西門子6ES57108MA11 西門子6ES57108MA11  

6ES5710-8MA11 SIMATIC,標準成型導軌 35mm,長度 483mm 用于 19"-Schränke

公司名稱：上海朔川電氣設備有限公司

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模塊訂貨號：6ES7138-4DC00-0AB0

1.2 模塊特性

圖1 1STEP 步進模塊

l1個通道，可以用于控制1個步進電機

l參考點開關數字量輸入

l外部停止或外部脈沖使能數字量輸入

l脈沖和方向信號采用符合RS422電平差分輸出

l輸出zui大頻率204 kHZ

l輸出zui大脈沖數 1048575

l4個LED狀態指示

l2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字量輸入DI（功能選擇見4.2節）

端子6、7：參考點開關數字量輸入

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。

表1 軟硬件配置

圖3 ET200S 站配置圖

 

4 硬件組態及參數配置

4.1 硬件組態

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

 

4.2 模塊參數配置

圖6 1STEP 模塊參數界面

 

4.2.1 模塊參數配置說明

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 n，取值范圍1-255。此倍增系數決定啟動停止頻率 Fss，計算公式Fss=Fb×n。

4) Time i：時間系數i，取值范圍1-255。此時間系數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停火輸入。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

本文例子參數配置即為圖6中顯示參數配置

1) 不激活組診斷。

2) 基本頻率4Hz。

3) 倍增系數1，啟動停止頻率 4Hz。

4) 時間系數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，輸入地址分配見表2。

控制信號（輸出），占用8個字節，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、字等地址的讀寫，通過在梯形圖編程環境中使用MOVE指令，將輸入地址區 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

Fa 輸出頻率 Fa = Fb ×G × R

Fb：基本頻率。1STEP 模塊參數中配置，描述參見 4.2.1節。

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

Reduction Factor R：減小系數R。模塊輸出地址字節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，即正方向尋找參考。

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。

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

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G=1、減小系數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變量：

圖10 參考點模式狀態變量

1) M15.2=1外部脈沖使能信號激活。

2) M15.0=1 驅動使能。

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

輸出脈沖數決定步進電機移動的距離，zui大脈沖數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。

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

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

MB21 輸出脈沖數（位16-位19）

MB22 輸出脈沖數（位8-位15）

MB23 輸出脈沖數（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變量：

圖12 增量模式狀態變量

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

2）MD10 顯示剩余脈沖數，圖12顯示還有220個脈沖沒有發送。

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

本文針對ET200S 1STEP步進模作了基本介紹和基本操作說明。如要了解更多關于此模塊的使用方法、診斷方法、技術參數等內容，請參見模塊手冊《ET 200S Position Operating Instructions》。該手冊可以通過下面的鏈接下載：

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

關鍵詞
ET200S，1STEP，功能模塊，步進，脈沖輸出

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文獻屬于產品樹圖文件夾(n):

• 自動化技術自動化技術工業自動化系統 SIMATICIO 系統ET 200 systems for the cabinet ET 200SI/O modules 電子模塊的PM-E 電源模塊
• 自動化技術自動化技術工業自動化系統 SIMATICIO 系統ET 200 systems for the cabinet ET 200SI/O modulesPotential isolation module
• 自動化技術自動化技術工業自動化系統 SIMATICIO 系統ET 200 systems for the cabinet ET 200SI/O modules 數字量電子模塊
• 自動化技術自動化技術工業自動化系統 SIMATICIO 系統ET 200 systems for the cabinet ET 200SI/O modules 模擬量電子模塊
• 自動化技術自動化技術工業自動化系統 SIMATICIO 系統ET 200 systems for the cabinet ET 200SI/O modules 工藝模塊
• 自動化技術自動化技術工業自動化系統 SIMATICIO 系統ET 200 systems for the cabinet ET 200S 故障 -安全型模塊Fail-safe electronic modules
• 自動化技術自動化技術工業自動化系統 SIMATICIO 系統ET 200 systems for the cabinet ET 200S 故障 -安全型模塊Fail-safe electronic modules relay

串口通訊之ET200S 1SI模塊進行ASCII通訊

*文檔: 西門子工程師*本文檔！

• 文獻

• 涉及產品

1. 概述
串口模塊ET200S 1SI（訂貨號：6ES7 138-4DF01-0AB0）是一款用于ET200S上的串口模塊，支持兩種軟件協議（ASCII和3964(R)），通過接線區分可支持三種硬件接口（RS232C、RS422和RS485）。
在Step 7硬件組態中選擇模塊時，硬件目錄中有以下六種版本的模塊：
• ASCII （4B）
• ASCII（8B）
• ASCII（32B）
• 3964(R) （4B）
• 3964(R) （8B）
• 3964(R) （32B）
4/8/32字節代表數據傳輸的吞吐率大小，字節數越大，吞吐率越大，即數據傳輸越快，但是在ET200S機架上占用的I/O存儲區也越多，如果從傳輸速率考慮，選擇32Bzui快，如果從占用的I/O區zui小考慮，選擇4B占用zui少，根據具體應用要求選擇。
模塊信息及指示燈含義，如下圖1所示。

圖1 模塊指示燈含義

RS232C、RS422和RS485三種接口通訊的終端模塊端子分配和電纜連接，如下圖2/3/4所示。

圖2-1 RS232C接口終端模塊端子分配

圖2-2 RS232C接口終端模塊電纜連接

圖3-1 RS422接口終端模塊端子分配

圖3-2 RS422接口終端模塊電纜連接

圖4-1 RS485接口終端模塊端子分配

圖4-2 RS485接口終端模塊電纜連接

注意：RS485接口內部已經短接，不需要外部短接處理，只要直接連接1，2，8。

2. 軟件環境

2.1 STEP7 V5.4 SP5
用于編寫S7-300/400程序，此軟件需要從西門子購買，本文檔中的部分代碼使用Step7 V5.4 SP5的軟件編寫。

2.2 ET200S 1SI 串行接口模塊的功能塊
STEP 7 軟件中不包含ET200s 1SI模塊做串口通訊的功能塊，需要單獨安裝一個軟件，然后在Libraries下才有ET200sSI的庫，功能塊可供通訊調用，該軟件從以下的鏈接下載。25358470

2.3 串口調試器
第三方提供的串口調試工具，可以從互聯網上免費下載，可用于測試串口通訊。

3. 硬件列表和接線

3.1 硬件列表

表1 硬件設備

3.2 硬件接線示意圖
以RS232C的方式接線為例說明，1 Si 模塊按照RS232C的接線方式連接到電腦的232口，連接示意圖如下所示。

圖5 硬件結構和接線示意圖

4.組態設置和編程

4.1 組態和配置

1．打開STEP7，點擊File->New...創建一新項目，項目名稱為et200s ASCII。

圖6新建項目對話框

2．用鼠標右鍵點擊項目名稱，選擇Insert New Object->SIMATIC 300 Station，更改站的名稱為 317-2PN/DP ，如下圖7所示。

圖7 插入S7-300站

3. 在硬件組態中按訂貨號和硬件安裝次序依次插入機架、CPU和ET200S標準從站模塊，如下圖8所示，注意所選串行接口模塊為32字節的1SI ASCII （這里僅考慮數據傳輸的吞吐率，不考慮占用的I/O存儲區的大小）。

圖8組態硬件

4．雙擊1 SI ASCII 模塊，點擊Parameter選項，配置串口通信 參數。

圖9 參數分配

本例中，“Interface”設為RS232C接口，勾選斷線診斷，流量控制：無。通信波特率：9.6kb/s，數據位：8位，停止位：1位，奇偶效驗：無，字符延遲時間：4ms，其他的參數都采用默認設置。注意：設定的參數要和通訊伙伴的相 同。

部分參數說明：

1．接口的選擇

圖10 接口設置

三種接口中：RS232C和RS422接口可以選擇“斷線檢測”和“數據流量控制” 的功能， RS485/422可以設置“接收線路的初始化狀態”。
2．字符楨的格式：支持10位和11位的字符楨格式，包括數據傳輸的波特率，數據位，停止位和奇偶校驗位。
3．接收字符楨結束判斷條件

圖11 結束判斷條件

On expiration of character delay time: 以固定的字符延遲時間為每幀數據的結束方式；
On receipt of end-of-text character: 以結束字符作為每幀數據的結束方式；
On receipt of fixed number of characters: 以固定的字符長度作為每幀數據的結束方式。

4．緩沖區處理方式

圖12 緩沖區設置

Dynamic Message frame buffer：如果勾上，模塊就可以緩沖多個不同長度的消息；
Prevent message frame buffer overwrite：如果勾上，防止接收到的新消息覆蓋緩沖區中的消息楨，這可以防止丟失以前接收到的消息楨；
Delete receive buffer during CPU startup：如果勾上，當CPU的工作模式從STOP切換到RUN（CPU啟動）時，模塊的接收緩沖區自動清空。
更多關于串口接口模塊的組態和參數設置，請參考手冊《ET 200S 串行接口模塊》第2.9章節的內容，手冊鏈接：9260793

4.2 編程

4.2.1 PLC側編程

1．程序調用：從庫Libraries -> ET200s SI -> ET200S Serial Interface -> ET200s SI中調用功能塊，調用發送 FB3（S_SEND）和接收 FB2（S_RCV），并為其分配背景數據塊分別為DB30和DB20，將塊參數LADDR設為硬件組態中1 SI模塊的起始邏輯地址256。

圖13 ET200S串口模塊的邏輯地址

2．創建發送數據塊DB1和接收數據塊DB2

圖14發送/接收數據塊DB1/DB2

3．調用發送功能塊
ET200S 1SI 的發送功能塊FB3 S_SEND 的參數設置見下表2。