè）功能塊來實現多圈（quān）編碼器在溢出後進（jìn）行位置補償，第一個是codesys提供的功能塊SMC3_PersistPositionSingleturn，第二個是編製了一個新的功能塊（kuài）FB_OverFlowPositionRetore，這個功能塊用於位（wèi）置恢複前的雙（shuāng）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（biān）碼器（qì）位（wèi）置值翻（fān）譯成以浮點數形式的軸的位置值時會出現問題，它不像M262那樣（yàng）翻（fān）譯成一個固定的值，所（suǒ）以，筆者采用了另外的編程思路，新創建的功能塊FB_OverFlowPositionRetore先（xiān）記錄斷電前的伺服（fú）編碼器位置和（hé）LMC078中的軸位置，上電後記錄伺服（fú）LXM28S的伺服位置，得到伺服軸位置的變化量，同時檢查在機（jī）器斷電期間是否（fǒu）發生了新的（de）溢出（chū），將位置變化值和溢（yì）出根據機械參數計算出總的位置補償值，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（chà）值小於一個（gè）很小（xiǎo）的門檻值後，SMC3_PersistPositionSingleturn功能塊的位置補（bǔ）償（cháng）值才被認為是正確的，如果大（dà）於這個門檻值，則輸出報警，這樣（yàng）就保證了上電後LMC078中LXM28的軸位置值與機（jī）械位置保持正確的對應關係。
(2)SMC3_PersistPositionSingleturn功能塊說明
Codesys中對SMC3_PersistPositionSingleturn功能（néng）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（sì）服軸無使能條件（jiàn）下自動進行補償的，如果補償時電機（jī）軸發（fā）生了移動，會導致位置補償精度降低，甚至（zhì）出現位置錯誤的情況。
圖7 SMC3_PersistPositionSingleturn功能塊（kuài）的說明
(3)SMC3_PersistPositionSingleturn添加過程
在SoMachine軟件中 創建（jiàn）一個POU，在【輸入助（zhù）手】中輸（shū）入SMC3_PersistPositionSingleturn，如圖8所示。
圖（tú）8 創建SMC3_PersistPositionSingleturn功能（néng）塊
Axis管（guǎn）腳輸入（rù）要保（bǎo）持位置的軸名稱，PersistentData管腳輸入在PersistentVars創建的用於（yú）保持軸位置的變量名，bEnable管（guǎn）腳設為true，usiNumberOfAbsoluteBits管腳輸入32，完成後程序如圖（tú）9所示。
圖9 SMC3_PersistPositionSingleturn功能塊
在PersistentVars創建的用於保持軸（zhóu）位置變量名，如圖10所（suǒ）示。
圖10 在PersistentVars創建斷電保持變量
最（zuì）後在Motion task中（zhōng）調用persisPositionAxis的POU，完成編程。
(5)FB_OverFlowPositionRetore的管腳
LMC078伺服控製器中（zhōng），溢出（chū）位置補償功（gōng）能塊FB_OverFlowPositionRetore的管腳定義，如圖（tú）11所示。
圖11 管腳（jiǎo）定義
(6)FB_OverFlowPositionRetore補償量的（de）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（diàn）機的旋轉方（fāng）向一直是正轉為例，沒有溢出（chū）時位置偏差等於當前位置反饋值減去斷電前的位（wèi）置。
如果正向溢出，則用2147483647減去斷電前位置值，再加上當前位置值減去-2147483648，再使用機械參數計算出位置偏差。
如果發生反向溢（yì）出，使用斷電前的位置值減去-2147483648，再加上2147483647減去當前使能（néng）的位置值，調整符號後，再（zài）使用（yòng）機械參數計（jì）算出（chū）位置（zhì）偏差。
當電機的旋轉方向（xiàng）一直是反轉（zhuǎn）時，計算位置偏差值的（de）方法與此類似，不再贅述，FB_OverFlowPositionRetore的程序和注釋（shì），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後是可以正常保持的，值得注意的是A3軸的模值是120，所以0.00113到119.896跳動是正常的。HMI顯示的上（shàng）電前的軸的位置值，如（rú）圖（tú）13所示。
圖13 上電前的軸的位置值
HMI顯示的上電後的軸（zhóu）的（de）位置值，如圖14所（suǒ）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（xī）原因、到解決思（sī）路、方（fāng）案論證、計算（suàn）公式、伺服驅動器的調試和參數設置等諸多方麵，詳細說明（míng）了創建客戶專屬的POU功能塊的設計方法、程（chéng）序編製（zhì）和管腳定義。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，大家就可以參照此功能塊的編程（chéng）思路在不同的網絡或平台中進行調用和移（yí）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（yī）個多月的測試後，又（yòu）在多（duō）個客戶的現場進（jìn）行（háng）了實驗，其中，江蘇常州客戶現場就（jiù）運行了四個多月，證明了這個功能塊的開發是成功而且是十分有效的，讀者可（kě）以將這個FB功能塊程序中的軸配（pèi）置的模值、每圈脈衝數、減速比的分子和分母，通過ifscaling.Scaling的（de）成員變量來（lái）獲取，伺服軸的（de）圈數等信息也可以全部在功能塊內完成，這樣功能塊（kuài）的接口變量就會顯得簡潔。筆者保留（liú）了這些變量是為了方便（biàn）大家跨平台進（jìn）行程序的移植，在倍福+LXM28E的伺（sì）服控製係統中，使用此功能塊的編程思路在東南區的客戶現場進行編程和調試，高效而實用。
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