西門(mén)子 6AG1132-4BF50-7AA0 西門(mén)子 6AG1132-4BF50-7AA0 西門(mén)子 6AG1132-4BF50-7AA0
SIPLUS ET 200S EM 8 DO 24V DC/ 0.5 -25...+70°C 基于 6ES7132-4BF50-0AA0
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1． IO-Link 基本功能介紹
IO-Link 是PROFIBUS 和PROFINET組織推出的一種新的傳感器/執(zhí)行器層面的協(xié)議。其定位與傳統(tǒng)接線(xiàn)和AS-i協(xié)議之間的部分。其采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式。其具有非常強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，例如其與傳統(tǒng)接線(xiàn)方式比較能夠大量的節(jié)省布線(xiàn)的工作量和成本，與AS-i比較而言其能獲得更多的信息，以及易于移植等。IO-Link具有master 和device的結(jié)構(gòu)形式，master具有一個(gè)或多個(gè)port能夠連接device。4SI IO-Link具有4個(gè)port能夠連接4個(gè)device。
2． 4 SI IO-Link使用步驟
2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
| PS307 電源 6ES7 307-1BA00-0AA0 1個(gè) |
| CPU 6ES7 315-2AG10-0AB0 1個(gè) |
| ET200S 6ES7 151-1AA05-0AB0 1個(gè) |
| 4SI IO-Link 6ES7138-4GA50-0AB0 1個(gè) |
| IO-Link Module K20 4DI 3RK5010-0BA10-0AA0 1個(gè) |
| 傳感器 1個(gè) |
| STEP7 V5.4 SP5(含PCT) |
2.2 硬件接線(xiàn)
2.2.1 4SI IO-Link硬件接線(xiàn)
4SI IO-Link必須在ET200S上使用（6ES7 151-1BA02-0AB0，6ES7 151-1AA05-0AB0，6ES7 151-7AA20-0AB0）并配合相應(yīng)的終端模塊。
圖1為4SI IO-Link電子模塊的端子分配圖,圖2為終端模塊的接線(xiàn)示意圖.
圖1. 4SI IO-Link模塊端子分配
圖2.可用終端模塊及接線(xiàn)圖
2.2.2 IO-Link Module K20 4DI硬件接線(xiàn)
如圖所示該模塊需要使用M12的接頭進(jìn)行連接，對(duì)于M12接頭的選擇而言首先要考慮接頭的編碼方式，其次需要了解其為插針還是插座，如果需要選擇帶預(yù)裝電纜則要考慮連接電纜的數(shù)量。
圖3. IO-Link Module K20 4DI接線(xiàn)圖
如圖所示，通過(guò)PCT我們能夠知道IO-Link Module K20 4DI 連接傳感器M12接口的類(lèi)型（插座）
圖4. IO-Link Module K20 4DI M12插頭的類(lèi)型
圖5. IO-Link Module K20 4DI M12插頭的管腳定義
因5號(hào)管腳未使用，所以對(duì)照下圖我們能夠確定我們可以選擇下列編碼類(lèi)型的M12連接器插頭（插針）
圖6.M12接頭編碼示意圖
下圖為M12接頭的參考訂貨號(hào)。
圖7.M12插頭參考訂貨號(hào)
如選用了預(yù)裝配電纜請(qǐng)參照下圖定義：
圖8.M12插頭預(yù)裝配電纜的顏色及功能定義
對(duì)于IO-Link 連接的M12接頭的管腳定義如下圖所示：
圖9.IO-Link M12接頭的管腳定義
對(duì)應(yīng)的M12連接頭在4SI IO-LINK手冊(cè)中已給出了參考型號(hào)：
圖10.IO-Link M12接頭參考型號(hào)
2.3 硬件組態(tài)
2.3.1 站的配置
（1）在SIMATIC Manager 中創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，并 組態(tài)一個(gè)300站及ET200S從站。如圖所示：
圖11.配置300站
（2）配置ET200S站(插入4SI IO-Link)
圖12：配置ET200S
2.3.2 通過(guò)PCT設(shè)置IO-Link參數(shù)
(1)鼠標(biāo)左鍵選中4SI IO-Link，通過(guò)右鍵菜單打開(kāi)PCT：
圖13：打開(kāi)PCT
(2)如圖可通過(guò)拖拽的方式配置device：
圖14：配置IO-Link device
(3)如圖點(diǎn)擊Addresses菜單打開(kāi)地址配置界面：
圖14：PCT參數(shù)化界面-Addresses
勾選 Show absolute addresses，則可看到端口對(duì)應(yīng)與主站的絕對(duì)地址
圖15：PCT參數(shù)化界面-Addresses
勾選 Port Qualifier,則主站會(huì)為每個(gè)端口分配一個(gè)bit，用于反映通訊狀況。
圖16：PCT參數(shù)化界面-Addresses
勾選 Structure of Process Data下的All Port ,則能夠看到各端口IO與master地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
圖17：PCT參數(shù)化界面-Addresses
(3)通過(guò)PCT 下載參數(shù)設(shè)置：
如果已經(jīng)連接了device 可通過(guò)如下按鈕下載參數(shù)配置
圖18：PCT參數(shù)化界面-下載
可通過(guò)如下按鈕單獨(dú)下載master或device的參數(shù)配置
圖19：PCT參數(shù)化界面-下載
(4)保存PCT參數(shù)設(shè)置：
圖20：保存PCT參數(shù)設(shè)置
(5)保存硬件組態(tài)
圖21：保存硬件組態(tài)
2.4 程序調(diào)用及編寫(xiě)
對(duì)于INPUT/OUTPUT而言可以通過(guò)直接的IO訪(fǎng)問(wèn)的方式進(jìn)行讀取
. HART變量的基本概念與基本使用
1.1 簡(jiǎn)介
HART (Highway Addressable Remote Transducer)，可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道的開(kāi)放通信協(xié)議, HART協(xié)議使用FSK技術(shù)，在4~20mA信號(hào)過(guò)程量上疊加一個(gè)頻率信號(hào)，成功的實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)雙向通訊，而不互相干擾。
HART 模擬量模塊是指除了可以提供模擬量數(shù)值外，還可以提供 HART 通訊功能的模擬量模塊。HART 模擬量模塊可以用于PROFIBUS-DP 的分布式 I/O 從站中。（使用6ES7153-2BA02-0AB0及更高版本或6ES7153-2BB02-0AB0及更高版本的接口模塊作為連接 PROFIBUS-DP 的從站接口）。
1.2 多變量讀取
在實(shí)際應(yīng)用中通常用SFC58，SFC59進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄的讀寫(xiě)實(shí)現(xiàn)多變量的讀取。但6ES7153-2BA02-0AB0 或更高版本可以使用HART變量直接進(jìn)行多變量的讀取。
1.3 HART變量
基本要求：IM 153-2（6ES7153-2BA02-0AB0 或更高版本）和 STEP 7（V5.4 SP3 或更高版本）
地址分配：HART 模塊占用 16 個(gè)輸入/輸出字節(jié)。 如果組態(tài) HART 變量，該模塊將為每個(gè) HART變量分配5 個(gè)字節(jié)，其中4個(gè)字節(jié)表示過(guò)程值，一個(gè)字節(jié)表示質(zhì)量代碼。
HART變量數(shù)量：6ES7153-2BA02-0AB0模塊可以最多分配 8 個(gè) HART 變量，每個(gè)通道的HART 變量不超過(guò) 4 個(gè)。 您可以在模塊的屬性對(duì)話(huà)框中為通道分配 HART 變量。
IO資源：如果使用全部 8 個(gè) HART 變量，則 每個(gè)HART 模擬量輸入模塊總共占用 56 個(gè)輸入/輸出字節(jié)（16 個(gè)字節(jié) + 8 x 5 個(gè)字節(jié) = 56 個(gè)字節(jié)）?！盁o(wú)”組態(tài)不占用其它輸入字節(jié)。
組態(tài) HART 變量：可以在 STEP 7 HW Config 中分配 HART 變量。
多變量：PV，SV，TV，QV
● PV（Primary Variable，主變量）
● SV（Secundary Variable，二級(jí)變量）
● TV（Teritary Variable，三級(jí)變量）
● QV（Quatenary，四級(jí)變量）
HART變量結(jié)構(gòu)：
圖1
質(zhì)量代碼含義：
| Quality-Code (QC) | Meaning | 含義 |
| 0x4C or 0 | Initialization: 0 value of IM and 4C of module | 初始化：IM 的值為 0，模塊為 4C |
| 0x18 | Communication cancelled / no communication | 通訊已取消/無(wú)通訊 |
| 0x0C | Fault in HART device | HART 設(shè)備故障 |
| 0x47 | HART device is busy | HART 設(shè)備繁忙 |
| 0x84 | OK “Configuration changed” | “組態(tài)已更改” |
| 0x80 | OK | 正常 |
表1
1.4 直接讀取HART變量的條件：
(1) IM支持這種通訊方式
(2) 模板信息中有hart variables的可以支持
(3) 儀表本身也要能支持多變量
只有在三者滿(mǎn)足的情況下才可以通訊成功。
接口模板是否支持直接讀取HART變量請(qǐng)參見(jiàn)下圖：
6ES7153-2BA02-0AB0:
圖2
6ES7153-2BA01-0AB0:
圖3
HART 模擬量模塊是否支持直接讀取HART變量請(qǐng)參見(jiàn)下圖：
其中6ES7331-7TF01-0AB0支持。6ES331-7TF00-0AB0不支持。
圖4
2. 工程實(shí)例
2.1 軟硬件列表
| 模塊(軟件)名稱(chēng) | 模塊(軟件)型號(hào) | 定貨號(hào) | 數(shù)量 |
| 底板 | RACK | 6ES7390-1AE80-0AA0 | 1 |
| 電源 | PS307 | 6ES7307-1BA00-0AB0 | 1 |
| CPU | 315-2DP | 6ES7315-2AG10-0AB0 | 1 |
| MMC | MMC 4M | 6ES7953-8LM20-0AA0 | 1 |
| 以太網(wǎng)模塊 | 343-1 | 6GK7343-1CX10-0CE0 | 1 |
| ET200M接口模塊 | IM153-2 | 6ES7153-2BA02-0XB0 | 1 |
| HART模板 | 8XAI | 6ES7331-7TF01-0AB0 | 1 |
| HART儀表 | TH-300 | 7NG3212-0NN00 | 1 |
| 通訊電纜 | 6XV1830-0EH10 | 若干米 | |
| DP接頭 | 6ES7 972-0BB50-0XA0 | 2 | |
| Step7 | V5.4 SP4 | 6ES7810-4CC08-0YA5 | 1 |
表2
2.2 HART模板接線(xiàn)方法：
對(duì)于6ES7331-7TF01-0AB0模板和HART儀表的接線(xiàn)，請(qǐng)參見(jiàn)下圖：
(1)、紅色線(xiàn)為 +24V，黑色線(xiàn)為 0V。
(2)、黃色信號(hào)線(xiàn)為S+，棕色信號(hào)線(xiàn)為S-。
在例程中使用的HART儀表為兩線(xiàn)制，此時(shí)需要短接10，11。如果為四線(xiàn)制則不需要，具體接線(xiàn)請(qǐng)參考模板手冊(cè)。
圖5
2.3 硬件組態(tài)步驟：
a. 使用Step7 v5.4 創(chuàng)建300主站項(xiàng)目，在硬件組態(tài)窗口依訂貨號(hào)添加背板、電源、CPU、343-1模塊。參見(jiàn)下圖：
圖6
b. 雙擊DP接口，添加DP網(wǎng)絡(luò)并定義網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。參見(jiàn)下圖：
圖7
c. 添加訂貨號(hào)為6ES7153-2BA02-0AB0的DP從站，并定義地址為8。參見(jiàn)下圖：
圖8
d. 在8號(hào)從站插槽中中添加訂貨號(hào)為6ES7331-7TF01-0AB0的HART模擬量模板，并在通道4.0添加一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。參見(jiàn)下圖：
圖9
地址分配列表：例程使用了4.0通道，即PIW272
 
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4.0 | 4.1 | 4.2 | 4.3 | 4.4 | 4.5 | 4.6 | 4.7 |
| PIW | 272 | 274 | 276 | 278 | 280 | 282 | 284 | 286 |
表3
e. 雙擊HART模擬量模板，在Inputs標(biāo)簽頁(yè)定義傳感器類(lèi)型。參見(jiàn)下圖配置：
圖10
f. 在HART variables標(biāo)簽頁(yè)定義HART變量，例程使用了前4個(gè)HART變量。
HART變量分配列表：
Variable 1為通道0的PV值，地址為PID288
Variable 2為通道0的SV值，地址為PID293
Variable 3為通道0的TV值，地址為PID298
Variable 4為通道0的QV值，地址為PID303
參見(jiàn)下圖配置：
圖11
g. 至此，組態(tài)完成，編譯保存并退出硬件組態(tài)界面。
h. 在程序塊中添加OB82、OB86、OB122冗錯(cuò)塊。參見(jiàn)下圖：
圖12
i. 在程序塊中添加變量表，并添加通道地址以及HART變量地址。參見(jiàn)下圖：
圖13
j. 至此，保存項(xiàng)目并下載至CPU。
2.4 測(cè)試
打開(kāi)變量表，在線(xiàn)監(jiān)控通道模擬量值(通道電流值)以及HART變量實(shí)際值。請(qǐng)參看下圖：
圖14
3 總結(jié)
使用擴(kuò)展的用戶(hù)接口(HART變量)可以直接在程序中使用IO進(jìn)行變量的讀取，節(jié)省通訊時(shí)間，但是占用大量IO區(qū)。
注意：對(duì)于多變量所針對(duì)的實(shí)際的物理意義需要參考設(shè)備手冊(cè)，如果需要對(duì)HART設(shè)備參數(shù)設(shè)定則需要使用PDM軟件及EDD文件進(jìn)一步操作。在此僅對(duì)HART變量的使用進(jìn)行說(shuō)明。關(guān)于HART更多信息請(qǐng)參考文檔《ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備 HART 模擬模塊》。
引用聲明
1. ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備 HART 模擬模塊 22063748
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