2. XTS 动子位置读取与状态监控

XTS 动子状态数据从哪里来

XTS 系统中，每个动子（Mover）的位置、速度与状态字由电机模块通过 EtherCAT 过程数据周期性上传。TwinCAT 3 中通常使用 AX5000 或 AX8000 系列驱动配合 XTS 专用功能块，将每个动子的过程数据映射到 PLC 的输入过程映像区。读取前需要确认三件事：

• XTS 系统已通过 TC3 XTS 库或 XTS 功能块完成初始化，动子数量与轨道配置与例1扫描结果一致。
• 每个动子的过程数据在 EtherCAT 过程映像中有固定偏移，偏移量由 XTS 配置决定，不能凭经验猜测。
• 位置与速度的物理单位由驱动参数决定，常见为 mm 与 mm/s，读取后需按实际单位换算。

过程数据映射与读取结构

XTS 动子的过程数据通常以数组形式组织，每个动子占一段连续字节。以下结构体用于承载单个动子的实时数据，字段与 XTS 过程数据一一对应：

TYPE ST_XtsMoverState :
STRUCT
    nMoverId      : INT;        // 动子编号，从 1 开始
    fPosition     : LREAL;      // 当前位置，单位 mm
    fVelocity     : LREAL;      // 当前速度，单位 mm/s
    wStatusWord   : WORD;       // 状态字，位定义见下表
    bEnabled      : BOOL;       // 使能状态
    bInPosition   : BOOL;       // 到位标志
    bError        : BOOL;       // 故障标志
END_STRUCT
END_TYPE

状态字 wStatusWord 的常用位定义如下，读取后按位判断动子当前处于哪种状态：

PLC 读取程序

以下程序在 MAIN 中循环执行，将过程映像中的原始数据转换为结构体数组，并计算动子数量与在线状态。假设过程数据起始地址为 nXtsBaseAddr，每个动子占 16 字节：

PROGRAM MAIN
VAR
    nXtsBaseAddr   : UINT := 16#1000;   // XTS 过程数据起始地址（示例值）
    nMoverCount    : INT := 4;          // 动子数量，与例1扫描结果一致
    aMoverState    : ARRAY[1..4] OF ST_XtsMoverState;
    nIndex         : INT;
    pMoverData     : POINTER TO BYTE;
    nOffset        : UINT;
END_VAR

FOR nIndex := 1 TO nMoverCount DO
    nOffset := nXtsBaseAddr + UINT_TO_UINT((nIndex - 1) * 16);
    pMoverData := ADR(nOffset);

    aMoverState[nIndex].nMoverId    := nIndex;
    aMoverState[nIndex].fPosition   := WORD_TO_LREAL(pMoverData^) * 0.001;  // 原始值 0.001 mm/LSB
    aMoverState[nIndex].fVelocity   := WORD_TO_LREAL((pMoverData + 4)^) * 0.001;
    aMoverState[nIndex].wStatusWord := (pMoverData + 8)^;
    aMoverState[nIndex].bEnabled    := (aMoverState[nIndex].wStatusWord AND 16#0002) <> 0;
    aMoverState[nIndex].bInPosition := (aMoverState[nIndex].wStatusWord AND 16#0004) <> 0;
    aMoverState[nIndex].bError      := (aMoverState[nIndex].wStatusWord AND 16#0010) <> 0;
END_FOR

状态监控与 HMI 显示

读取到的结构体数组可直接绑定到 HMI 变量。建议在 HMI 上为每个动子显示以下字段：动子编号、当前位置、当前速度、使能状态、到位标志、故障标志。位置与速度建议以数值显示并保留 1 位小数，状态用颜色区分：绿色表示使能且无故障，黄色表示警告，红色表示故障。

为了在 HMI 上快速判断整条输送线是否正常，可增加一个汇总变量：

VAR_GLOBAL
    bAnyMoverError : BOOL;
    nActiveMovers  : INT;
END_VAR

bAnyMoverError := FALSE;
nActiveMovers  := 0;
FOR nIndex := 1 TO nMoverCount DO
    IF aMoverState[nIndex].bError THEN
        bAnyMoverError := TRUE;
    END_IF;
    IF aMoverState[nIndex].bEnabled THEN
        nActiveMovers := nActiveMovers + 1;
    END_IF;
END_FOR

数据流与状态判读

下图展示从 XTS 电机模块到 HMI 的完整数据流，以及状态字各位如何决定 HMI 上的显示结果：

验证与判读要点

• 在线模式下观察 aMoverState 数组，确认每个动子的 fPosition 随手动推动动子而变化，说明过程数据映射正确。
• 检查 wStatusWord 的 bit1 是否为 1，若为 0 则动子未使能，HMI 上应显示灰色或黄色。
• 人为触发一个动子故障（如断开使能），确认 bAnyMoverError 变为 TRUE，HMI 汇总指示变红。
• 若所有动子位置始终为 0，优先检查过程数据起始地址与每动子字节数是否与 XTS 配置一致。