SIMOTION轴的监视功能

1 概述
SIMOTION系统中，对于轴工艺对象，系统提供了一系列的监视功能来对其运行状态进行监视。在轴使能以后，如果轴的实际位置、实际速度与设定值偏差超过某门限值，就会有相应的错误信息产生（比如50106，Position Monitoring Error），并会带来相应的系统响应（比如轴去使能RELEASE_DISABLE）。如果这些门限值设置的不合适，或者轴的特性优化得不理想，或者机械系统本身就有问题，就很可能会出现这些错误信息。在实际应用中，需要根据实际情况去灵活调整，以完全发挥这些监视功能的作用。在有必要的情况下，也可以屏蔽某些错误或者修改错误响应方式，配置方法可以参考下载中心文档F0693。本文主要对监视功能的工作原理和可配置的参数进行介绍。

SIMOTION提供的轴监视功能有：

• 定位监视Positioning Monitoring
• 零速监视Standstill Monitoring
• 动态跟随误差监视Dynamic Following Error Monitoring
• 速度偏差监视Velocity Error Monitoring                              仅用于速度控制

在SIMOTION SCOUT项目中，插入一个轴（比如Axis_1）以后，双击其中的Axis_1 ® Monitoring可以打开轴的监视功能配置画面，设置轴的各种监视功能。

图1 轴的定位与零速监视

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用于位置控制

2 定位监视(Positioning Monitoring)
在进行轴定位操作时，在位置设定值插补结束后，轴的实际位置开始被监视。该功能称为定位监视，但并不等于到达目标位置，而是实际位置进入一个范围内，称之为“定位窗口（Positioning Window）”，如图1所示。
监视过程如下：
(1) 位置设定值插补完成，图1中“定位容错时间”（Positioning Tolerance time）定时器开始计时。
(2) 如果在“定位容错时间”内，实际值未进入定位窗口，系统会报50106错误，轴的默认响应是去使能，定位监视功能也随之结束。反之，如果实际值进入定位窗口，图1中“最小停留时间”（Minimum dwell time）定时器开始计时。
(3) 如果在“最小停留时间”内，实际位置重新离开定位窗口，那么“定位容错时间”定时器重新启动，返回第2步。如果实际位置重新进入定位窗口，那么“最小停留时间”定时器重新启动。
如果在“最小停留时间”内，实际位置没有离开定位窗口，那么系统变量motionStateData.motionCommand会变成MOTION_DONE，同时零速监视功能起动。
在轴的系统变量servoMonitoring.positioningState中，可以查看定位监视的状态。在压力控制、力控制激活时，定位监视、跟随误差监视会被禁用。

3 零速监视(Standstill Monitoring)
在轴已经使能情况下，如果轴没有执行定位命令，此时零速监视功能处于激活状态。零速监视有一个零速监视窗口Standstill window和监视时间Tolerance time设置，如图1所示。如果实际位置离开了零速监视窗口，并超过了该容错时间，系统会报50107错误，轴的默认响应是去使能。
可以在轴的系统变量servoMonitoring.stillstand中查看其状态。

4 动态跟随误差监控功能(Dynamic Following Error Monitoring)
在进行定位的过程中，轴的实际位置必然滞后于设定位置，两者的偏差值会随着线速度的增加而增大。位置轴的动态跟随误差监视功能就是对这个偏差进行监视，如果该偏差超过了一个设定门限值，那么系统会报50102错误，轴的默认响应是去使能。由于位置偏差大小与运行的线速度有关，线速度越高，位置的偏差越大，所以所设定的跟随误差监视门限值是与线速度设定值相关的。

图2 轴的动态跟随误差监视

如图2所示，在低于一个指定的速度Minimum velocity for dynamic following error monitoring时，跟随误差监视门限是一个常数Constant following error；在高于该速度时，监视门限与设定速度成线性关系，最大监视门限Maximum perm. Following error对应了最大速度设定值Max velocity。
可以通过专家列表中的配置数据TypeOfAxis.NumberOfDataSets.DataSet_1.DynamicFollowing.dynamicFollowing.warningLimit 配置一个报警门限值，这是一个相对于监视门限的百分数，当超过该报警门限值，会出现一个报警50103 ，Warning limit of dynamic following error monitoring reached。

5 速度偏差监视(Velocity Error Monitoring)
速度偏差监视功能仅适用于速度控制方式下，比如速度轴或者位置轴在速度控制模式下的运动。

图3 轴的速度误差监控功能

当轴在速度方式下运行时，滤波后的实际速度与设定速度的偏差超过一个门限值Maximum velocity deviation后，系统会报错50101，轴的默认响应是去使能。

关键词
SIMOTION，轴，监视功能

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