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西門子 6ES7145-4FF00-0AB0   西門子 6ES7145-4FF00-0AB0  西門子 6ES7145-4FF00-0AB0 

SIMATIC DP， ET 200 PRO 的電子模塊 4 AO U High Feature， +-10V；0...10V；1...5V， 通道診斷; 包括總線模塊， 接口模塊 IO 6ES7194-4..00-0AA0 單獨(dú)訂貨

長沙玥勵(lì)自動(dòng)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(jī)界面、觸摸屏、伺服、電機(jī)、西門子電纜等，并可提供西門子維修服務(wù)，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(gè)簡單的調(diào)試?yán)?，描述怎樣按照工藝要求設(shè)置ET200S工藝模塊1Count24V/100kHz的功能應(yīng)用，以及應(yīng)用、操作和測試相應(yīng)的軟硬件。

    工藝模塊1Count24V/100kHz主要包括以下幾種操作模式：

   （1）計(jì)數(shù)模式：包括連續(xù)計(jì)數(shù)，周期計(jì)數(shù)和單次計(jì)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(gè)模式是連續(xù)計(jì)數(shù)功能的一部分，用來在等時(shí)模式作為一個(gè)純輸入模塊使用。

    本文主要描述該模塊在計(jì)數(shù)模式下的使用，測量模式等請參考計(jì)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(jì)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(tái)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(shè)置

  （1）硬件配置 

       按照圖1硬件配置圖進(jìn)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(shè)置

    在STEP7管理器中新建一個(gè)名為Latch_ET200S_1COUNT的項(xiàng)目，插入一個(gè)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(jī)架、CPU、ET200S標(biāo)準(zhǔn)從站模塊和ET200S 1COUNT計(jì)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(shè)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(jìn)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(shè)置成正方向或反方向；

    參數(shù)Type of counting mode可設(shè)置三種計(jì)數(shù)模式：連續(xù)計(jì)數(shù)，周期計(jì)數(shù)和單次計(jì)數(shù)；

    其他參數(shù)設(shè)置選擇默認(rèn)值即可。

   （3）例程

       循環(huán)程序OB1：

//預(yù)設(shè)

      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(yīng)計(jì)數(shù)模塊的輸出區(qū)8個(gè)字節(jié)（PQB264 ~ PQB271）。在上面例程中，DB1中8個(gè)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(yīng)計(jì)數(shù)模塊的輸入?yún)^(qū)8個(gè)字節(jié)（PIB264 ～PIB271）。在上面例程中，DB1中8個(gè)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(jì)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(dāng)使能軟件門控制位時(shí)，在參數(shù)配置里采用“interrupt counting
    procedure”，從裝載值開始計(jì)數(shù)，當(dāng)軟件門停止后再使能，計(jì)數(shù)從停止時(shí)的
  計(jì)數(shù)值開始繼續(xù)計(jì)數(shù)；

      在參數(shù)配置里采用“terminate counting procedure”，從裝載值開始計(jì)
  數(shù)，當(dāng)軟件門停止后再使能，計(jì)數(shù)從裝載值開始重新計(jì)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(shè)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(dāng)數(shù)字量輸入端有上升沿脈沖時(shí)，把當(dāng)前計(jì)數(shù)值鎖存。計(jì)數(shù)功能繼續(xù)進(jìn)行，直到數(shù)字量輸入端有下一個(gè)上升沿脈沖，鎖存當(dāng)前計(jì)數(shù)值并開始從裝載值重新計(jì)數(shù)。

    如果你在這個(gè)過程中直接裝入裝載值，不會(huì)改變在反饋?zhàn)种械逆i存值。如果關(guān)閉軟件門，只是中斷計(jì)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(dāng)數(shù)字量輸入端有第一個(gè)上升沿時(shí)，計(jì)數(shù)模式開始進(jìn)行，參考圖9鎖存和重新觸發(fā)功能時(shí)序圖。

圖9 鎖存和重新觸發(fā)功能時(shí)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(dāng)數(shù)字量輸入端有上升沿脈沖時(shí)，鎖存計(jì)數(shù)值。計(jì)數(shù)功能繼續(xù)進(jìn)行，直到數(shù)字量輸入端有下一個(gè)上升沿脈沖，鎖存新計(jì)數(shù)值。

    注意如果你在這個(gè)過程中直接裝入裝載值，不會(huì)改變在反饋?zhàn)种械逆i存值。如果關(guān)閉軟件門，只是中斷計(jì)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(shí)序圖

  7．4同步功能

同步功能只能在單次計(jì)數(shù)和周期計(jì)數(shù)模式下使用。可以使用旋轉(zhuǎn)編碼器的零標(biāo)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(jì)數(shù)同步中，數(shù)字量輸入中從第一個(gè)上升沿脈沖開始從裝載值進(jìn)行同步計(jì)數(shù)。而在周期計(jì)數(shù)同步中，數(shù)字量輸入中第一個(gè)上升沿脈沖和后續(xù)的每個(gè)上升沿脈沖使計(jì)數(shù)器從裝載值開始同步計(jì)數(shù)。在完成同步后，狀態(tài)位“STS_SYN”被置位。

圖11 同步功能時(shí)序圖

7．5在計(jì)數(shù)模式里對輸出的控制

    計(jì)數(shù)模板有一個(gè)數(shù)字量輸出和一個(gè)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(chǔ)兩個(gè)比較值，依靠計(jì)數(shù)值和比較值的關(guān)系可以對輸出進(jìn)行控制：

   （1）  直接對輸出進(jìn)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(jìn)行控制。狀態(tài)位STS_CMP1和STS_CMP2顯示了相應(yīng)的輸出狀態(tài)。直到這些狀態(tài)位被確認(rèn)，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(shè)定的比較條件對輸出進(jìn)行控制。

   （2）  計(jì)數(shù)值>＝比較值

    舉例：設(shè)定一個(gè)比較值2000，當(dāng)計(jì)數(shù)值大于等于2000時(shí)，使能DO1輸出。

硬件組態(tài)：

圖12 比較值輸出

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

主程序：

//預(yù)設(shè)

      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(dāng)編碼器計(jì)數(shù)值大于等于2000時(shí)，使能輸出DO1，同時(shí)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(jì)數(shù)值<＝比較值

   （4）  到達(dá)比較值時(shí)輸出脈沖

   （5）  到達(dá)比較值時(shí)開關(guān)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(diǎn)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

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(gè)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(yùn)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(shí)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(jìn)行控制，以指定所需的組 態(tài)。

S7-1500中 央機(jī)架實(shí)現(xiàn)組態(tài)控制功能

對于 S7-1500中央機(jī)架實(shí)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(gè)插槽，槽號為 0 至 9，模塊依次為 PS25W 24VDC 電源，S7-1516CPU，兩個(gè) DI16/DQ16 X24VDC模塊，PS25W 24VDC電源，TM Count 2X24V計(jì)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(shí)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(jì) 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(shí)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(shí)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(xiàng)，如圖 02 所示：

圖02. 激活組態(tài)控制功能

接 下來創(chuàng)建一個(gè)共享數(shù)據(jù)塊，用來存儲(chǔ)將要傳送的數(shù)據(jù)記錄。并在啟動(dòng)組織塊（本例為 OB100）中對數(shù)據(jù)塊賦值，作用是描述 實(shí)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(gè)字節(jié)為標(biāo)頭，第一個(gè)字節(jié)為塊長度（4+ 插 槽數(shù)），第二個(gè)字節(jié)為塊 ID（數(shù) 據(jù)記錄號 196），第三 個(gè)和第四個(gè)字節(jié)為版本（S7-1500 對 應(yīng)為 4 和 0）。

從 第五個(gè)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(shí)際組態(tài)中的位置，組態(tài)中的模塊在實(shí)際中不存在時(shí)，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(gè)結(jié)構(gòu)，包含有 14 個(gè) 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(dòng)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(kuò)展指令”-〉“分布式I/O”下找到“WRREC”指令。如果未能在啟動(dòng) OB（本例為 OB100）中傳輸有效的控制數(shù)據(jù)記錄， 則 CPU 會(huì)從啟動(dòng)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(dòng)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(biāo)識(shí)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(shí)變量：

圖04. 在啟動(dòng)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(dòng)后，S7-1500 CPU 就 可以正確識(shí)別中央機(jī)架上現(xiàn)有的模板并啟動(dòng)。

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(shí)際的組態(tài)。

實(shí)現(xiàn) S7-1500 中央機(jī)架的組態(tài)控制 時(shí)，不能有通信處理器 CP/CM（包 括點(diǎn)對點(diǎn)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(jìn)行組態(tài)控制。

ET200MP 實(shí)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(gè)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(gè)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(jì) 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(gè) DI16/DQ16 x 24VDC 模 塊，CM PTP RS422/485 通 信模板。

實(shí)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(jì) 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(shí)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(shí)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(gè)共享數(shù)據(jù)塊，用來存儲(chǔ)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(gè)字節(jié)為標(biāo)頭，第一個(gè)字節(jié)為塊長度（4+ 插 槽數(shù) -1，這是因?yàn)榻涌谀０宀恍枰魅魏尾僮?，所以?shù)據(jù)記錄中沒有接口模板的描述），第二個(gè)字節(jié)為塊 ID（數(shù)據(jù)記錄號 196），第三個(gè)和第四個(gè)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(gè)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(shí)際組態(tài)中的位置，組態(tài)中的模塊在實(shí)際中不存在時(shí)，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(gè)結(jié)構(gòu)，包含有14 個(gè)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(kuò)展指令”-〉“分布式I/O”下找到“WRREC”指令。在S7-300/400 作為控制器時(shí)，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(shí)參。當(dāng)控制器為 S7-1500 時(shí)，使用 ET200MP 接口模板的名稱為“IO_device_2[Head]”所對 應(yīng)的硬件標(biāo)識(shí)符作為“WRREC”指令接口參數(shù)“ID”的實(shí)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(chǔ)區(qū)中定 義的變量：

圖08. 315CPU 中將實(shí)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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