LXM28多圈位（wèi）置溢出（chū）功能塊的編程與（yǔ）現場調試（一）

發布日（rì）期：2022-11-25 11:19:22 來源：行業動（dòng）態瀏（liú）覽量：次

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本文通過LXM28多圈電機位置（zhì）溢出補償功能塊在（zài）M262和LMC078兩個伺（sì）服控製係統中不（bú）同的編程應用，展示了施耐德ESME和SoMachine全集成自動化編程（chéng）軟件平（píng）台的高性能，這兩款軟件在完美的支持了OEM PLC和Motion等設備的同時（shí），還是一款能夠提供（gòng）最佳解決方案的軟件，可用於開發、配置（zhì）和調試機器控製器。

01.LXM28多圈電機的優勢

LXM28伺服電機的編碼器（qì）按圈數類型分為單圈和多圈兩種，其中，28S多圈電機通過電（diàn）池可（kě）以在伺服斷電（diàn）再上電後，保持住斷電前的位置，在（zài）一些不方便安（ān）裝（zhuāng）原點開關的複雜的機械設備上，使用多圈伺服電機可以避免必須通過原點開關進行尋原點。另外，在一些因（yīn）為特殊機械結（jié）構而導（dǎo）致尋一次原點需要很長（zhǎng）時（shí）間的應用場合，多圈（quān）電機因為不用上電每次（cì）都尋原在從而提高了效（xiào）率（lǜ）。

02.LXM28多圈位置溢（yì）出的分（fèn）析（xī）

多圈伺服電機隻向一個方向旋轉時，因為伺服位置的值（zhí）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（wèi）置發生溢出後再次上電電機位置不能（néng）保持（chí）的原因

LXM28S多圈伺服電機位置發生溢出後，PLC的程序會自動處（chù）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（zhí）在伺服（fú）電機的編碼器位置值發生溢出時也一（yī）直是正確的，但是如果將設（shè）備停機後斷電再次上電，就有可能（néng）發生斷電前的伺服（fú）電機的（de）位置值和上電（diàn）後位置（zhì）值對應不起來的情況。

也就是說再次上電電機位置不能（néng）保持（chí）的原因是因為（wéi）PLC斷電再重新上（shàng）電後沒有對LXM28S的軸位置的溢出（chū）進行補償（cháng）導致的。

當電機往一個方向轉動的圈數足（zú）夠大時，編碼器反饋的（de）位置值（zhí）將超過（guò） DINT 的限製。溢出是發生在位置 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（shuō），伺服的位置值有（yǒu）一個（gè）變化周期，變化範圍：0~模值設定值。

例如：LXM28S的模值設置為120，軸配置的齒輪（lún）比後對應的（de）每圈位置的（de）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軸的配置

在（zài）伺服電機（jī）的（de）位置溢出一次後，斷電前的軸位（wèi）置(軸名稱.lrPosition)為43.6，如果不做補償，上電後的位置將（jiāng）在83.6左右，這樣，PLC上電後的位置值和斷電前的位置產生偏差（chà），上電後PLC的浮（fú）點數的位置（zhì）值和機械位置（zhì）直接發生了移動，如果不做修正（zhèng），機器（qì）的生產將因此而中斷。

04.LXM28S多圈（quān）位置溢出時補償值公式

我們需要（yào）根據多（duō）圈編（biān）碼器的溢出次（cì）數和軸機械相關的參數設置，包括減速機的減速比、電機每圈（quān）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，從而實現在伺服電機沒有（yǒu）移動的情況（kuàng）下，斷電前（qián）後PLC的位置相（xiàng）同。

例（lì）：電機每圈（quān）旋轉時對應的用戶單位（wèi）PositionResolution等於340，減速機（jī）的GearIn等於 1，減速機的GearOut等於10，則LXM28S伺服電機每圈走過的距（jù）離是（shì）340.0*10/1，而28伺服電機每圈的脈衝數在PLC中固定為131072，伺（sì）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，也就是每次發生一次溢出需要補償32768圈對應的用戶單位，考慮溢出次數，我們得到補償值的計算公式如（rú）下：

其中：

GearIn 和（hé）GearOut：是（shì）齒輪箱（xiāng）的減（jiǎn）速比的分（fèn）子（zǐ）和分（fèn）母（mǔ）；

PositionResolution：為伺服電機旋轉一圈對應位置值；

ModuloValue：模值；

MOD：將補償值轉換為模（mó）數軸位置值的示意符號。

05.多圈位置（zhì）移動溢出（chū）位置補償的三種方法

通過選擇固定的減速比和模數值解決溢（yì）出問題

由補償值的計算公式可知（zhī），在一些特殊（shū）的條件（jiàn）下，可以不需要做補償，例如，恰當（dāng）的選擇（zé）減（jiǎn）速比，即減速機（jī）選型時，將減速（sù）比固定（dìng）為2的n 次方，即4，8，16..，這樣32768除減速比（bǐ）就可以除盡，同時選擇合適的模數（shù）值，使每圈對（duì）應位置工程量PositionResolution是模（mó）值ModuloValued 整（zhěng）數倍，例如將每圈對應位置工程量和（hé）模數值都設為360，這樣補償值就始終為零。

這種方法可靠性最好（hǎo），不需要在PLC中（zhōng）對溢（yì）出編寫程序進行修正，但是在實際工程項目中選擇減速箱的減速比為2的n次（cì）方往往（wǎng）因為機械（xiè）速度、解決方案替換等的限（xiàn）製而變的不可行，模數值的選擇如果加（jiā）上限製，在設計凸輪曲（qǔ）線時也會有很多不便（biàn）之（zhī）處。

通過驅動器的內（nèi）部功能進行補償

通過伺服驅動器的內部功能，功能（néng）類似LXM32係列的Modulo功能，是將伺服本身32位變動範圍的（de）位置（zhì）值生（shēng）成一（yī）個新（xīn）的坐標係和新的位置（zhì）值），使得新的回授位置不（bú）會產生溢（yì）出，而是保持一個範圍內的數（shù）據（jù）變化。Modulo軸的工作示意圖如圖2所示。當（dāng）設置Modulo的設置（zhì）值後，驅動器的位置變動範圍將變成0~3600.