西门子6ES7223-1BH32-0XB0

ET200S 1 步进模板使用入门

ET200S 1 5V/204KHz 步进模板入门

1. 模板介绍

1.1 总览

ET200S 1 步进模板输出脉冲来控制步进电机 ，输出脉冲的数量决定步进电机的运动距离，输出脉冲的频率决定步进电机的速度。

模板订货号: 6ES7138-4DC00-0AB0

1.2 模板参数

图. 1: 步进电机模板

1 通道，可控制1个步进电机

数字量输入的参考点开关

外部停止或者外部脉冲使能数字输入

脉冲和方向信号时RS422的差分输出模式

较大输出频率: 204kHZ

较大脉冲数: 1048575

4 LED 状态指示灯

2 操作模式：寻找参考点和增量模式

2. 模板接线

图. 2: 步进模板接线图

端子1和5：脉冲差分信号

端子4和8：差分输出的方向信号

端子2和3：外部停止或者外部脉冲使能数字量输入ID。(功能选择见 4.2 )

端子6和7：数字量输入参考点开关

3. 硬件配置

步进模板可以安装在ET 200S接口模板或者 ET200S CPU后面。

本文使用 IM151-7 CPU 为例。

表 1: 软件和硬件配置

图. 3: ET200S 站的配置图

4. 硬件和参数设置

4.1 硬件配置

1) 根据图. 2 和图. 3完成ET200S的接线

2) 打开STEP7，创建一个新项目，并插入一个S7-300站

3) 从硬件目录中选择IM151-7 CPU直接拖拽到站配置窗口

图. 4: 插入IM151-7 CPU

4) 依次在4槽和5槽插入电源模板 PM-E DC24 和步进模块

图. 5: 硬件配置

4.2 模板参数配置

图. 6: 步进模块参数接口

4.2.1 模板参数说明

1) 组诊断：组诊断

2) 基准频率：基准频率，以Hz为单位，标识Fb

3) 增益 n: 增益系数 n，值范围 1-255. 此增益系数决定启动/停止频率 Fss，并且计算公式为： Fss=Fb×n

4) 时间 i: 时间系数 i, 值范围 1-255. 该时间系数以Hz/ms决定加速和减速，计算公式为: a = Fb ×R / (i×0.128 ms)

5)功能 DI: 数字量输入DI 功能可选，可以被组态为外部脉冲输入或者外部停止信号，缺省是外部脉冲且已使能。

6) 外部 Stop, 限位 Stop: 外部 stop, 信号类型停止开关. 接触器触点是常闭信号，以确保该接触器信号，缺省是读取常闭信号。

4.2.2 本文所例参数设置如下

本例参数配置见图. 6.

1) 没有激活组诊断

2) 基准频率 4Hz

3) 乘法系数 1, 启动/停止频率 4Hz

4) 时间系数 1, 加速/ 减速 31.25 Hz/ms

5) 使能外部输入脉冲

6) 外部输入停止和限位信号为常闭类型

5. 编程

5.1 模板输入/输出地址分配

与其它ET200S功能块类似，1STEP步进模板也通过直接读写I/O地址来对模板进行控制和访问的。

反馈信号 (输入), 占用 8 字节. 如表 2 输入地址分配所示。

控制信号 (输出), 占用 8 字节. 如表 3 输出地址分配所示。

有关输入和输出变量分配的详细信息请参阅 ET200S 位置控制和操作手册。链接如下:

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

表 2: 输入地址分配

表 3: 输出地址分配

5.2 项目例程

为了更好的实现按位，字节或字对模板进行读写，在梯形图中使用MOVE指令接收输入数据PIB272-PIB279 到MB10-MB17发送MB20-MB27到PQB272-PQB279，对1STEP模板的读写访问均通过MB地址来进行。 

1STEP模板地址分配见图. 5 

图. 7: 例程编程

6. 模式描述和举例

6.1 Search-for-reference-point 模式

通过执行search-for-reference-point 模式来同步轴, 即.在机械零位和电气零位之间创建连接关系。 

6.1.1 Search-for-reference-point 模式

Mode=1

参考点按照常开信号访问

搜寻参考点输出频率 Fss 和 Fa。

Fss 启动停止频率，见章节 4.2.1相关描述。

Fa 输出频率: Fa = Fb ×G × R

Fb: 基准频率. 在1STEP 模板参数中设置。 见章节 4.2.1相关描述。

增益 G: 增益系数 G. 值范围: 1-255, 参见模板输出地址字节: 0。

减少 R：减少系数 R. 模板输出地址字节4的*7位信号，参见表 3.模板输出地址4.7=0, R=1. 模板输出地址 4.7=0, R=0.1.

图. 8: 搜寻参考点

6.1.2 search-for-reference-point模式例程

本例模式见图. 8, viz. 搜寻 CW 方向.

通过变量表写输出控制变量：

图. 9: 参考点模式控制变量

1) M24.0=1 search-for-reference-point 模式 = 1

2) M25.0=1, M25.1=1: 因为之前的模板参数配置中的限位开关是常闭输入模式，在软件限位信号触发前为信号输入参见章节 4.2.2.

3) M25.2=0: 没有激活软件脉冲使能信号，因之前的模板参数配置中DI已经作为外部脉冲信号使能，内部软件脉冲使能信号在此时不会使用，参见章节 4.2.2.

4) 置位M24.2, 然后复位M24.4 (下降沿有效), 启动search-for-reference-point模式. 输出脉冲频率为 Fa.

5) MB20=1, M24.7=0: 增益系数 G = 1, 减少系数 R = 1, 频率 ：

Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz。

通过变量表读输入状态：

图. 10: 参考点模式变量表

1) M15.2=1: 触发外部脉冲使能信号

2) M15.0 = 1: 驱动使能

3) 之后 search-for-reference point启动,  M14.0=1 位置被激活,  M15.7=1 位置被执行. 等待参考点开关信号 M15.1.

4) M15.1=1: 参考点信号到达, 寻找参考点已完成 M14.4=1,同步操作完成, M14.2=1,位置到达, M15.3=1, 寻找参考点结束。

6.2 增量模式

增量模式是 1STEP 的主要操作模式. 该操作模式可控制步进电机移动按照设定速度移动到一个*位置。

6.2.1 增量模式描述

Mode=0

输出脉冲的数量决定步进电机的移动距离，较大值脉冲值为 1048575.

输出脉冲频率决定步进电机速度。

在增量模式下输出频率: Fss, Fa西门子IM151-3PN

方向信号作为启动信号。

注意： 步进电机实际位移取决于脉冲数实际速度取决于脉冲频率，这不是在1STEP模板中设置的。

6.2.2 增量模式例程

通过变量表写输出控制信号:

图. 11: 在增量模式下的控制变量

1) M24.0=0 增量模式 = 0

2) M25.0=1、M25.1=1: 因之前的已经配置中限位开关信号为常闭输入模式，在软件限位信号触发前为信号输入参见章节 4.2.2。

3) MB20=1, M24.7=0:增益系数 G = 1, 减少系数 R = 1, 输出频率Fa 

Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz.

4) 脉冲输出数: 通过MB21-23的20 个位信号来存储脉冲数 ,较大值为 0xFFFFF=1048575

MB21 输出脉冲数 (位 16 到位19)

MB22 输出脉冲数 (位 8 到位15)

 MB23 输出脉冲数 (位 0 到位 7)

MB21的位 20 到位 23 没有使用

本例中，分配的值为 0 x 100,即. 256 个脉冲。

5) 置位 M24.4, 之后复位 M24.4 (下降沿有效), 启动增量模式 触发CW方向信号开始运动。

通过变量表读输入信号:

图. 12: 增量模式变量表

1）增量模式启动后，M14.0=1位置任务被激活，M15.7=1位置被执行。 

2） MD10 显示剩余脉冲，如图. 12, 220 个脉冲尚未发出。

3） MD10=0: 脉冲发送完成, 置位 M14.0 和M15.7, 位置到达 M14.2=1 . 增量模式输出完成。

下面部分包括以下操作指导：

1. S7-400 站作为时间主站（传输方）的配置

2. S7-400 站作为时间从站（接收方）的配置

3. 具有时间同步功能的 PC 的配置

在硬件组态中组态 S7-400 站的时间同步。在 CPU 属性窗口中选择 "诊断/时钟"选项卡  ，然后选择同步模式。可以组态 S7-400 CPU 作为时间主站（ 时间传输方） 或时间从站（时间接收方）。

设置是在 CPU 中同步（在 PLC 同步）还是通过 MPI 同步（在 MPI 同步)。在 PLC 中的同步包括CP。

可以在 1 秒和 24 小时之间选择同步的时间间隔。

S7-400 作为时间主站（传输方）的配置

下面是配置 S7-400 站作为时间主站的操作。

序号    操作

1.    在 S7-400 站的硬件组态中，打开 CPU 的属性窗口，选择“诊断/时钟”选项卡。

在 PLC 的同步模式中设置“作为主站”，并且选择同步的时间间隔，例如 10 秒。

点击“确定”关闭窗口。 

图. 02

2.    在硬件组态中参数化 S7-400 的 PROFIBUS CP 进行时间传递。

打开 PROFIBUS CP 的属性窗口，切换到“选项”选项卡，参数化传递时间消息的方向。如果 S7-400 站是作为时间主站，使能传递时间消息的方向：

From station to LAN

来自 CPU 的时间消息通过 PROFIBUS CP 传递到 PROFIBUS 子网上。

图. 03

表 04

S7-400 站作为时间从站（接收方）的配置

下面是配置 S7-400 站作为时间从站的操作。

序号.    操作

1.    在 S7-400站的硬件组态中，打开CPU的属性窗口，选择“诊断/时钟”选项卡。

在PLC的同步模式中设置为“作为从站”。

点击“确定”关闭窗口。 

图. 04

2.    在硬件组态中参数化 S7-400 的 PROFIBUS CP 进行时间传递。

打开 PROFIBUS CP 的属性窗口，切换到“选项”选项卡，参数化传递时间消息的方向。如果 S7-400 站是作为时间主站，使能传递时间消息的方向：

From LAN to station

来自 PROFIBUS 子网的时间消息会被 PROFIBUS CP 接收，并传递到 CPU。

图. 05

表 05

注意

时间同步可确保较大偏差为 10 毫秒的网络范围的精度。

PC 站时间同步的配置

CP5613 (FO/A2), CP5614 (FO/A2), CP5623 和 CP5624 可用于 PC 的时间同步。通过 SIMATIC NET PC V6.0(CD 07/2001)及以上版本，CP5613 (FO) 和 CP5614 (FO) 可用 NCM PC 组态。在PC 站的硬件组态中，打开 PROFIBUS PC CP 的属性窗口，切换到“选项”选项卡，使能 "Time of day" 功能，可以组态 PROFIBUS PC CP 作为时间主站（传输方）或者是时间从站（接收方）。

图. 06

PC 不能自动发送和接收时间。必须使用应用程序实现，程序通过函数调用写或从 CP 读取时间。

西门子网卡及电缆    

6ES7 972-0CB20-0XA0    西门子USB接口编程适配器（USB接口编程电缆）

6ES7 972-0CB35-0XA0    西门子TS适配器II 用于调制解调器远程服务

6ES7 972-0CC35-0XA0    西门子TS适配器II 用于ISDN 远程服务

6GK1 561-1AA01    西门子CP5611网卡(PCI总线软卡,支持MPI,PPI,PROFIBUS-DP)

6GK1 551-2AA00    西门子CP5512网卡(PCMCIA总线软卡,支持MPI,PPI,PROFIBUS-DP,笔记本电脑用，32BIT)

6GK1 561-3AA01    西门子CP5613网卡(PCI总线硬卡,支持PROFIBUS-DP主站)

6GK1 561-3FA00    西门子CP5613光纤网卡(PCI总线硬卡,支持PROFIBUS-DP主站

6GK1 561-4AA01    西门子CP5614网卡(PCI总线硬卡,支持PROFIBUS-DP主站/从站)

6GK1 561-4FA00    西门子CP5614光纤网卡(PCI总线硬卡,支持PROFIBUS-DP主站/从站)

6GK1562-1AA00    西门子CP5621通讯卡             货期8周

6GK1571-1AA00    西门子CP5711卡  USB接口  和9针插口

6FX800开头    西门子是动力电缆跟信号电缆

6XV1 840-2AH10    西门子4芯电缆 网线

6FC5210-0DF22-2AA0    西门子PCU50

6XV1 830-0PBH30    西门子TD / OP 与 S5-90U 至 -155U 的电缆 6XV1 440-2A

6XV1 830-0EH10    西门子PROFIBUS通讯电缆

6XV1 830-3EH10    西门子西门子拖缆

6XV1 830-0AH10    西门子DP电缆

6XV1 820-5AH10    西门子光纤电缆(米)

6XV1 820-5BH50    西门子光纤电缆 含BFOC (5米)

6XV1 820-5BT10    西门子光纤电缆 含BFOC (100米)

6GK1 901-0DA20-0AA0    西门子BFOC接头（每包20只）

6ES7 901-0BF00-0AA0    西门子5米MPI电缆  9针插头   PLC通讯电缆

6ES7 901-1BF00-0XA0    西门子RS232电缆

西门子链接模板    

6GK1 415-2AA01    西门子DP-AS-i 网关 IP20

6GK1 415-0AA01    西门子DP-EIB 网关

6ES7 158-0AD01-0XA0    西门子DP/DP 耦合器 

6ES7 157-0AC83-0XA0    西门子DP/PA 耦合器 ，非本安区

6ES7 157-0AD82-0XA0    西门子DP/PA 耦合器 ，本安区

6XV1 830-5EH10    西门子PROFIBUS FC 过程电缆( 易爆区 )

6XV1 830-5FH10    西门子PROFIBUS FC 过程电缆( 非易爆区 )

6ES7 195-7HF80-0XA0    西门子DP/PA耦合器有源总线单元

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6GK1 905-0AD00    西门子SpliTConnect终端(Ex)（5件）

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6GK1 905-0AC00    西门子SpliTConnect 耦合器（10件）