เซอร์โว 2 แกนผ่านเกียร์ — วิ่งความเร็วเท่ากัน + Homing

โจทย์

PLC FAT-16MT-DC-E 1 ตัว คุมเซอร์โว 750W 2 ตัว แต่ละตัวต่อหัวเกียร์ทด 1:50 ต้องการให้ เพลาปลายเกียร์วิ่ง 15 รอบ/นาที เท่ากันทั้ง 2 แกน มี Home Sensor (proximity) ที่เพลาแต่ละตัว ลำดับการทำงาน

การสั่ง ON/OFF เป็น สวิทช์กดค้าง (maintained) ที่ X0 — กดค้าง X0 = ON, ปล่อย X0 = OFF (ไม่ใช่ปุ่ม Start/Stop แยก จึงไม่ต้อง latch)

1. กดค้าง X0 (ON) → servo ON, ทั้ง 2 ตัววิ่งช้าๆ (~5 รอบ/นาที) หา Home ตัวที่เจอก่อนหยุดรออีกตัว
2. ทั้งคู่เจอ Home → ค่อยๆเร่งพร้อมกันจนถึง 15 รอบ/นาที วิ่งเท่ากันตราบที่ยังกดค้าง X0
3. ปล่อย X0 (OFF) → ทั้งคู่ค่อยๆชะลอแล้วจอดที่ Home (sensor อยู่ใกล้เพลา หมุนไม่ถึง 1 รอบก็เจอ) → servo OFF
4. กดค้าง X0 อีกครั้ง → วนลูปเดิม ถ้าอยู่ที่ Home อยู่แล้วก็เริ่มที่ขั้น 2 ได้เลย (ปล่อย X0 ระหว่าง homing = ยกเลิกกลับ IDLE; ค้าง X0 ค้างไว้ตอนเปิดไฟ PLC จะไม่ออกตัวเอง ต้องปล่อยแล้วกดใหม่)

ข้อจำกัดฮาร์ดแวร์ที่กำหนดทุกอย่าง

FAT-16MT (และ PLC transistor 16 จุดทุกตัว) มีพอร์ตพัลส์ความเร็วสูง แค่ Y0 กับ Y1 — พอดี 2 แกน แต่ ไม่มีช่องพัลส์สำรอง จึงจัด แกน 1 = Y0, แกน 2 = Y1

คำนวณความถี่ (ยึดค่า PPR ของเซอร์โว — ตัวอย่างนี้ PPR = 10000 พัลส์/รอบมอเตอร์)

RUN  : ปลายเกียร์ 15 rpm → มอเตอร์ 15×50 = 750 rpm → 750/60×10000 = 125,000 Hz
HOME : ปลายเกียร์ ~5 rpm → มอเตอร์ 250 rpm        → ~41,667 Hz  (ใช้ ~K40000)
CREEP: ปลายเกียร์ ~1 rpm → มอเตอร์ 50 rpm         → ~8,333 Hz   (ใช้ ~K8000)
คาบผ่าน Home ที่ 15 rpm = 1 รอบ / 4 วินาที        → เป้า 4000 ms (K400 × 10ms)

125 kHz อยู่ในพิสัย EDRVI (สูงสุด 200 kHz) แต่ ใกล้ขีดจำกัดสำหรับสายพัลส์ single-ended ที่ยาว 10 ม. แนะนำ (ก) ตั้ง electronic gear เป็น PPR = 5000 → 62.5 kHz และ (ข) ใส่ pull-up 1kΩ ไป 24V ที่ Y0/Y1 + สาย twisted-shielded หรือแปลงเป็น line-driver ที่ปลายไดรฟ์ตัวไกล

ทำไม EDRVI (ไม่ใช่ PLSF หรือ DRVI ธรรมดา)

EDRVI (Enhanced DRVI — real-time frequency modulation) ให้ครบทั้ง 3 อย่างที่งานนี้ต้องการ ในคำสั่งเดียว

• วิ่งต่อเนื่อง — ตั้งจำนวนพัลส์ = K2147483647 (0x7FFFFFFF) → ออกพัลส์ต่อเนื่อง ทางบวกไม่รู้จบ (0x80000000 = ทางลบ) — เป็น sentinel ที่คู่มือรองรับ ไม่ใช่ move ที่จะจบ เฉพาะ EDRVI เท่านั้น ที่ทำได้ EDRVA ไม่มีโหมดนี้
• accel/decel ในตัว — ตั้งเวลาเร่ง/ชะลอแยกกันได้ (trapezoidal/S-curve) ไม่ต้องไล่ความถี่ ทีละ step ด้วยซอฟต์แวร์ → เข้า RUN ก็ตั้งความถี่เป็น F_run คำสั่งเร่งให้เองนุ่มๆ
• เปลี่ยนความถี่เรียลไทม์ — แก้รีจิสเตอร์ความถี่ระหว่างวิ่ง คำสั่งคำนวณเส้นโค้งใหม่ พร้อม accel/decel ให้เอง → ใช้ทำ sync trim ได้ตรงๆ

หมายเหตุ: ในโหมด continuous เปลี่ยน "จำนวนพัลส์" ไม่ได้ หลังเริ่มแล้ว — แต่ ความถี่ เปลี่ยนได้ (ซึ่งคือสิ่งที่เราต้องการ) ส่วนเวลา accel/decel ตั้งครั้งเดียวตอนเริ่ม แก้ระหว่างวิ่งไม่ได้

Homing ยังใช้ ZRN (หา proximity แล้วหยุดให้เอง interrupt-based) ZRN กับ EDRVI ใช้พอร์ต Y0/Y1 ร่วมกัน จึง สลับกันทำงานตาม state ไม่เปิดพร้อมกัน

State machine (D100)

0 IDLE → 1 HOMING → 2 RUN → 3 STOPPING → 0
ZRN เปิดเฉพาะ state 1   |   EDRVI (Y0/Y1) เปิด state 2–3
การเร่งเข้าสู่ RUN และการชะลอตอน STOPPING เป็นหน้าที่ของ EDRVI เอง — ไม่มี state RAMP แยก

กลไกปลายเกียร์ = จานหมุน + ข้อเหวี่ยง

ปลายเกียร์เป็น จานกลมหมุนต่อเนื่อง (15 รอบ/นาที) มีหมุดข้อเหวี่ยงที่ริมจาน (เหมือนเพลาข้อเหวี่ยง) ไม่ใช่แผ่นวิ่งเชิงเส้น จึงเป็น การหมุนทางเดียวต่อเนื่อง — ตรงกับ EDRVI continuous พอดี (ไม่มีกลับทิศ ไม่มีลิมิตปลายทาง) Home Sensor จับธงที่ริมจาน 1 ครั้ง/รอบ ใช้เป็นดัชนีตำแหน่งมุม

วิธี Sync — ล็อกเฟส 2 จานให้ตรงกัน (ไม่ใช่แค่ความเร็วเท่า)

เพราะเป็นจานข้อเหวี่ยง 2 ตัวที่ต้องประสานกัน สิ่งที่ต้องคุมคือ เฟส (มุมหมุดตรงกัน) ไม่ใช่แค่ความเร็วเฉลี่ยเท่า — ความถี่ต่างกันนิดเดียวจะสะสมเป็นเฟสเคลื่อนเรื่อยๆ

ทำเป็น phase lock (ตรงกับที่โจทย์อยากให้เทียบเวลาผ่าน Home ของ 2 ตัว): แกน 1 ตรึงที่ F_run เป็น master, ตัวจับเวลาเฟส D340 รีเซ็ตทุกครั้งแกน 1 ผ่าน Home แล้ว จับค่าตอน แกน 2 ผ่าน Home → D342 = แกน 2 ตามหลัง/นำหน้าแกน 1 กี่ 10ms ถ้าหลุดแบนด์ก็เร่ง/หน่วง แกน 2 ชั่วคราว (±Δ) ให้หมุดกลับมาตรงมุม (เริ่มต้นทั้งคู่ homed พร้อมกันจึงตรงเฟสตั้งแต่ต้น ความเร็วเท่ากันเป็นผลพลอยได้) ค่าแบนด์ K5/K200/K395 อิงคาบ 4000ms — ถ้าเปลี่ยน rpm/PPR ต้องปรับ

ทางเลือกที่แม่นกว่า — electronic crankshaft ด้วยตัวนับพัลส์: ZRN ศูนย์ตัวนับสะสม D8140(Y0)/D8142(Y1) เป็น 0 ตอน home อยู่แล้ว พอวิ่ง EDRVI ต่อเนื่อง ผลต่าง D8140 − D8142 คือค่าเฟสเป็นจำนวนพัลส์ตรงๆ (ละเอียดระดับ 1/PPR รอบ) จะ trim จากค่านี้ แทนเวลา Home ก็ได้ แล้วใช้ Home Sensor เป็นตัวตรวจ/รีเซ็ตเฟสเป็นระยะ

หมายเหตุการใช้งานจริง (ต้องจูนหน้างาน)

• EDRVI operand = DRVI ทุกตัว (<pulses> <freq> <accel> <decel> <pulseY> <dirY>) ต่างแค่ "ความถี่" แก้ระหว่างวิ่งได้ — ในที่นี้ pulses = K2147483647 (continuous +)
• ลำดับ operand ของ ZRN — ใช้ฟอร์ม creep ก่อน seek ตามตัวอย่าง servo-homing-zrn (คู่มือบางหน้าสลับ seek มาก่อน — ยืนยันตอนคอมไพล์ F4)
• ทิศทาง — สมมติเดินหน้า = DIR OFF (M8068/M8192~ ปรับ polarity ได้) แกนไหนกลับทิศให้สลับสาย DIR หรือใส่ความถี่ติดลบ
• หน่วงตอน Servo-ON — มี timer 200ms (T2) กันไม่ให้ ZRN เริ่มก่อนไดรฟ์พร้อม
• STOPPING ตั้งความถี่เป็น creep แล้วรอ decel (T3 ~1.5s) ก่อนค่อยจอดที่ Home ทีละแกน (ตรงกับ "อาจจะหน่วงเวลานิดหน่อย" ในโจทย์)
• โปรแกรมนี้เป็น ฉบับร่างสำหรับนำเข้า + คอมไพล์ (F4) + ทดสอบบนฮาร์ดแวร์ แล้วค่อยปรับจูน