3. XTS 单动子点对点运动控制

任务边界与运动对象

本例只控制 1 个 XTS 动子（示例取动子 ID = 1），让它从当前位置沿轨道做一次点对点定位。XTS 的动子位置是轨道坐标系下的连续位置值（单位 mm），不是传统伺服轴的“圈数”。因此点对点控制的核心是：读取当前位置 → 计算目标位置 → 触发一次定位运动 → 监视到位与状态。

为避免与后续多动子同步、分组控制混淆，本例只做单动子、单目标、单次触发，不涉及相位同步与分组参数。

关键参数与运动模型

XTS 单动子点对点运动可抽象为“位置环 + 速度/加速度限制”的梯形或 S 形速度规划。PLC 侧需要给出以下参数：

运动过程可理解为：从当前位置出发，按加速度加速到最大速度，匀速运行，再按加速度减速，最终停在目标位置附近。若目标距离较短，则不会达到最大速度，而是形成三角形速度曲线。

PLC 控制逻辑

下面给出一个可直接在 TwinCAT 3 PLC 中运行的单动子点对点控制程序框架。它使用 XTS 的 PLC 库功能块（示例以常见接口形式表达），核心是“读位置 → 设目标 → 触发 → 监视到位”。

PROGRAM XTS_SingleMover_P2P
VAR
    // XTS 系统与动子接口
    xtsSystem      : XTS.System;          // XTS 系统实例
    mover1         : XTS.Mover;           // 动子 1 接口
    moverId        : UINT := 1;           // 动子编号

    // 运动命令
    bExecute       : BOOL;                // 上升沿触发一次定位
    bBusy          : BOOL;                // 运动进行中
    bDone          : BOOL;                // 到位完成
    bError         : BOOL;                // 错误标志
    nErrorId       : UDINT;               // 错误码

    // 位置与参数
    fActPosition   : LREAL;               // 当前位置 mm
    fTargetPos     : LREAL := 850.0;      // 目标位置 mm
    fMaxVelocity   : LREAL := 1200.0;     // 最大速度 mm/s
    fAcceleration  : LREAL := 4000.0;     // 加速度 mm/s²
    fTolerance     : LREAL := 0.5;        // 到位窗口 mm

    // 状态监视
    bInPosition    : BOOL;                // 是否在到位窗口内
    fPosError      : LREAL;               // 位置偏差
END_VAR

// 1) 读取动子当前位置
fActPosition := mover1.ActPosition;

// 2) 计算位置偏差
fPosError := fTargetPos - fActPosition;

// 3) 触发点对点定位（上升沿执行一次）
IF bExecute AND NOT bBusy THEN
    mover1.MoveAbsolute(
        Execute     := TRUE,
        Position    := fTargetPos,
        Velocity    := fMaxVelocity,
        Acceleration:= fAcceleration,
        Deceleration:= fAcceleration
    );
END_IF

// 4) 读取运动状态
bBusy  := mover1.MoveAbsolute.Busy;
bDone  := mover1.MoveAbsolute.Done;
bError := mover1.MoveAbsolute.Error;
nErrorId := mover1.MoveAbsolute.ErrorID;

// 5) 到位判断：位置偏差在容差内且 Done 为真
bInPosition := ABS(fPosError) <= fTolerance;
IF bDone AND bInPosition THEN
    // 到位，可复位触发或执行下一步逻辑
    bExecute := FALSE;
END_IF

说明：MoveAbsolute 是 XTS 动子绝对定位功能块，Position 为目标位置，Velocity 为最大速度，Acceleration/Deceleration 为加减速度。实际库名称可能因 TwinCAT 版本不同略有差异，但接口语义一致。

运动过程与到位判读

下图展示单动子从当前位置到目标位置的运动过程，以及 PLC 侧需要监视的关键信号：位置、速度、Busy、Done 和到位窗口。

验证与调试要点

• 位置读取正确性：先确认 mover1.ActPosition 能随手动推动动子而变化，排除接口映射错误。
• 触发沿有效性：bExecute 必须使用上升沿触发，避免每个扫描周期重复调用 MoveAbsolute。
• 到位判据：不能只看 Done，还要检查 |fTargetPos - fActPosition| ≤ fTolerance，防止机械偏差或编码器噪声导致误判。
• 错误处理：若 bError = TRUE，读取 nErrorId 并对照 XTS 库错误码表排查，常见原因包括目标位置超出轨道范围、动子未使能、参数非法。
• 安全边界：目标位置必须落在轨道有效行程内，且运动路径上无其他动子阻挡；本例为单动子，但仍需确认轨道无物理干涉。