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SIMATIC DP， ET 200 PRO 的電子模塊 8 DI 24V DC， 模塊診斷; 包括總線模塊， 接口模塊 IO 6ES7194-4..00-0AA0 單獨訂貨

長沙玥勵自動化設備有限公司（西門子系統(tǒng)集成商）長期銷售西門子S7-200/300/400/1200PLC、數(shù)控系統(tǒng)、變頻器、人機界面、觸摸屏、伺服、電機、西門子電纜等，并可提供西門子維修服務，歡迎來電垂詢 

第一部分：ET200S工藝模塊1Count24V/100kHz

1．概述

       ET200S工藝模塊主要包括四種類型：模塊1Count24V/100kHz，1Count5V/500kHz，1SSI，2PULSE。本文通過一個簡單的調(diào)試例程，描述怎樣按照工藝要求設置ET200S工藝模塊1Count24V/100kHz的功能應用，以及應用、操作和測試相應的軟硬件。

    工藝模塊1Count24V/100kHz主要包括以下幾種操作模式：

   （1）計數(shù)模式：包括連續(xù)計數(shù)，周期計數(shù)和單次計數(shù)

   （2）測量模式：包括頻率測量，周期測量和轉(zhuǎn)速測量

   （3）位置檢測：這個模式是連續(xù)計數(shù)功能的一部分，用來在等時模式作為一個純輸入模塊使用。

    本文主要描述該模塊在計數(shù)模式下的使用，測量模式等請參考計數(shù)功能使用。

2．系統(tǒng)的硬件體系結(jié)構(gòu)

圖 1 系統(tǒng)的硬件體系結(jié)構(gòu)

    本示例為一套S7-300 PLC通過ET200S 1Count24V/100kHz模塊從24V增量型編碼器讀取計數(shù)數(shù)據(jù)，監(jiān)控旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。

    圖1為示例系統(tǒng)的配置圖，圖中包含如下的硬件：

    ?一臺筆記本電腦或PG/PC

    ?一塊CP5512

    ?一套S7-300 PLC

    ?一套ET200S系統(tǒng)

3．硬件和軟件需求

表3－1硬件訂貨信息
 

表3－2軟件訂貨信息

4．硬件安裝與接線

連接的編碼器類型：

（1）24V脈沖發(fā)生器（不帶方向信號）

（2）24V脈沖發(fā)生器（帶方向信號）

（3）24V增量型編碼器

圖2 編碼器連接

5．系統(tǒng)組態(tài)及參數(shù)設置

  （1）硬件配置 

       按照圖1硬件配置圖進行連接，一套S7-300 PLC作為DP主站連接ET200S
   從站系統(tǒng)，24V增量型編碼器按圖2接線圖依次接入
   ET200S   1Count24V/100kHz模塊。

  （2）系統(tǒng)組態(tài)及參數(shù)設置

    在STEP7管理器中新建一個名為Latch_ET200S_1COUNT的項目，插入一個SIMATIC 300 STATION，命名為1COUNT，然后在硬件組態(tài)中按訂貨號和硬件安裝次序依次插入機架、CPU、ET200S標準從站模塊和ET200S 1COUNT計數(shù)模塊（從硬件列表中選擇模塊1COUNT 24V/100kHz C）。

圖3主站硬件組態(tài)

ET200S 1COUNT模塊參數(shù)配置如圖4所示。

圖4參數(shù)設置
 

    參數(shù)Signal evaluation A*    B *和Sensor A*    B * DI 根據(jù)連接的編碼器類型進行選擇，此處選擇PNP類型24V增量型編碼器；

    參數(shù)Direction input B *可設置成正方向或反方向；

    參數(shù)Type of counting mode可設置三種計數(shù)模式：連續(xù)計數(shù)，周期計數(shù)和單次計數(shù)；

    其他參數(shù)設置選擇默認值即可。

   （3）例程

       循環(huán)程序OB1：

//預設

      L     0                                     //刪除控制位

      T     DB1.DBD    0

      T     DB1.DBD    4

      SET

      S DB1.DBX4.0                         //打開軟件門

//寫控制接口

      L     DB1.DBD    0                     //寫8字節(jié)到 1SSI模塊

      T     PQD  264

      L     DB1.DBD    4                            //輸出起始地址

      T     PQD  268

//讀反饋接口

      L     PID  264                         //從 1SSI模塊讀8字節(jié)

      T     DB1.DBD    8

      L     PID  268                         //輸入起始地址

      T     DB1.DBD   12

控制接口的參數(shù)分配如圖5，在硬件組態(tài)里，對應計數(shù)模塊的輸出區(qū)8個字節(jié)（PQB264 ~ PQB271）。在上面例程中，DB1中8個字節(jié)（DB1.DBB0~DB1.DBB7）用來存放控制接口的參數(shù)。

圖5 控制接口參數(shù)分配

反饋接口的參數(shù)分配如圖6，在硬件組態(tài)里，對應計數(shù)模塊的輸入?yún)^(qū)8個字節(jié)（PIB264 ～PIB271）。在上面例程中，DB1中8個字節(jié)（DB1.DBB8 ～ DB1.DBB15）用來存放反饋接口的參數(shù)。

圖6 反饋接口參數(shù)分配

6．測試、監(jiān)控與診斷

圖7 變量表監(jiān)控

在STEP7管理器Blocks中建立變量表，在變量DB1.DBD 8（反饋接口Bytes 0～3）中監(jiān)控測量的編碼器值，通過變量DB1.DBX 13.6 （STS_C_UP）和DB1.DBX 13.7（STS_C_DN）監(jiān)控編碼器值的變化方向。

7．功能

    7．1計數(shù)輸入的控制：

   通過軟件門控制

   軟件門與硬件門(“與”邏輯操作)

   7．2門控功能

   軟件門：通過用戶程序控制

      當使能軟件門控制位時，在參數(shù)配置里采用“interrupt counting
    procedure”，從裝載值開始計數(shù)，當軟件門停止后再使能，計數(shù)從停止時的
  計數(shù)值開始繼續(xù)計數(shù)；

      在參數(shù)配置里采用“terminate counting procedure”，從裝載值開始計
  數(shù)，當軟件門停止后再使能，計數(shù)從裝載值開始重新計數(shù)；

圖8 硬件門使用

    硬件門：在硬件門使能后，通過數(shù)字量輸入控制，功能和軟件門控制一樣。前提是如圖8所示，在參數(shù)“Function DI”里設置成“hardware gate”。

7．3鎖存功能

    鎖存與重新觸發(fā)：

    在硬件組態(tài)中參數(shù)配置“Function DI”使能“鎖存與重新觸發(fā)”后，在用戶程序中把軟件門使能，當數(shù)字量輸入端有上升沿脈沖時，把當前計數(shù)值鎖存。計數(shù)功能繼續(xù)進行，直到數(shù)字量輸入端有下一個上升沿脈沖，鎖存當前計數(shù)值并開始從裝載值重新計數(shù)。

    如果你在這個過程中直接裝入裝載值，不會改變在反饋字中的鎖存值。如果關閉軟件門，只是中斷計數(shù)，而數(shù)字量輸入中鎖存和重新觸發(fā)功能仍然有效。

    注意在軟件門使能后，當數(shù)字量輸入端有第一個上升沿時，計數(shù)模式開始進行，參考圖9鎖存和重新觸發(fā)功能時序圖。

圖9 鎖存和重新觸發(fā)功能時序圖

鎖存：

    在硬件組態(tài)參數(shù)配置“Function DI”中使能“鎖存”后，在用戶程序中把軟件門使能，當數(shù)字量輸入端有上升沿脈沖時，鎖存計數(shù)值。計數(shù)功能繼續(xù)進行，直到數(shù)字量輸入端有下一個上升沿脈沖，鎖存新計數(shù)值。

    注意如果你在這個過程中直接裝入裝載值，不會改變在反饋字中的鎖存值。如果關閉軟件門，只是中斷計數(shù)，而數(shù)字量輸入中鎖存功能仍然有效。

圖10 鎖存功能時序圖

  7．4同步功能

同步功能只能在單次計數(shù)和周期計數(shù)模式下使用?？梢允褂眯D(zhuǎn)編碼器的零標志位做為參考信號。先使能軟件門，然后使能同步控制位，在單次計數(shù)同步中，數(shù)字量輸入中從第一個上升沿脈沖開始從裝載值進行同步計數(shù)。而在周期計數(shù)同步中，數(shù)字量輸入中第一個上升沿脈沖和后續(xù)的每個上升沿脈沖使計數(shù)器從裝載值開始同步計數(shù)。在完成同步后，狀態(tài)位“STS_SYN”被置位。

圖11 同步功能時序圖

7．5在計數(shù)模式里對輸出的控制

    計數(shù)模板有一個數(shù)字量輸出和一個虛擬的數(shù)字量輸出（存在于反饋接口的狀態(tài)位上），可以存儲兩個比較值，依靠計數(shù)值和比較值的關系可以對輸出進行控制：

   （1）  直接對輸出進行控制

    使能控制位CTRL_DO1和CTRL_DO2，通過控制位SET_DO1和SET_DO2直接對輸出進行控制。狀態(tài)位STS_CMP1和STS_CMP2顯示了相應的輸出狀態(tài)。直到這些狀態(tài)位被確認，他們一直保持現(xiàn)有狀態(tài)；如果沒有使能DO1和DO2，通過控制位SET_DO1和SET_DO2直接影響這些狀態(tài)位。

    下面四種輸出形式的使用情況和直接控制輸出類似，需要先裝載比較值，根據(jù)設定的比較條件對輸出進行控制。

   （2）  計數(shù)值>＝比較值

    舉例：設定一個比較值2000，當計數(shù)值大于等于2000時，使能DO1輸出。

硬件組態(tài)：

圖12 比較值輸出

     計數(shù)模塊的參數(shù)設置如圖12所示，只需設置參數(shù)“Function DI”為“Counter>=comparison value”模式，其他參數(shù)設置參照圖4普通計數(shù)模式。

主程序：

//預設

      SET  

      S     DB1.DBX    4.0                 //置位軟件門

      S     DB1.DBX    4.4                 //使能DO1

//裝入比較值

      A     M    100.0                             //觸發(fā)位

      S     DB1.DBX    5.2

      L     DB1.DBD    4

      T     PQD  268

      L     2000

      T     DB1.DBD    0

      T     PQD  264

      AN    M    100.0

      R     DB1.DBX    5.2

      L     DB1.DBD    4

      T     PQD  268

//寫控制接口

      L     DB1.DBD    0                //寫8字節(jié)到 1SSI模塊

      T     PQD  264

      L     DB1.DBD    4                //輸出起始地址

      T     PQD  268

//讀反饋接口

      L     PID  264                      //從 1SSI模塊讀8字節(jié)

      T     DB1.DBD    8

      L     PID  268                      //輸入起始地址

      T     DB1.DBD   12

    監(jiān)控與測試：通過使能M100.0，裝入比較值1（2000），當編碼器計數(shù)值大于等于2000時，使能輸出DO1，同時置位狀態(tài)位STS_CMP1（DB1.DBX14.3）和STS_DO1（DB1.DBX13.3）。

圖13 比較值<2000

圖14 比較值>＝2000

   （3）  計數(shù)值<＝比較值

   （4）  到達比較值時輸出脈沖

   （5）  到達比較值時開關輸出（僅限DO1）

第二部分：ET200S工藝模塊1Count5V/500kHz 

    工藝模塊1Count5V/500kHz的使用可參考第一部分的描述，其不同點主要體現(xiàn)在硬件接線和硬件組態(tài)的參數(shù)配置上。

1．硬件接線圖

    模塊只能連接5V增量型編碼器。

圖15 硬件接線圖

2．硬件組態(tài)和參數(shù)配置

. 概述
ET200S 功能模塊主要包括四種類型：模塊1Count24V/100kHz, 1Count5V/500kHz, 1SSI 和 2 PULSE。本文主要針對初次使用 2 PULSE 功能模塊的用戶，介紹 2 PULSE 兩路脈沖輸出功能模塊的功能、配置及簡單編程。但是本文無法取代 ET200S 功能模塊手冊《ET 200S Technological Functions》。建議用戶通過此文檔掌握該模塊的初步調(diào)試和使用方法后，仔細閱讀模塊手冊《ET 200S Technological Functions》，進一步加深對ET200S 功能模塊的理解。

2. 模板介紹

圖 1 2 PULSE 模塊外形

模板訂貨號：6ES7 138-4DD00-0AB0
模板功能：該模塊可以產(chǎn)生脈沖信號對被控對象進行控制。
工作模式：脈沖輸出模式；脈寬調(diào)制(PWM)模式；脈沖串模式；On/Off延時模式。
模板主要屬性：輸出脈沖個數(shù)：2；輸出脈沖電壓：24V；輸出脈沖最大頻率：2.5kHz

3. 模板接線圖

圖 2 接線端子

含義：
Channel 0: 端子1 到 4
Channel 1: 端子5 到 8
24 VDC：傳感器電源
M：公共端
DI：輸入信號
DO：輸出信號

4. 硬件配置
2 PULSE 功能模板基本可以和任意ET200S 接口模塊一起使用，本文中以 IM151-3PN 接口模塊為例。

主要軟、硬件列表：

表 1 軟硬件配置

圖 3 系統(tǒng)配置圖

5. 硬件組態(tài)及參數(shù)配置
按照圖 3 通過網(wǎng)線連接 CPU315-2PN/DP 與 IM151-3PN 的PN 接口并將 ET200S 站的I/O 模板和功能模板安裝好，正確連接電源線和信號線。
打開 STEP7，在管理器中新建一個項目，插入相應的 S7-300 站，進入硬件配置界面，配置 PN I/O 和其他相關模塊（圖 4）。由于本文主要介紹 ET200S 2 PULSE 模塊，其他配置過程不在詳細描述，如有關于 PN I/O 配置的問題請參閱相關手冊和說明，參考鏈接：26707214

圖 4 硬件組態(tài)

ET200S 2 PULSE 模塊參數(shù)配置界面：

圖 5 2 PULSE 模塊參數(shù)界面

其中參數(shù)含義：
1. 組診斷；
2. CPU/主站停機時輸出的狀態(tài)：可以選擇繼續(xù)工作、使用替代值等模式；
3. 通道編號 0；
4. DO 診斷：可以診斷輸出斷線、短路等；
5. 替代值：配合參數(shù) 2 使用；
6. 運行模式：更改 2 PULSE 輸出模式，包括脈沖輸出，脈寬調(diào)制(PWM)，脈沖串，On/Off 延時等模式；
7. PWM(脈寬調(diào)制)的輸出模式：可以使用千分數(shù)或者S7 模擬量格式的值；
8. 時基：后面所有跟時間相關的參數(shù)都以該參數(shù)為時間單位；
9. DI 數(shù)字量輸入的功能：可作為普通輸入和硬件使能使用；
10. 接通延時；
11. 最小/脈沖時間；
12. 周期時間；
13. 通道編號 1；
將項目配置好后，存盤編譯并下載，參數(shù)配置隨即生效。

6. 編程
該模板跟很多其他的 ET200S 功能模板類似，都是通過外部 I/O 直接對模板進行控制和反饋。ET200S 2 PULSE 模塊輸入/輸出分配詳見表 2，表 3：
控制信號（輸出）：

表 2 輸出地址分配

反饋信號（輸入）

表 3 輸入地址分配

為了便于對該模板地址中的位、字節(jié)、字等地址的讀寫，我們根據(jù)模板的硬件地址將需要的輸入/輸出地址通過程序映射到一個接口 DB 塊中，以后的操作都針對該 DB 塊中相應的地址進行讀寫即可（見圖 6）：

圖 6 項目程序

7. 模式說明及舉例

7.1.脈沖輸出模式：
脈沖輸出模式可以使 2 PULSE 模塊在輸出使能后通過一定時間的延遲后輸出一個給定脈沖寬度的脈沖輸出。時序請參見圖 7：

圖 7 脈沖輸出時序圖

脈沖數(shù)出參數(shù)配置：

圖 8 脈沖數(shù)出參數(shù)配置

在 2 PULSE 模塊參數(shù)界面，選擇運行模式為 pulse output，時基為 1ms，DI 輸入功能為普通輸入，所以在運行的時候輸出將不參考硬件使能的狀態(tài)。啟動延時設為 1000ms。
通過圖 7 可以看出脈沖輸出模式需要在程序里面給定給兩個主要的數(shù)值：脈沖時間和接通延時時間，其中：
脈沖時間 = 給定數(shù)值 * 參數(shù)設定的時基
接通延時 = 延時系數(shù) * 0.1 * 參數(shù)設定的啟動延時
變量表賦值：

圖 9 脈沖數(shù)出賦值變量表

根據(jù)輸入/輸出地址定義，將相應的值寫到相應的地址中，在本例中數(shù)值為：
脈沖時間 = 2000 * 1ms= 2s
接通延時 = 10 * 0.1 * 1000ms = 1s
這時，當激活軟件使能 DBX52.0 時，觀察 DB2.DBX0.1 會經(jīng)過 1s 的延時后輸出一個 2s 寬的脈沖。

7.2.脈寬調(diào)制（PWM）模式：
在脈寬調(diào)制模式下，該模塊可以輸出一個脈沖序列，用戶可以通過修改輸出值來修改脈沖序列的脈沖寬度，可以通過系數(shù)修改脈沖的周期。時序見圖 10

圖 10 脈寬調(diào)制（PWM）模式時序圖

脈寬調(diào)制(PWM)的參數(shù)配置

圖 11 脈寬調(diào)制（PWM）模式參數(shù)配置

1. 選擇運行模式為脈寬調(diào)制(PWM)；
2. 輸出 PWM (脈寬調(diào)制)的輸出模式：本例中使用千分數(shù)；
3. 時基為 1ms；
4. DI 為普通輸入，不作為硬件使能；
5. 啟動延時為 1000ms；
6. 最小脈沖寬度 10ms (調(diào)節(jié)脈沖寬度時，最小不能小于此值)；
7. 脈沖周期時間為 1000ms；
脈寬調(diào)制(PWM)模式可以在程序里面給定給兩個主要的數(shù)值：脈沖寬度和脈沖周期，其中：
脈沖周期 = 周期系數(shù) * 0.1 * 參數(shù)預設的脈沖周期
脈沖寬度 = （給定數(shù)值 / 1000） * 脈沖周期
通過變量表賦值：

圖 12 脈寬調(diào)制（PWM）模式賦值變量表

根據(jù)輸入/輸出地址定義，將相應的值寫到相應的地址中，在本例中數(shù)值為：
脈沖周期 =10 * 0.1 * 1000ms = 1s
脈沖寬度 = （500 / 1000） * 1s = 0.5s
這時，當激活軟件使能 DBX52.0 時，觀察 DB2.DBX 0.1 將經(jīng)過 1s 的延時后輸出一個占空比為 1:1 的 1Hz 頻率脈沖。要改變脈沖寬度，直接修改 DB2.DBW 50 的給定值即可。

7.3.脈沖串輸出模式：
在脈沖串輸出模式中，該模塊可以輸出一個固定脈沖個數(shù)的脈沖串，用戶可以定義脈沖個數(shù)和修改脈沖周期時間。時序見圖：

圖 13 脈沖串輸出模式時序圖

脈沖串輸出的參數(shù)配置：

圖 14 脈沖串輸出模式參數(shù)配置

將參數(shù)中的運行模式更改為 pulse train，脈沖寬度賦值為 100ms，其他參數(shù)與前面模式類似。
脈沖串輸出模式可以在程序里面給定給兩個主要的數(shù)值：脈沖個數(shù)和脈沖周期，其中：
脈沖個數(shù) = 給定數(shù)值
脈沖周期 = 周期系數(shù) * 0.1 * 參數(shù)預設的脈沖周期
通過變量表賦值：

圖 15 脈沖串輸出模式賦值變量表

根據(jù)輸入/輸出地址定義，將相應的值寫到相應的地址中，在本例中數(shù)值為：
脈沖周期 = 2 * 0.1 * 1000ms = 200ms
脈沖個數(shù) = 50
這時，當激活軟件使能 DBX52.0 時，觀察 DB2.DBX 0.1 會經(jīng)過 1s 的延時后輸出 50 個周期為 200ms 的脈沖串。將該脈沖串接到計數(shù)功能模板的輸入做計數(shù)，可以由圖16 看到計數(shù)的結(jié)果為 50 個。要改變脈沖周期，直接修改 DB2.DBW 53 的系數(shù)值即可。

圖 16 脈沖串輸出模式計數(shù)測試結(jié)果

7.4.On/Off-Delay 模式
在 On/Off-Delay 輸出模式下，該模塊輸出可以根據(jù)數(shù)字量輸入的狀態(tài)做延時接通和延時關斷。時序見圖：

圖 17 On/Off-Delay 模式時序圖

On/Off-Delay 的參數(shù)配置：

圖 18 On/Off-Delay 模式參數(shù)配置

將參數(shù)中的運行模式更改為 on-/off-delay，并設定接通延時為 1000ms，其他參數(shù)與前面模式類似。
On/Off-Delay 模式可以在程序里面給定給兩個主要的數(shù)值：關斷延時時間和接通延時時間，其中：
關斷延時 = 給定數(shù)值 * 參數(shù)預設的時基
接通延時 = 接通延時系數(shù) * 0.1 * 參數(shù)預設的接通延時
通過變量表賦值：

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