1 模塊介紹

1.1 模塊概述

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

模塊訂貨號：6ES7138-4DC00-0AB0

1.2 模塊特性

圖1 1STEP 步進模塊

 

l  1個通道，可以用于控制1個步進電機

l  參考點開關數(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、7：參考點開關數(shù)字量輸入

 

 

3 硬件配置

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

本文中以IM151–7 CPU模塊為例。 

 

名稱	訂貨號	數(shù)量
IM151-7F CPU	6ES7151-7AA20-0AB0	1
PM-E DC24 電源模塊	6ES7138-4CA01-0AA0	1
TM-P15S23-A0 端子模塊	6ES7193-4CD20-0AA0	1
1STEP 5V/204kHZ	6ES7138-4DC00-0AB0	1
TM-E15S26-A1 端子模塊	6ES7193-4CA40-0AA0	1
STEP7 V5.4 SP5	6ES7 810–4CC08–0YA5	1

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)  進入硬件組態(tài)界面進行配置。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?？葱盘枴Ｈ笔槌ｉ]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，對軸進行同步，即建立機械零點與電氣零點對應關系。

6.1.1 尋找參考點模式說明

Mode=1

參考點開關為常開信號接入

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)配置限位開關信號為常閉輸入，所以當沒有軟限位開關激活時，應該有信號輸入。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 位置任務激活，M15.7=1 位置操作執(zhí)行中。等待參考點開關信號M15.1。

4) M15.1=1 參考點信號達到，尋找參考點完成。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電機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)決定步進電機移動的距離，最大脈沖數(shù)1048575

輸出脈沖頻率決定步進電機的速度

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)對應的實際位移量和脈沖頻率對應的實際速率由步進電機驅(qū)動器確定，不再1STEP模塊中進行設置。

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)配置限位開關信號為常閉輸入，所以當沒有軟限位開關激活時，應該有信號輸入。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

1）增量模式啟動后，M14.0=1 位置任務激活，M15.7=1 位置操作執(zhí)行中。

2）MD10 顯示剩余脈沖數(shù)，圖12顯示還有220個脈沖沒有發(fā)送。

3）MD10=0 脈沖發(fā)送完成，M14.0、M15.7清零，M14.2=1 位置到達。增量模式輸出完成