基于EPICS的motor模塊的應(yīng)用

基于EPICS的motor模塊的應(yīng)用張招紅束線工程部控制組運(yùn)動(dòng)控制在光源光束線站的作用控制系統(tǒng)是神經(jīng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元上海光源運(yùn)動(dòng)控制軟件模塊概況基于EPICS體系結(jié)構(gòu)APSsynApp模塊包（/bcda/synApps/）

Motor模塊bus、ethernetChannelAccess體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述和internet做比較局域網(wǎng):EPICS:Motor:ClientcomputerIE瀏覽器IPaddressWeb服務(wù)器ApacheTCP/IPClientcomputerOPI界面PVnameIOCEPICSmodulesI/OdriverChannelAccessＶＭＥ機(jī)箱MotorR-2-2MotordriverbusClientcomputerOPI界面PVname運(yùn)動(dòng)控制編程思想在搭建好的EPICS和Motor模塊環(huán)境下，運(yùn)動(dòng)控制編程主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)編程。一個(gè)數(shù)據(jù)記錄對(duì)應(yīng)一個(gè)Motor實(shí)體，記錄的域和Motor的屬性參量一一對(duì)應(yīng)，數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)運(yùn)行在IOC中，記錄通過(guò)底層驅(qū)動(dòng)程序同相應(yīng)的硬件通信，OPI通過(guò)通道訪問(wèn)機(jī)制查看或者修改記錄的域，從而實(shí)現(xiàn)各種控制功能。Motor記錄record(motor,“white-slit-x1"){

field(DESC,"BeamlineSlit1-X1")

field(DTYP,"OMS

MAXv")field(VELO,"1000.0")field(VBAS,"500.0")field(ACCL,"0.1")field(SREV,"1600")field(MRES,"3.125")field(TWV,"50")field(OUT,"#C0S4@")field(PREC,"3")

field(EGU,"um")field(DHLM,"8000")field(DLLM,"-8000")…………}Db文件OPI界面---編輯狀態(tài)OPI界面---執(zhí)行狀態(tài)PV:ProcessvariablePV=recordname.fieldnameExample:white-slit-x1.VELOMotor記錄---基本設(shè)置Motor記錄有一些基本的域，這些域由電機(jī)類型和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)唯一確定；

MRES：運(yùn)動(dòng)分辨率

SREV：絲杠旋轉(zhuǎn)360度需要的脈沖數(shù)

2相電機(jī)：200*細(xì)分?jǐn)?shù)*減速比

5相電機(jī)：500*細(xì)分?jǐn)?shù)*減速比

UREV：絲杠旋轉(zhuǎn)360度橫向位移

MRES=SREV*UREVMotor記錄---兩種坐標(biāo)系:USER和DIALDIAL坐標(biāo)系零點(diǎn)是機(jī)械零點(diǎn)，相關(guān)的域有：DVAL、DRBV、DHLM、DLLM；USER坐標(biāo)系的零點(diǎn)由用戶自己設(shè)定，相關(guān)的域有：VAL、RBV、HLM、LLM；兩種坐標(biāo)系間的關(guān)系：VAL=DVAL*DIR+OFF工程師比較關(guān)心DIAL坐標(biāo)科學(xué)家比較關(guān)心USER坐標(biāo)脈沖數(shù)：RRBV、RVALMotor記錄---三種運(yùn)動(dòng)一般運(yùn)動(dòng)，位置控制：改變VAL、DVAL或RLV的值

VELO、VBAS、ACCL…Home運(yùn)動(dòng)，尋找機(jī)械零點(diǎn)：

HOMR或HOMF HEVLJOG運(yùn)動(dòng)，連續(xù)運(yùn)動(dòng)，速度控制：

JOGR或JOGF JVEL、JAR運(yùn)動(dòng)曲線：

Motor記錄---軟限位HLM、LLM、DHLM、DLLM當(dāng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)到軟限位時(shí)會(huì)自動(dòng)停止；當(dāng)輸入目標(biāo)位置值超出軟限位時(shí)，輸入無(wú)效，電機(jī)不會(huì)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)電機(jī)碰到硬限位后，電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，界面上會(huì)給出報(bào)警信息。Motor記錄---Backlash運(yùn)動(dòng)軸是絲杠，來(lái)回運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)有齒隙誤差，Backlash功能可消除齒隙誤差；

BDST、BVEL、BVELMotor記錄---兩種模式工作模式和校準(zhǔn)模式點(diǎn)擊Cal按鈕的Use進(jìn)入工作模式，點(diǎn)擊Set進(jìn)入校準(zhǔn)模式；校準(zhǔn)模式用于校準(zhǔn)USER坐標(biāo)系下電機(jī)位置讀數(shù)；用戶可以修改VAL的值而電機(jī)不會(huì)動(dòng)作，此時(shí)，DVAL保持不變。

VAL=DVAL*DIR+OFFMotor記錄---電機(jī)組合電機(jī)不帶編碼器，UEIP=“No”

RBV=RVAL*MRES （開(kāi)環(huán)）電機(jī)帶編碼器，UEIP=“YeS”

RBV=RRBV*ERES（閉環(huán)）

Retry功能：當(dāng)DVAL-DRBV<RDBD時(shí)，電機(jī)會(huì)繼續(xù)往前走，至到DVAL-DRBV>=RDBD或者RCNT>RTRY伺服電機(jī)（PID控制）

PCOF、ICOF、DCOFMotor記錄---其他常用域STOP、SPMG、PREM、POST ATHM、DMOV、PREC EUG、DESC

復(fù)雜運(yùn)動(dòng)１---軟閉環(huán)以壓彎?rùn)C(jī)構(gòu)垂直方向運(yùn)動(dòng)為例三個(gè)電機(jī)實(shí)現(xiàn)三種運(yùn)動(dòng)：

Y、Pitch、RollPitch和Roll是角度，需要轉(zhuǎn)換成電機(jī)直線運(yùn)動(dòng)的位移位移量；公式如下：

Y1=Y–970/2*tg(P)；

Y2=Y+970/2*tg(P)–220/2*tg(R)；

Y3=Y+970/2*tg(P)+220/2*tg(R)；復(fù)雜運(yùn)動(dòng)１---軟閉環(huán)EPICS可以實(shí)現(xiàn)壓彎?rùn)C(jī)構(gòu)垂直方向的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)；我們選用了SoftMotor和Transform兩個(gè)記錄配合Motor來(lái)實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)；SoftMotor對(duì)應(yīng)Y、Roll和Pitch三個(gè)模擬電機(jī)；SoftMotor的域和OPI界面跟Motor記錄基本上完全一樣，只是SoftMotor的VAL值輸出給Transform記錄，Motor的VAL值輸出給電機(jī)；Ｔransform記錄中有Ａ～Ｐ共１６個(gè)數(shù)字變量，最多可以接收１６路數(shù)字輸入和１６路數(shù)字輸出；Transform接收SoftMotor的VAL值，然后按照公式計(jì)算后輸出給Motor記錄；電機(jī)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，三個(gè)Motor的readback值經(jīng)過(guò)Transform計(jì)算后作為SoftMotor的readback源。復(fù)雜運(yùn)動(dòng)１---軟閉環(huán)SoftmotorYPitchRoll

Transformy1=Y–970/2*tg(P)；y2=Y+970/2*tg(P)–220/2*tg(R)；y3=Y+970/2*tg(P)+220/2*tg(R)；y、p、rMotorY1Y2Y3y、p、r

TransformY=（Y2+Y3+2*Y1）/4R=arctg[Y3-Y2)/220]P=arctg[(Y2+Y3-2Y1)/1940]Y1、Y2、Y3Y、P、RY、P、R綠色反饋通道使軟電機(jī)可以正常的工作紅色反饋通道使用戶可以操作軟電機(jī)也可以操作硬電機(jī)圖示兩種反饋在軟件中形成一種閉環(huán)關(guān)系，稱為軟閉環(huán)利用這種軟閉環(huán)技術(shù)幾乎可以實(shí)現(xiàn)所有類似的聯(lián)動(dòng)．復(fù)雜運(yùn)動(dòng)１---智能運(yùn)動(dòng)OPI制作工具EDM的shellcommand控件可以觸發(fā)執(zhí)行腳本程序,事先把一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程寫(xiě)成一個(gè)腳本程序,就可使電機(jī)自動(dòng)完成一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程.L-L0L+PI滑臺(tái)homesignal1homesignal2#!/usr/bin/python……ifmotor.get(‘ATHM’)==1: motor.put(‘JOGF’,1) whilemotor.get(‘ATHM’)==1: PASS motor.put(‘STOP’,1) motor.put(‘HOMR’,1)

sys.exit(())else: motor.put(‘HOMR’,1) sys.exit(0)電機(jī)位置自動(dòng)保存和恢復(fù)EPICS的數(shù)據(jù)庫(kù)文件運(yùn)行在內(nèi)存中,當(dāng)?shù)綦娨院?所有動(dòng)態(tài)域的信息就會(huì)丟失,比如電機(jī)位置域VAL,當(dāng)?shù)綦娭貑⒑笞x數(shù)會(huì)清零.所以需要把電機(jī)位置讀數(shù)實(shí)時(shí)保存下來(lái),掉電重啟后再把保存的位置恢復(fù).synApp包中有AUTOSAVE模塊可以實(shí)現(xiàn)此功能!電機(jī)位置自動(dòng)保存和恢復(fù)auto_postitions.req文件文本文件,記錄需要保存的位置域,比如:X13W1:OP:SLIT1:TRX1.DVALAutosave模塊會(huì)根據(jù)*.req文件自動(dòng)生成auto_positions.sav文件.auto_positions.sav

文本文件,記錄保存下來(lái)的位置信息,

比如:X13W1:OP:SLIT1:TRX1.DVAL1000

在IOC掉電重啟后,autosave模塊會(huì)從auto_positions.sav文件中恢復(fù)保存的位置信息.

電機(jī)位置自動(dòng)保存和恢復(fù)Setrequest-filepath

set_requestfile_p