Изображение: Beckhoff Automation
Обратная связь
Сервоось недееспособна, если отсутствует сигнал обратной связи. Необходимо регулярно вызывать функцию Axis.ReadStatus(), чтобы понять, что с ней происходит. В момент потери сигнала будет выставлен флаг Axis.Status.DriveDeviceError.
Так как работа сервомотора без обратной связи невозможна, самостоятельно этот флаг не сбросится и не "рассосется". После устранения причины аварии, ошибку нужно будет сбросить с помощью стандартной функции MC_Reset. Но это всё на случай, если ПЛК и сервомодули нельзя обесточивать на время ремонта, обслуживания или замены оборудования. Безопаснее выключить и включить снова.
Силовое питание
Потерю силового питания нельзя рассматривать как аварийную ситуацию, так как питание логики и силового питания подаются раздельно. Силовое питание можно подать когда-нибудь позже, в то время как "мозги" должны быть запитаны с самого начала работы.
Ни один флаг не пошевелится, если силовое питание отсутствует, а NC-ось неактивна. Но стоит только разблокировать ось и дать ей команду на старт, как NC тут же взбрыкнет ошибкой. Необходимо научиться выявлять такие ситуации независимо от состояния оси и наличия или отсутствия команд.
Слово состояния сервомодуля (6010:10 — Statusword) содержит два бита, отвечающие за ошибки и аварии. Это бит #3 Fault и бит #7 Warning: стр. 143, Index 6010 DRV Inputs. Поле Fault отвечает за аварии. Этот бит транслируется подсистемой NC в поле состояния оси DriveDeviceError. Именно его мы отслеживали в главе про обратную связь. Потеря обратной связи — это авария, но(!) отсутствие силового питания — это еще не авария, а просто ситуация требующая особого внимания. Поэтому — Achtung, т. е. Warning.
Флаг Warning также транслируется в NC, но он не доступен через параметры состояния NC-оси. Причина этого для меня не понятна, но я попробую добраться и до этого флага.
Начнем с того, что Statusword передается в PDO сервомодуля. Затем, оно автоматически линкуется с NC параметрами Axis.Drive.Inputs.In.[nState1..nState2], попутно разбиваясь на старший и младший байты. И всё. Далее эти байты используются где-то внутри подсистемы NC и недоступны разработчику.
Чтобы получить доступ к слову состояния, можно непосредственно постучаться в сервомодуль, то есть прочитать параметры через функции CANopen. Можно и по другому. Если немного погуглить (а это более качественный способ поиска информации по справочной системе), то обнаруживается интересная таблица с индексами:
TwinCAT Connectivity → ADS-Device-Documentation → ADS Interface NC → Specification "Index group" for NC ( ID [0x01...0xFF] ) → Specification Drive → "Index offset" specification for cyclic drive process data (Index group 0x7300 + ID).
Из таблицы не совсем понятно зачем всё это необходимо, но судя по названиям...
Читаем другие параметры
Читать будем через ADS. Для чтения параметров, перечисленных в "таблице", мы воспользуемся функцией ADSREAD из библиотеки системных функций Tc2_System. Для запуска функции понадобятся:
- NETID — пустая строка, если читаем с того же локального ПЛК.
- PORT — это стандартный порт NC-Task SAF = 501.
- IDXGRP — индекс группы из таблицы = 0x7300 + ID, где ID - это номер оси NC; нумерация осей начинается с единицы, то есть первая ось получит индекс = 16#7301.
- IDXOFFS — смещение из таблицы = 16#80.
В таблице доступ к параметру 16#80 помечен как "Write", но все относительно и зависит от точки зрения, поэтому я буду из него "Read". Осталось решить куда прочитать данные. По идее необходима некая структура данных, но есть ли она в стандартных библиотеках мне не известно, поэтому я создал парочку своих собственных DUT. Выглядят они почти как в той самой таблице из справочной системы:
TYPE EL7201_DriveInfoEx : STRUCT nInData1 : DINT; nInData2 : DINT; StatusWord : EL7201_StatusWord; // Axis.Drive.Inputs.In.[nState1..nState2] nStatus3 : BYTE; nStatus4 : BYTE; // optional : extended drive info, 40 bytes nInData3 : DINT; nInData4 : DINT; nInData5 : DINT; nInData6 : DINT; nStatus5 : BYTE; nStatus6 : BYTE; nStatus7 : BYTE; nStatus8 : BYTE; Reserved1 : DINT; Reserved2 : DINT; END_STRUCT END_TYPE
Для удобства использования сразу же разбиваю слово состояния на структуру из битовых полей:
TYPE EL7201_StatusWord : STRUCT ReadyToSwitchOn : BIT; SwitchedOn : BIT; OperationEnable : BIT; Fault : BIT; Reserved4 : BIT; QuickStop : BIT; // inverse: true when switched off SwitchedOnDisabled : BIT; Warning : BIT; // Ex.: raise when Power Supply lost Reserved8 : BIT; Reserved9 : BIT; TxPDOToggle : BIT; // selection/deselection via 0x8010:01 InternalLimitActive : BIT; TargetValueIgnored : BIT; Reserved13 : BIT; Reserved14 : BIT; Reserved15 : BIT; END_STRUCT END_TYPE
В таблице есть указание что структура EL7201_DriveInfoEx может быть длинной как в 12 байт, так и расширенная, длинною в 40 байт. В моем случае необходима расширенная структура. Остается прочитать данные:
Значение силового питания (12-50 Вольт) можно прочитать напрямую из сервомодуля. Адрес сервомодуля можно получить с помощью функции MC_ReadDriveAddress и структуры ST_DriveAddress:
Значение уровня постоянно обновляется в параметре CoE 9010:12 — DC link voltage. Значение дается в милливольтах, поэтому 24 вольтам будет соответствовать значение 23932. Почему не 24000? Потому что — не точно.
Следующий кусок кода прочитает значение напряжения прямо из сервомодуля:
axis : AXIS_REF; axDriveStatus : EL7201_DriveInfoEx; AdsReadDriveStatus : ADSREAD; [...] AdsReadDriveStatus( NETID := '', PORT := 501, IDXGRP := 16#7300 + axis.NcToPlc.AxisId, IDXOFFS := 16#80, LEN := SIZEOF(axDriveStatus), DESTADDR := ADR(axDriveStatus), READ := TRUE); IF NOT AdsReadDriveStatus.Busy THEN AdsReadDriveStatus(READ := FALSE); END_IF
Примечание: Fault и Warning работают и соответственно устанавливаются/сбрасываются независимо друг от друга: один флаг никак не влияет на другой. Warning устанавливается и сбрасывается автоматически, поэтому нет способа повлиять на его состояние.
Уровень силового питания
Значение силового питания (12-50 Вольт) можно прочитать напрямую из сервомодуля. Адрес сервомодуля можно получить с помощью функции MC_ReadDriveAddress и структуры ST_DriveAddress:
Изображение: Beckhoff Automation
Значение уровня постоянно обновляется в параметре CoE 9010:12 — DC link voltage. Значение дается в милливольтах, поэтому 24 вольтам будет соответствовать значение 23932. Почему не 24000? Потому что — не точно.
Следующий кусок кода прочитает значение напряжения прямо из сервомодуля:
dcLinkValue : DINT; AdsReadCoE : ADSREAD; [...] AdsReadCoE( NETID := '169.254.23.39.4.1', PORT := 1002, IDXGRP := 16#F302, IDXOFFS := 16#90100012, LEN := SIZEOF(dcLinkValue), DESTADDR := ADR(dcLinkValue), READ := TRUE); IF NOT AdsReadCoE.Busy THEN AdsReadCoE(READ := FALSE); END_IF
NETID — адрес EtherCAT мастера.
PORT — номер порта устройства, в данном случае — это сервомодуль EL7201.
IDXGRP — индекс группы сервиса ADS, отвечающего за работу с CANopen SDO.
IDXOFFS — индекс и смещение регистра CAN. Для упрощения в примере выше индекс не вычисляется, так как в шестнадцатеричной системе его легко сформировать вручную 9010-0012. Если интересно, чуть более подробно написано в посте Работа с CANopen из C# программы.
Когда пример готов, подключаю цифровой осциллограф к переменной dcLinkValue и получаю график "зарядки-разрядки". Здесь питание контроллера и силовое питание сервомодулей подается от одного 24 вольтового блока питания. Поэтому "потолок" на графике ~ 24000, а сервомодуль работает с половинной мощностью:
Синяя кривая на графике показывает, что модуль разряжается долго или по крайней мере не мгновенно. Стоит учесть это, если вдруг захочется контролировать уровень напряжения из программы.
