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SIMATIC DP， ET 200 PRO 的電子模塊 8 DI 24V DC High Feature， 通道診斷; 短路和斷線； 包括總線模塊， 接口模塊 IO 6ES7194-4..00-0AA0 單獨(dú)訂貨

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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(yùn)動(dòng)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(hào): 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(gè)步進(jìn)電機(jī)
• 數(shù)字量輸入的參考點(diǎn)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(hào)時(shí)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(diǎn)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(hào)
• 端子4和8：差分輸出的方向信號(hào)
• 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(diǎn)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(gè)新項(xiàng)目，并插入一個(gè)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(shí)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(dòng)/停止頻率 Fss，并且計(jì)算公式為： Fss=Fb×n
4) 時(shí)間 i: 時(shí)間系數(shù) i, 值范圍 1-255. 該時(shí)間系數(shù)以Hz/ms決定加速和減速，計(jì)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(hào)，缺省是外部脈沖且已使能。
6) 外部 Stop, 限位 Stop: 外部 stop, 信號(hào)類型停止開關(guān). 接觸器觸點(diǎn)是常閉信號(hào)，以確保該接觸器信號(hào)，缺省是讀取常閉信號(hào)。
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(dòng)/停止頻率 4Hz
4) 時(shí)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(hào)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(duì)模板進(jìn)行控制和訪問的。
反饋信號(hào) (輸入), 占用 8 字節(jié). 如表 2 輸入地址分配所示。
控制信號(hào) (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(qǐng)參閱 ET200S 位置控制和操作手冊(cè)。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(xiàng)目例程
為了更好的實(shí)現(xiàn)按位，字節(jié)或字對(duì)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(duì)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(diǎn)按照常開信號(hào)訪問
搜尋參考點(diǎn)輸出頻率 Fss 和 Fa。
Fss 啟動(dòng)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(hào)，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(diǎn)
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(diǎn)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?yàn)橹暗哪０鍏?shù)配置中的限位開關(guān)是常閉輸入模式，在軟件限位信號(hào)觸發(fā)前為信號(hào)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(hào)，因之前的模板參數(shù)配置中DI已經(jīng)作為外部脈沖信號(hào)使能，內(nèi)部軟件脈沖使能信號(hào)在此時(shí)不會(huì)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(dòng)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(diǎn)模式變量表
   1) M15.2=1: 觸發(fā)外部脈沖使能信號(hào)
   2) M15.0 = 1: 驅(qū)動(dòng)使能
   3) 之后 search-for-reference point啟動(dòng),  M14.0=1 位置被激活,  M15.7=1 位置被執(zhí)行. 等待參考點(diǎn)開關(guān)信號(hào) M15.1.
   4) M15.1=1: 參考點(diǎn)信號(hào)到達(dá), 尋找參考點(diǎn)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(diǎn)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(dòng)按照設(shè)定速度移動(dòng)到一個(gè)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(dòng)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(hào)作為啟動(dòng)信號(hào)。
注意： 步進(jìn)電機(jī)實(shí)際位移取決于脈沖數(shù)實(shí)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(hào):
   
   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(hào)為常閉輸入模式，在軟件限位信號(hào)觸發(fā)前為信號(hào)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(gè)位信號(hào)來存儲(chǔ)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(gè)脈沖。
   5) 置位 M24.4, 之后復(fù)位 M24.4 (下降沿有效), 啟動(dòng)增量模式 觸發(fā)CW方向信號(hào)開始運(yùn)動(dòng)。
2. 通過變量表讀輸入信號(hào):
   

新型ET200S FC使用的固件版本是V3.0，這是 SINAMICS G120 的固件平臺(tái)。除了功能有所改進(jìn)以外，還增加了新的功能。能夠通過 Profidrive 4.0 行規(guī)控制訪問 ET 200S FC 變頻器。而且ET200S FC變頻器執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1，不再需要使用 FB100 通信功能塊；不再具有參數(shù)通道，可以使用 Profidrive 4.0 的非循環(huán)數(shù)據(jù)集 (DS47) 讀取變頻器中的參數(shù)或向其中寫入?yún)?shù)。本文主要通過一個(gè)示例介紹對(duì)ET200S FC(Firmware V3.0)進(jìn)行參數(shù)讀寫的方法，并不涉及使用軟件STARTER調(diào)試ET200S FC的過程。

1 新型ET200S FC的訂貨信息
新型ET200S FC可通過指定下列訂貨號(hào)[MLFB]訂購控制模塊和功率單元，注意控制單元和功率單元必須都為新型的才可以組合使用。

表1 ET200S FC控制模塊和功率單元訂貨號(hào)

2 參數(shù)讀寫示例

2.1 項(xiàng)目要求
本示例是介紹連接在PROFINET總線上的ET200S FC的參數(shù)讀寫，因此對(duì)STEP7軟件和接口模塊硬件的版本有些要求。

2.1.1 使用軟件
需要STEP7 V5.4 SP4或以上版本，如果在STEP 7 硬件組態(tài)中找不到時(shí)，需要在線更新硬件或安裝硬件升級(jí)包HSP2023 V1.2 。

2.1.2 使用的接口模塊
IM151-3 PN ST (6ES7-151-3AA23-0AB0)版本號(hào)V6.0以上

2.2 硬件配置

硬件的配置大致分為三個(gè)過程

• ® 設(shè)置SIMATIC S7 PROFINET IO 接口
• ® 配置ET200S站
• ® 設(shè)置ET200S FC

1、 在CPU的PN IO接口激活PROFINET IO System

圖 1在CPU中插入PROFINET IO System

2、插入ET200S站

圖2在硬件列表中選擇ET200S接口模塊

3、設(shè)置ET200S站的設(shè)備名和IP地址

圖3修改IO設(shè)備名和IP地址

4、將ET200S FC的控制單元ICU24配置到ET200S站的相應(yīng)槽號(hào)，功率單元不需要配置。

圖 4 在硬件列表中選擇電源和ET200S FC的控制單元ICU

圖 5 在ET200S站的槽中插入電源模塊和ICU24

5、設(shè)置ICU24的輸入輸出地址，這里采用的是系統(tǒng)默認(rèn)生成的地址，此地址在后面的參數(shù)讀寫中要使用。

圖 6 設(shè)定地址

項(xiàng)目配置完成后編譯保存，接下來編寫程序?qū)?shù)進(jìn)行讀寫。

2.3 讀寫參數(shù)

2.3.1 數(shù)據(jù)記錄47的結(jié)構(gòu)
使用控制器的非循環(huán)讀寫功能，通過 Profidrive 4.0 的數(shù)據(jù)記錄 (DS47) 讀取變頻器中的參數(shù)或向其中寫入?yún)?shù)。示例中的ET200S FC連接在PROFINET網(wǎng)絡(luò)中，所以使用系統(tǒng)功能塊SFB52/53進(jìn)行讀寫操作。數(shù)據(jù)記錄（DS47）有特殊的結(jié)構(gòu)，主要分為三個(gè)部分，報(bào)頭、參數(shù)地址和參數(shù)值。參數(shù)請(qǐng)求和應(yīng)答的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和具體含義如下：

表 2 參數(shù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

表 3 參數(shù)應(yīng)答數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

表 4 參數(shù)請(qǐng)求結(jié)構(gòu)字段說明

表 5 參數(shù)應(yīng)答結(jié)構(gòu)字段說明

2.3.2 讀參數(shù)值
為了向ET200S FC寫數(shù)據(jù)記錄（DS47），先根據(jù)參數(shù)請(qǐng)求結(jié)構(gòu)建立數(shù)據(jù)塊DB47。同樣，為了從ET200S FC讀取數(shù)據(jù)記錄（DS47），根據(jù)參數(shù)應(yīng)答結(jié)構(gòu)建立數(shù)據(jù)塊DB48。

圖7 DB47結(jié)構(gòu)

圖 8 DB48結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)塊建立后，按照數(shù)據(jù)記錄的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)根據(jù)需要對(duì)DB47進(jìn)行賦值，用系統(tǒng)功能塊SFB53寫數(shù)據(jù)記錄方式將參數(shù)讀請(qǐng)求發(fā)送到ET200S FC然后使用系統(tǒng)功能塊SFB52讀出應(yīng)答的數(shù)據(jù)記錄，存儲(chǔ)到DB48中。示例中讀取參數(shù)r0027實(shí)際輸出電流值。要讀取一個(gè)參數(shù)，應(yīng)該使Request ID為1，參數(shù)號(hào)27轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制后1B。要讀取參數(shù)值，因此設(shè)置Attribute為10。

圖 9 賦值后的DB47

圖 10讀出參數(shù)r0027的實(shí)際值存放在DB48中

存放在DB48的數(shù)據(jù)記錄的含義

• ® Request_reference:B#16#01--> 請(qǐng)求和應(yīng)答之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
• ® Request_ID: B#16#01 --> 讀操作的應(yīng)答。
• ® AxisNo:B#16#01 -> 驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)備號(hào)和請(qǐng)求對(duì)應(yīng)
• ® Number_of_parameters:B#16#01 --> 讀一個(gè)參數(shù)
• ® Buffer[0]:B#16#43 --> 數(shù)值的格式為雙字
• ® Buffer[1]:B#16#01 --> 有1個(gè)數(shù)值
• ® Buffer[2]- Buffer[5]:DW#16#4314A3AE --> 轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)為2.32249，說明實(shí)際輸出電流為2.32249安培。

2.3.3 寫參數(shù)值
下面說明如何修改參數(shù)值，示例中要修改的參數(shù)為P1082[0]（電機(jī)最高運(yùn)行頻率），這是一個(gè)參數(shù)組，因此要指定修改的下標(biāo)。修改參數(shù)應(yīng)該使Request ID為2，參數(shù)號(hào)1082轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制后43A。要修改參數(shù)值，因此設(shè)置Attribute為10。同時(shí)要修改的這一參數(shù)的數(shù)據(jù)類型是浮點(diǎn)數(shù)，因此要設(shè)置Format為8。同樣，根據(jù)參數(shù)請(qǐng)求結(jié)構(gòu)建立數(shù)據(jù)塊DB49，由于要修改參數(shù)值因此增加了參數(shù)值部分。在程序中對(duì)DB49中相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值后，調(diào)用SFB53寫數(shù)據(jù)記錄方式將參數(shù)P1082[0]的值由默認(rèn)值50.0修改為70.0。

圖 11 DB49結(jié)構(gòu)

參數(shù)修改完成后，可以通過上一節(jié)讀參數(shù)值的方法將P1082[0]的參數(shù)值讀出來，見圖12，其中字節(jié)Buffer[2]- Buffer[5]:DW#16#428C0000 --> 轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)為70.0，說明參數(shù)修改成功。

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