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西門子  6ES7141-4BH00-0AA0   西門子  6ES7141-4BH00-0AA0  西門子  6ES7141-4BH00-0AA0 

SIMATIC DP， ET 200 PRO 的電子模塊 16DI 24V DC， 模塊診斷; 包括總線模塊， 接口模塊 IO 6ES7194-4CB50-0AA0 單獨訂貨

長沙玥勵自動化設(shè)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(wù)，歡迎來電垂詢 

ET200S 1 步進模板使用入門
ET200S 1 5V/204KHz 步進模板入門

1. 模板介紹
1.1 總覽
ET200S 1 步進模板輸出脈沖來控制步進電機 ，輸出脈沖的數(shù)量決定步進電機的運動距離，輸出脈沖的頻率決定步進電機的速度。
模板訂貨號: 6ES7138-4DC00-0AB0
1.2 模板參數(shù)

圖. 1: 步進電機模板

• 1 通道，可控制1個步進電機
• 數(shù)字量輸入的參考點開關(guān)
• 外部停止或者外部脈沖使能數(shù)字輸入
• 脈沖和方向信號時RS422的差分輸出模式
• 最大輸出頻率: 204kHZ
• 最大脈沖數(shù): 1048575
• 4 LED 狀態(tài)指示燈
• 2 操作模式：尋找參考點和增量模式

2. 模板接線

圖. 2: 步進模板接線圖

• 端子1和5：脈沖差分信號
• 端子4和8：差分輸出的方向信號
• 端子2和3：外部停止或者外部脈沖使能數(shù)字量輸入ID。(功能選擇見 4.2 )
• 端子6和7：數(shù)字量輸入?yún)⒖键c開關(guān)

3. 硬件配置
步進模板可以安裝在ET 200S接口模板或者 ET200S CPU后面。
本文使用 IM151-7 CPU 為例。

表 1: 軟件和硬件配置

圖. 3: ET200S 站的配置圖
4. 硬件和參數(shù)設(shè)置
4.1 硬件配置
1) 根據(jù)圖. 2 和圖. 3完成ET200S的接線
2) 打開STEP7，創(chuàng)建一個新項目，并插入一個S7-300站
3) 從硬件目錄中選擇IM151-7 CPU直接拖拽到站配置窗口

圖. 4: 插入IM151-7 CPU
4) 依次在4槽和5槽插入電源模板 PM-E DC24 和步進模塊

圖. 5: 硬件配置
4.2 模板參數(shù)配置

圖. 6: 步進模塊參數(shù)接口
4.2.1 模板參數(shù)說明
1) 組診斷：組診斷
2) 基準頻率：基準頻率，以Hz為單位，標識Fb
3) 增益 n: 增益系數(shù) n，值范圍 1-255. 此增益系數(shù)決定啟動/停止頻率 Fss，并且計算公式為： Fss=Fb×n
4) 時間 i: 時間系數(shù) i, 值范圍 1-255. 該時間系數(shù)以Hz/ms決定加速和減速，計算公式為: a = Fb ×R / (i×0.128 ms)
5)功能 DI: 數(shù)字量輸入DI 功能可選，可以被組態(tài)為外部脈沖輸入或者外部停止信號，缺省是外部脈沖且已使能。
6) 外部 Stop, 限位 Stop: 外部 stop, 信號類型停止開關(guān). 接觸器觸點是常閉信號，以確保該接觸器信號，缺省是讀取常閉信號。
4.2.2 本文所例參數(shù)設(shè)置如下
本例參數(shù)配置見圖. 6.
1) 沒有激活組診斷
2) 基準頻率 4Hz
3) 乘法系數(shù) 1, 啟動/停止頻率 4Hz
4) 時間系數(shù) 1, 加速/ 減速 31.25 Hz/ms
5) 使能外部輸入脈沖
6) 外部輸入停止和限位信號為常閉類型
5. 編程
5.1 模板輸入/輸出地址分配
與其它ET200S功能塊類似，1STEP步進模板也通過直接讀寫I/O地址來對模板進行控制和訪問的。
反饋信號 (輸入), 占用 8 字節(jié). 如表 2 輸入地址分配所示。
控制信號 (輸出), 占用 8 字節(jié). 如表 3 輸出地址分配所示。
有關(guān)輸入和輸出變量分配的詳細信息請參閱 ET200S 位置控制和操作手冊。鏈接如下:
/cs/document/9260790?caller=view&lc=en-WW

表 2: 輸入地址分配

表 3: 輸出地址分配

5.2 項目例程
為了更好的實現(xiàn)按位，字節(jié)或字對模板進行讀寫，在梯形圖中使用MOVE指令接收輸入數(shù)據(jù)PIB272-PIB279 到MB10-MB17發(fā)送MB20-MB27到PQB272-PQB279，對1STEP模板的讀寫訪問均通過MB地址來進行。 
1STEP模板地址分配見圖. 5 

圖. 7: 例程編程
6. 模式描述和舉例

6.1 Search-for-reference-point 模式
通過執(zhí)行search-for-reference-point 模式來同步軸, 即.在機械零位和電氣零位之間創(chuàng)建連接關(guān)系。 
6.1.1 Search-for-reference-point 模式
Mode=1
參考點按照常開信號訪問
搜尋參考點輸出頻率 Fss 和 Fa。
Fss 啟動停止頻率，見章節(jié) 4.2.1相關(guān)描述。
Fa 輸出頻率: Fa = Fb ×G × R
Fb: 基準頻率. 在1STEP 模板參數(shù)中設(shè)置。 見章節(jié) 4.2.1相關(guān)描述。
增益 G: 增益系數(shù) G. 值范圍: 1-255, 參見模板輸出地址字節(jié): 0。
減少 R：減少系數(shù) R. 模板輸出地址字節(jié)4的第7位信號，參見表 3.模板輸出地址4.7=0, R=1. 模板輸出地址 4.7=0, R=0.1.

圖. 8: 搜尋參考點
6.1.2 search-for-reference-point模式例程
本例模式見圖. 8, viz. 搜尋 CW 方向.

1. 通過變量表寫輸出控制變量：
    
   圖. 9: 參考點模式控制變量
   1) M24.0=1 search-for-reference-point 模式 = 1
   2) M25.0=1, M25.1=1: 因為之前的模板參數(shù)配置中的限位開關(guān)是常閉輸入模式，在軟件限位信號觸發(fā)前為信號輸入?yún)⒁娬鹿?jié) 4.2.2.
   3) M25.2=0: 沒有激活軟件脈沖使能信號，因之前的模板參數(shù)配置中DI已經(jīng)作為外部脈沖信號使能，內(nèi)部軟件脈沖使能信號在此時不會使用，參見章節(jié) 4.2.2.
   4) 置位M24.2, 然后復(fù)位M24.4 (下降沿有效), 啟動search-for-reference-point模式. 輸出脈沖頻率為 Fa.
   5) MB20=1, M24.7=0: 增益系數(shù) G = 1, 減少系數(shù) R = 1, 頻率 ：
   Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz。
    
2. 通過變量表讀輸入狀態(tài)：
   
   圖. 10: 參考點模式變量表
   1) M15.2=1: 觸發(fā)外部脈沖使能信號
   2) M15.0 = 1: 驅(qū)動使能
   3) 之后 search-for-reference point啟動,  M14.0=1 位置被激活,  M15.7=1 位置被執(zhí)行. 等待參考點開關(guān)信號 M15.1.
   4) M15.1=1: 參考點信號到達, 尋找參考點已完成 M14.4=1,同步操作完成, M14.2=1,位置到達, M15.3=1, 尋找參考點結(jié)束。

6.2 增量模式
增量模式是 1STEP 的主要操作模式. 該操作模式可控制步進電機移動按照設(shè)定速度移動到一個指定位置。
6.2.1 增量模式描述
Mode=0
輸出脈沖的數(shù)量決定步進電機的移動距離，最大值脈沖值為 1048575.
輸出脈沖頻率決定步進電機速度。
在增量模式下輸出頻率: Fss, Fa
方向信號作為啟動信號。
注意： 步進電機實際位移取決于脈沖數(shù)實際速度取決于脈沖頻率，這不是在1STEP模板中設(shè)置的。
6.2.2 增量模式例程

1. 通過變量表寫輸出控制信號:
   
   圖. 11: 在增量模式下的控制變量
   1) M24.0=0 增量模式 = 0
   2) M25.0=1、M25.1=1: 因之前的已經(jīng)配置中限位開關(guān)信號為常閉輸入模式，在軟件限位信號觸發(fā)前為信號輸入?yún)⒁娬鹿?jié) 4.2.2。
   3) MB20=1, M24.7=0:增益系數(shù) G = 1, 減少系數(shù) R = 1, 輸出頻率Fa 
   Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz.
   4) 脈沖輸出數(shù): 通過MB21-23的20 個位信號來存儲脈沖數(shù) ,最大值為 0xFFFFF=1048575
   MB21 輸出脈沖數(shù) (位 16 到位19)
   MB22 輸出脈沖數(shù) (位 8 到位15)
    MB23 輸出脈沖數(shù) (位 0 到位 7)
   MB21的位 20 到位 23 沒有使用
   本例中，分配的值為 0 x 100,即. 256 個脈沖。
   5) 置位 M24.4, 之后復(fù)位 M24.4 (下降沿有效), 啟動增量模式 觸發(fā)CW方向信號開始運動。
2. 通過變量表讀輸入信號:
   

描述

可以 使用組態(tài)控制功能來設(shè)置S7-1500控制器或者ET200MP的組態(tài)，即可以組態(tài)一個最大的硬件組態(tài)配置下載至 PLC 中，然后在程序中通過控制數(shù)據(jù)記錄的方式，使該設(shè)備可在缺少模塊或者更改模塊排列順序的情況下繼續(xù)運行。如果以后更新了缺失的模塊，則無需重新組態(tài)，也無 需重新加載硬件組態(tài)。組態(tài)控制功能為用戶提供了靈活性，只要實際組態(tài)不超過設(shè)定的最大組態(tài)，就可以通過使用控制數(shù)據(jù)記錄196進行控制，以指定所需的組 態(tài)。

S7-1500中 央機架實現(xiàn)組態(tài)控制功能

對于 S7-1500中央機架實現(xiàn)組態(tài)控制的要求：

STEP7 Professional V13 或更高版本

CPU S7-1500 固 件版本 V1.5 或更高版本

首先在 TIA 博 途中組態(tài) S7-1500 的 最大硬件配置。即目前存在的和以后更新硬件所使用的模塊，都包含于此硬件組態(tài)中。本例中，共組態(tài)了 10 個插槽，槽號為 0 至 9，模塊依次為 PS25W 24VDC 電源，S7-1516CPU，兩個 DI16/DQ16 X24VDC模塊，PS25W 24VDC電源，TM Count 2X24V計數(shù)模板，DI 16X24VDC 模 塊，DQ 16X24VDC模塊，AI 8XU/IRTD/TC 模 擬量輸入模板，AQ 8XU/I HS 模 擬量輸出模板。

實際安裝的硬件依次為：S7-1516CPU，AI 8XU/IRTD/TC 模擬量輸入模板，AQ 8XU/I HS 模擬量輸出模板，TM Count 2X24V 計 數(shù)模板，PS25W 24VDC 電 源，DI 16X24VDC 模 塊，DQ 16X24VDC 模 塊。即最大硬件組態(tài)和實際硬件組態(tài)對應(yīng)關(guān)系如圖01 所示：

圖01. 最大硬件組態(tài)與實際組態(tài)的對應(yīng)關(guān)系

然 后需要啟用 PLC 的 組態(tài)控制功能，在硬件組態(tài) CPU 的 屬性中，按照菜單命令“屬性”->“常規(guī)”->“組態(tài)控制”下，激活“允許通過用戶程序重新組態(tài)設(shè)備”選項，如圖 02 所示：

圖02. 激活組態(tài)控制功能

接 下來創(chuàng)建一個共享數(shù)據(jù)塊，用來存儲將要傳送的數(shù)據(jù)記錄。并在啟動組織塊（本例為 OB100）中對數(shù)據(jù)塊賦值，作用是描述 實際安裝的模塊與最大組態(tài)之間的關(guān)系，規(guī)則如下表所示：

表01. 數(shù)據(jù)記錄含義

說 明：

前 四個字節(jié)為標頭，第一個字節(jié)為塊長度（4+ 插 槽數(shù)），第二個字節(jié)為塊 ID（數(shù) 據(jù)記錄號 196），第三 個和第四個字節(jié)為版本（S7-1500 對 應(yīng)為 4 和 0）。

從 第五個字節(jié)開始，按照槽號由低到高的順序，依次描述最大硬件組態(tài)中的模塊在實際組態(tài)中的位置，組態(tài)中的模塊在實際中不存在時，向數(shù)據(jù)塊中寫入“B#16#FF”。按照以上規(guī)則在共享數(shù)據(jù) 塊中建立一個結(jié)構(gòu)，包含有 14 個 字節(jié)的數(shù)據(jù)，如圖 03 所 示：

圖03. 建立數(shù)據(jù)塊

必 須在啟動組織塊（本例中為 OB100） 調(diào)用“WRREC”指令傳 送創(chuàng)建的數(shù)據(jù)記錄。在右側(cè)的指令欄中，按照順序“擴展指令”-〉“分布式I/O”下找到“WRREC”指令。如果未能在啟動 OB（本例為 OB100）中傳輸有效的控制數(shù)據(jù)記錄， 則 CPU 會從啟動模 式返回到停止模式。因此，需要“WRREC”指令執(zhí)行完才能退出啟動組織 塊，本例中以功能塊“WRREC”的完成信號“Done”為循環(huán)指令的結(jié)束條件，保證能夠 完成數(shù)據(jù)記錄的傳輸。

對 于S7-1500 CPU，使用硬件標識符 33（作為“WRREC” 指令的“ID”的參數(shù)）寫 入數(shù)據(jù)記錄，程序如圖 04 所 示，其中，參數(shù)“WRREC_DONE”、 “WRREC_BUSY” 等是在組織塊的接口參數(shù)中定義的臨時變量：

圖04. 在啟動組織塊中寫入數(shù)據(jù)記錄

編 譯和下載程序至 S7-1500 CPU 中， 啟動后，S7-1500 CPU 就 可以正確識別中央機架上現(xiàn)有的模板并啟動。

注意：

對于在線顯示以及診斷緩沖區(qū)的顯示，都以硬件組 態(tài)中的最大組態(tài)顯示，而不是實際的組態(tài)。

實現(xiàn) S7-1500 中央機架的組態(tài)控制 時，不能有通信處理器 CP/CM（包 括點對點通信模板）。

系統(tǒng)電源模塊（PS）也遵從組態(tài)控制，但是不建議對插槽 0 的系統(tǒng)電源模塊進行組態(tài)控制。

ET200MP 實現(xiàn)組態(tài)控制功能

固件版本 V2.0 以上的 IM155-5 PN ST 接口模板 或 IM155-5 PN HF 接 口模板支持組態(tài)控制功能。

首先在 TIA 博途中組態(tài)最大硬件配置，即以 后所能使用到模板都包含在這個組態(tài)中。本例中控制器為315-2PN DPCPU。ET200 MP 分布式 I/O 中共組態(tài)了 11 個模板，分別位于插槽 0~10 中，模 塊依次為 PS25W 24VDC 電 源，IM 155-5 PN ST 接 口模板，TM Count 2X24V 計 數(shù)模板，AI 8XU/IRTD/TC 模 擬量輸入模板，AQ 8XU/I HS 模 擬量輸出模板，DI 16X24VDC 模 塊，DQ 16X24VDC 模 塊，PS25W 24VDC 電 源，兩個 DI16/DQ16 x 24VDC 模 塊，CM PTP RS422/485 通 信模板。

實際安裝的硬件依次為：PS25W 24VDC 電源，IM 155-5 PN ST 接口模 板，AI 8XU/IRTD/TC 模 擬量輸入模板，AQ 8XU/I HS 模 擬量輸出模板，TM Count 2X24V 計 數(shù)模板，DI 16X24VDC 模 塊，DQ 16X24VDC 模 塊，CM PTP RS422/485 通 信模板。即最大硬件組態(tài)和實際硬件組態(tài)對應(yīng)關(guān)系如圖05 所示：

圖05. 最 大硬件組態(tài)與實際組態(tài)中的對應(yīng)關(guān)系

然后啟用組態(tài)控制功能，選擇 ET200MP 接口模板的“屬性” -〉“常規(guī)”-〉“模塊參數(shù)”->“常規(guī)”中，啟用“允許通過用戶程序重新組態(tài)設(shè)備”功能，如圖06 所示：

 圖06. 激活組態(tài)控制 功能
然后新建一個共享數(shù)據(jù)塊，用來存儲要傳送的數(shù)據(jù)記錄，數(shù)據(jù)記錄中的 數(shù)據(jù)規(guī)則如表02 所 示：

表02. 數(shù)據(jù)記錄含義

說明：

前 四個字節(jié)為標頭，第一個字節(jié)為塊長度（4+ 插 槽數(shù) -1，這是因為接口模板不需要作任何操作，所以數(shù)據(jù)記錄中沒有接口模板的描述），第二個字節(jié)為塊 ID（數(shù)據(jù)記錄號 196），第三個和第四個字節(jié)為版本（IM 155-5 PN 接口模板對應(yīng)為 3 和 0）。

從 第五個字節(jié)開始，按照槽號由低到高的順序，依次描述最大硬件組態(tài)中的模塊在實際組態(tài)中的位置，組態(tài)中的模塊在實際中不存在時，向數(shù)據(jù)塊中寫入“B#16#7F”。接口模板不需要作任何設(shè) 置。按照以上規(guī)則在共享數(shù)據(jù)塊中建立一個結(jié)構(gòu)，包含有14 個字節(jié)的數(shù)據(jù)，如圖07 所示：

圖07. 建立數(shù)據(jù)塊

在 OB1 中調(diào)用“WRREC”指令傳送創(chuàng)建的數(shù)據(jù)記錄。在右 側(cè)的指令欄中，按照順序“擴展指令”-〉“分布式I/O”下找到“WRREC”指令。在S7-300/400 作為控制器時，使用ET200MP 接口模塊的診斷地址作為“WRREC”指令接口參數(shù)“ID”的實參。當(dāng)控制器為 S7-1500 時，使用 ET200MP 接口模板的名稱為“IO_device_2[Head]”所對 應(yīng)的硬件標識符作為“WRREC”指令接口參數(shù)“ID”的實參。程序如圖08 和圖09 所示，其中，參數(shù)“WRREC_DONE”、“WRREC_BUSY”等是在位存儲區(qū)中定 義的變量：

圖08. 315CPU 中將實際的配置對 應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄寫入數(shù)據(jù)塊

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