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SIMATIC DP，終端模塊 TM-EM/EM60S 用于 ET200iSP， 用于兩個電子模塊， 螺釘端子

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(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 

1 模塊介紹

1.1 模塊概述

ET200S 1STEP步進(jìn)模塊輸出脈沖控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，輸出脈沖數(shù)決定步進(jìn)電機(jī)移動的距離，輸出脈沖頻率決定步進(jìn)電機(jī)的速度。

模塊訂貨號：6ES7138-4DC00-0AB0

1.2 模塊特性

圖1 1STEP 步進(jìn)模塊

l  1個通道，可以用于控制1個步進(jìn)電機(jī)

l  參考點開關(guān)數(shù)字量輸入

l  外部停止或外部脈沖使能數(shù)字量輸入

l  脈沖和方向信號采用符合RS422電平差分輸出

l  輸出最大頻率204 kHZ

l  輸出最大脈沖數(shù) 1048575

l  4個LED狀態(tài)指示

l  2種操作模式：尋找參考點模式、增量模式

2 模塊接線

圖2 1STEP 端子接線圖

l  端子1、5：脈沖信號差分輸出

l  端子4、8：方向信號差分輸出

l  端子2、3：外部停止或外部脈沖使能數(shù)字量輸入DI（功能選擇見4.2節(jié)）

端子6、7：參考點開關(guān)數(shù)字量輸入

3 硬件配置

1STEP 步進(jìn)模塊可以安裝在ET200S接口模塊或ET200S CPU模塊后使用。

本文中以IM151–7 CPU模塊為例。 

表1 軟硬件配置

圖3 ET200S 站配置圖

4 硬件組態(tài)及參數(shù)配置

4.1 硬件組態(tài)

1)  按照圖2、圖3完成ET200S站安裝和接線。

2)  打開STEP7,在管理器中新建一個項目，然后插入一個S7-300站。

3)  進(jìn)入硬件組態(tài)界面進(jìn)行配置。選中IM151-7 CPU直接拖拽到站配置窗口中。

圖4 插入IM151-7 CPU

4)  在4號槽和5號槽中分別插入PM-E DC24電源模塊和1STEP步進(jìn)模塊。

圖5 硬件組態(tài)

4.2 模塊參數(shù)配置

圖6 1STEP 模塊參數(shù)界面

4.2.1 模塊參數(shù)配置說明

1) Group Diagnostic：組診斷。

2) Base Frequency：基本頻率，單位Hz，記作Fb。

3) Multiplier n：倍增系數(shù) n，取值范圍1-255。此倍增系數(shù)決定啟動停止頻率 Fss，計算公式Fss=Fb×n。

4) Time i：時間系數(shù)i，取值范圍1-255。此時間系數(shù)決定加速度和減速度a，單位為Hz/ms，計算公式為a = Fb ×R / (i×0.128 ms)。

5) Function DI：數(shù)字量DI輸入功能選擇，可以配置為外部脈沖使能輸入或外部?；疠斎?。缺省為外部脈沖使能輸入。

6) External Stop，Limit Stop：外部停止，限位停止信號類型，break contact為常閉信號，make contact為常看信號。缺省為常閉信號接入。

4.2.2 本文例子采用參數(shù)

本文例子參數(shù)配置即為圖6中顯示參數(shù)配置

1)         不激活組診斷。

2)         基本頻率4Hz。

3)         倍增系數(shù)1，啟動停止頻率 4Hz。

4)         時間系數(shù)1，加速度減速度 31.25 Hz/ms。

5)         外部脈沖使能輸入。

6)         外部停止輸入、限位輸入信號類型為常閉信號輸入。

5 程序編制

5.1 模塊輸入輸出地址分配

1STEP 步進(jìn)模塊跟其它ET200S 功能模塊類似，都是通過直接讀寫I/O地址對模塊進(jìn)行控制訪問。

反饋信號（輸入），占用8個字節(jié)，輸入地址分配見表2。

控制信號（輸出），占用8個字節(jié)，輸出地址分配見表3。

輸入、輸出地址分配變量具體描述參見 ET200S 位置控制操作手冊，參考鏈接：

/cs/document/9260790?caller=view&lc=en-CN

表2 輸入地址分配

表3 輸出地址分配

5.2 項目示例程序

為了便于對該模塊地址中的位、字節(jié)、字等地址的讀寫，通過在梯形圖編程環(huán)境中使用MOVE指令，將輸入地址區(qū) PIB272-PIB279傳送到MB10-MB17，將MB20-MB27傳送到PQB272-PQB279。對1STEP模塊的讀寫訪問通過MB地址區(qū)完成。

1STEP 模塊IO地址分配見圖5。

圖7 項目示例程序

6 模式說明及示例

6.1 尋找參考點模式

通過執(zhí)行尋找參考點模式，對軸進(jìn)行同步，即建立機(jī)械零點與電氣零點對應(yīng)關(guān)系。

6.1.1 尋找參考點模式說明

Mode=1

參考點開關(guān)為常開信號接入

尋找參考點輸出頻率 Fss、Fa

Fss 啟動停止頻率，描述參見 4.2.1節(jié)

Fa 輸出頻率 Fa = Fb ×G × R

Fb：基本頻率。1STEP 模塊參數(shù)中配置，描述參見 4.2.1節(jié)。

Multiplier G：倍增系數(shù) G。取值范圍1-255，模塊輸出地址字節(jié)0，參見表3。

Reduction Factor R：減小系數(shù)R。模塊輸出地址字節(jié)4第7位，參加表3。模塊輸出地址4.7=0，R=1；模塊輸出地址4.7=1，R=0.1。

圖8 尋找參考點

6.1.2 尋找參考點模式示例

本文示例按照圖8模式進(jìn)行，即正方向?qū)ふ覅⒖肌?/span>

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  尋找參考點模式Mode=1

2) M25.0=1、M25.1=1 由于之前模塊參數(shù)配置限位開關(guān)信號為常閉輸入，所以當(dāng)沒有軟限位開關(guān)激活時，應(yīng)該有信號輸入。參見4.2.2節(jié)。

3) M25.2=0  不激活軟件脈沖使能信號。由于之前模塊參數(shù)配置已經(jīng)使能DI為外部脈沖使能信號輸入，此時就不再使用內(nèi)部軟件脈沖使能信號。參見4.2.2節(jié)。

4) 置位M24.4，然后復(fù)位M24.4（下降沿信號有效），啟動尋找參考點模式。脈沖輸出頻率為Fa。

5) MB20=1、M24.7=0 倍增系數(shù)G=1、減小系數(shù)R=1，Fa頻率值為
Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz。

2．通過變量表讀輸入狀態(tài)變量：

圖10 參考點模式狀態(tài)變量

1) M15.2=1外部脈沖使能信號激活。

2) M15.0=1 驅(qū)動使能。

3) 尋找參考點啟動后，M14.0=1 位置任務(wù)激活，M15.7=1 位置操作執(zhí)行中。等待參考點開關(guān)信號M15.1。

4) M15.1=1 參考點信號達(dá)到，尋找參考點完成。M14.4=1，同步操作完成，M14.2=1 位置到達(dá)，M15.3=1 尋找參考點停止。

6.2 增量模式

增量模式是1STEP 主要工作模式。通過該工作模式可以控制步進(jìn)電機(jī)按照給定的速度移動給定的距離。

6.2.1 增量模式說明

Mode=0

輸出脈沖數(shù)決定步進(jìn)電機(jī)移動的距離，最大脈沖數(shù)1048575

輸出脈沖頻率決定步進(jìn)電機(jī)的速度

增量模式輸出頻率  Fss、Fa

方向信號作為啟動信號

注意：脈沖數(shù)對應(yīng)的實際位移量和脈沖頻率對應(yīng)的實際速率由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器確定，不再1STEP模塊中進(jìn)行設(shè)置。

6.2.2 增量模式示例

1. 通過變量表寫輸出控制變量：

圖11 增量模式控制變量

1) M24.0=0  增量模式Mode=0

2) M25.0=1、M25.1=1 由于之前模塊參數(shù)配置限位開關(guān)信號為常閉輸入，所以當(dāng)沒有軟限位開關(guān)激活時，應(yīng)該有信號輸入。參見4.2.2節(jié)。

3) MB20=1、M24.7=0 倍增系數(shù)G=1、減小系數(shù)R=1，輸出頻率 Fa為
Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz。

4) 輸出脈沖數(shù)，通過MB21-23組成20位地址長度用于存放脈沖數(shù)，最大值即為 0xFFFFF=1048575

    MB21 輸出脈沖數(shù)（位16-位19）

    MB22 輸出脈沖數(shù)（位8-位15）

    MB23 輸出脈沖數(shù)（位0-位7）

    MB21 位20-位23沒有使用

本示例中賦值為0x100，即256個脈沖。 

5) 置位M24.4，然后復(fù)位M24.4（下降沿信號有效），啟動增量模式，正方向移動。

2．通過變量表讀輸入狀態(tài)變量：

圖12 增量模式狀態(tài)變量

ET200S 1 步進(jìn)模板使用入門
ET200S 1 5V/204KHz 步進(jìn)模板入門

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

圖. 1: 步進(jìn)電機(jī)模板

• 1 通道，可控制1個步進(jìn)電機(jī)
• 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(jìn)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(jìn)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(jìn)模塊

圖. 5: 硬件配置
4.2 模板參數(shù)配置

圖. 6: 步進(jìn)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(zhǔn)頻率：基準(zhǔn)頻率，以Hz為單位，標(biāo)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(zhǔn)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(jìn)模板也通過直接讀寫I/O地址來對模板進(jìn)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(xì)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(zhǔn)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(dá), 尋找參考點已完成 M14.4=1,同步操作完成, M14.2=1,位置到達(dá), 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(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)的移動距離，最大值脈沖值為 1048575.
輸出脈沖頻率決定步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)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:
   

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