西门子6AG1138-6BA00-2BA0 西门子6AG1138-6BA00-2BA0 西门子6AG1138-6BA00-2BA0
SIPLUS ET 200SP TM POSINPUT 1 -40 ... +60 °C 带防腐蚀涂层 基于：6ES7138-6BA00-0BA0 。 计数和 定位模块 用于 RS-422 增量编码器 或 SSI 绝对值编码器， 2DI，2DQ
| 产品 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 商品编号(市售编号) | 6AG1138-6BA00-2BA0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 产品说明 | SIPLUS ET 200SP TM POSINPUT 1 -40 ... +60 °C 带防腐蚀涂层 基于：6ES7138-6BA00-0BA0 。 计数和 定位模块 用于 RS-422 增量编码器 或 SSI 绝对值编码器， 2DI，2DQ | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 产品家族 | SIPLUS TM PosInput 1 counting and b detection module | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 产品生命周期 (PLM) | PM300:有效产品 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 价格数据 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 价格组 / 总部价格组 | CT / 473 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 列表价（不含增值税） | 显示价格 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 您的单价（不含增值税） | 显示价格 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 金属系数 | 无 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 交付信息 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 出口管制规定 | AL : N / ECCN : EAR99H | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 工厂生产时间 | 22 天 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 净重 (Kg) | 0.054 Kg | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 产品尺寸 (W x L X H) | 未提供 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 包装尺寸 | 6.40 x 7.80 x 2.30 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 包装尺寸单位的测量 | CM | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 数量单位 | 1 件 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 包装数量 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 其他产品信息 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| EAN | 4047618078034 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| UPC | 未提供 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 商品代码 | 85389091 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| LKZ_FDB/ CatalogID | A&DSE/SIP ADD | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 产品组 | 4257 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原产国 | 德国 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Compliance with the substance restrictions according to RoHS directive | RoHS 合规开始日期: 2016.11.09 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 产品类别 | B: 受限的或中期重复使用性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 电气和电子设备使用后的收回义务类别 | 没有电气和电子设备使用后回收的义务 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 分类 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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1. 概述
串口模块ET200S 1SI（订货号：6ES7 138-4DF01-0AB0）是一款用于ET200S上的串口模块，支持两种软件协议（ASCII和3964(R)），通过接线区分可支持三种硬件接口（RS232C、RS422和RS485）。
在Step 7硬件组态中选择模块时，硬件目录中有以下六种版本的模块：
• ASCII （4B）
• ASCII（8B）
• ASCII（32B）
• 3964(R) （4B）
• 3964(R) （8B）
• 3964(R) （32B）
4/8/32字节代表数据传输的吞吐率大小，字节数越大，吞吐率越大，即数据传输越快，但是在ET200S机架上占用的I/O存储区也越多，如果从传输速率考虑，选择32B最快，如果从占用的I/O区最小考虑，选择4B占用最少，根据具体应用要求选择。
模块信息及指示灯含义，如下图1所示。
图1 模块指示灯含义
RS232C、RS422和RS485三种接口通讯的终端模块端子分配和电缆连接，如下图2/3/4所示。
图2-1 RS232C接口终端模块端子分配
图2-2 RS232C接口终端模块电缆连接
图3-1 RS422接口终端模块端子分配
图3-2 RS422接口终端模块电缆连接
图4-1 RS485接口终端模块端子分配
图4-2 RS485接口终端模块电缆连接
注意：RS485接口内部已经短接，不需要外部短接处理，只要直接连接1，2，8。
2. 软件环境
2.1 STEP7 V5.4 SP5
用于编写S7-300/400程序，此软件需要从西门子购买，本文档中的部分代码使用Step7 V5.4 SP5的软件编写。
2.2 ET200S 1SI 串行接口模块的功能块
STEP 7 软件中不包含ET200s 1SI模块做串口通讯的功能块，需要单独安装一个软件，然后在Libraries下才有ET200sSI的库，功能块可供通讯调用，该软件从以下的链接下载。25358470
2.3 串口调试器
第三方提供的串口调试工具，可以从互联网上免费下载，可用于测试串口通讯。
3. 硬件列表和接线
3.1 硬件列表
| CPU | CPU317-2PN/DP | 6ES7 317-2EK14-0AB0 |
| ET200S | 接口模块 | 6ES7 151-1BA01-0AB0 |
| 功率模块 | 6ES7 138-4CA00-0AA0 | |
| 1 SI串口模块 | 6ES7 138-4DF01-0AB0 | |
| 功率模块的终端模块 | TM-P15S23-A0 | 6ES7 193-4CD20-0AA0 |
| 电子模块的终端模块 | TM-E15C24-01 | 6ES7 193-4CA30-0AA0 |
表1 硬件设备
3.2 硬件接线示意图
以RS232C的方式接线为例说明，1 Si 模块按照RS232C的接线方式连接到电脑的232口，连接示意图如下所示。
图5 硬件结构和接线示意图
4.组态设置和编程
4.1 组态和配置
1．打开STEP7，点击File->New...创建一新项目，项目名称为et200s ASCII。
图6新建项目对话框
2．用鼠标右键点击项目名称，选择Insert New Object->SIMATIC 300 Station，更改站的名称为 317-2PN/DP ，如下图7所示。
图7 插入S7-300站
3. 在硬件组态中按订货号和硬件安装次序依次插入机架、CPU和ET200S标准从站模块，如下图8所示，注意所选串行接口模块为32字节的1SI ASCII （这里仅考虑数据传输的吞吐率，不考虑占用的I/O存储区的大小）。
图8组态硬件
4．双击1 SI ASCII 模块，点击Parameter选项，配置串口通信 参数。
图9 参数分配
本例中，“Interface”设为RS232C接口，勾选断线诊断，流量控制：无。通信波特率：9.6kb/s，数据位：8位，停止位：1位，奇偶效验：无，字符延迟时间：4ms，其他的参数都采用默认设置。注意：设定的参数要和通讯伙伴的相 同。
部分参数说明：
1．接口的选择
图10 接口设置
三种接口中：RS232C和RS422接口可以选择“断线检测”和“数据流量控制” 的功能， RS485/422可以设置“接收线路的初始化状态”。
2．字符桢的格式：支持10位和11位的字符桢格式，包括数据传输的波特率，数据位，停止位和奇偶校验位。
3．接收字符桢结束判断条件
图11 结束判断条件
On expiration of character delay time: 以固定的字符延迟时间为每帧数据的结束方式；
On receipt of end-of-text character: 以结束字符作为每帧数据的结束方式；
On receipt of fixed number of characters: 以固定的字符长度作为每帧数据的结束方式。
4．缓冲区处理方式
图12 缓冲区设置
Dynamic Message frame buffer：如果勾上，模块就可以缓冲多个不同长度的消息；
Prevent message frame buffer overwrite：如果勾上，防止接收到的新消息覆盖缓冲区中的消息桢，这可以防止丢失以前接收到的消息桢；
Delete receive buffer during CPU startup：如果勾上，当CPU的工作模式从STOP切换到RUN（CPU启动）时，模块的接收缓冲区自动清空。
更多关于串口接口模块的组态和参数设置，请参考手册《ET 200S 串行接口模块》第2.9章节的内容，手册链接：9260793
4.2 编程
4.2.1 PLC侧编程
1．程序调用：从库Libraries -> ET200s SI -> ET200S Serial Interface -> ET200s SI中调用功能块，调用发送 FB3（S_SEND）和接收 FB2（S_RCV），并为其分配背景数据块分别为DB30和DB20，将块参数LADDR设为硬件组态中1 SI模块的起始逻辑地址256。
图13 ET200S串口模块的逻辑地址
2．创建发送数据块DB1和接收数据块DB2
图14发送/接收数据块DB1/DB2
3．调用发送功能块
ET200S 1SI 的发送功能块FB3 S_SEND 的参数设置见下表2。
| LADDR | 硬件组态中串口模块的起始逻辑地址，本例中为256 |
| DB_NO | 发送数据块号，本例中为1（DB1） |
| DBB_NO | 发送数据的起始地址，本例中为0（从DB1.DBB0开始） |
| LEN | 发送数据的长度，本例中为10 |
| REQ | 发送数据触发位，上升沿触发，本例中为M0.0 |
| R | 取消通讯，本例中不用 |
| COM_RST | 如果为1 ，重新启动FB，本例中为M0.2 |
| DONE | 发送完成位，发送完成且没有错误时为TRUE， |
| ERROR | 错误位，为TRUE说明有错误 |
| STATUS | 状态字，标识错误代码，察看ET200S串行接口模块手册获得相应的说明 |
表2 FB3 S_SEND 的参数定义
图15 在程序中调用FB3 S_SEND
4．调用接收功能块
ET200S 1SI的接收功能块FB2 S_RCV的参数设置见下表3。
| LADDR | 硬件组态中串口模块的起始逻辑地址，本例中为256 |
| DB_NO | 接收数据块号，本例中为2（DB2） |
| DBB_NO | 接收数据的起始地址，本例中为0（DB2.DBB0） |
| LEN | 接收数据的长度，本例中为MW4，只有在接收到数据的当前周期，此值不为0 ，需要编程读出 |
| EN_R | 使能接收位，本例中为M0.2 |
| R | 取消通讯，本例中不用 |
| COM_RST | 如果为1 ，重新启动FB，本例中为M0.2 |
| NDR | 接收完成位，接收完成并没有错误时为TRUE |
| ERROR | 错误位，为TRUE时说明有错误 |
| STATUS | 状态字，标识错误代码，查看ET200S串行接口模块手册获得相应的说明 |
表3 FB2 S_RCV的参数定义
图16 在程序中调用FB2 S_RCV
4.2.2 PC机参数设置
参数分配：串口选择COM1（默认），传输波特率为9.6Kb/s， 8位数据位，无校验，1位停止位，这些参数要和ET200s中1SI ASCII模块设置一致，同时将串口调试软件打开。
图17 串口调试软件参数设置
4.3 通讯测试
1．ET200S 1SI发送数据，调试软件接收数据
首先将硬件配置和程序下载到PLC，将DB1中前10个字节设为十六进制的01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 ，然后将FB3的M0.0从FALSE置成TRUE，ET200S将发送数据10个字节数据，可以从串口调试软件的接收字符窗口中看到收到的数据（十六进制），结果如下图18所示。
图18 ET200S 1SI发送数据调试软件接收数据测试结果
2．调试软件发送数据，ET200S 1 SI接收数据
首先将硬件配置和程序下载到CPU中，将FB2的M0.1设为TRUE，使能ET200S 接收。在PC机的串口软件打开，在发送字符输入窗口输入16进制数据1122334455667788 9900，然后点击“手动发送”按钮发送数据，则在PLC侧DB2的前10个字节能接收到数据，接收的长度为10，测试结果如下。
1 模块介绍
1.1 模块概述
ET200S 1STEP步进模块输出脉冲控制步进电机驱动器，输出脉冲数决定步进电机移动的距离，输出脉冲频率决定步进电机的速度。
模块订货号：6ES7138-4DC00-0AB0
1.2 模块特性
图1 1STEP 步进模块
l 1个通道，可以用于控制1个步进电机
l 参考点开关数字量输入
l 外部停止或外部脉冲使能数字量输入
l 脉冲和方向信号采用符合RS422电平差分输出
l 输出最大频率204 kHZ
l 输出最大脉冲数 1048575
l 4个LED状态指示
l 2种操作模式：寻找参考点模式、增量模式
2 模块接线
图2 1STEP 端子接线图
l 端子1、5：脉冲信号差分输出
l 端子4、8：方向信号差分输出
l 端子2、3：外部停止或外部脉冲使能数字量输入DI（功能选择见4.2节）
端子6、7：参考点开关数字量输入
3 硬件配置
1STEP 步进模块可以安装在ET200S接口模块或ET200S CPU模块后使用。
本文中以IM151–7 CPU模块为例。
|
名称 |
订货号 |
数量 |
|
IM151-7F CPU |
6ES7151-7AA20-0AB0 |
1 |
|
PM-E DC24 电源模块 |
6ES7138-4CA01-0AA0 |
1 |
|
TM-P15S23-A0 端子模块 |
6ES7193-4CD20-0AA0 |
1 |
|
1STEP 5V/204kHZ |
6ES7138-4DC00-0AB0 |
1 |
|
TM-E15S26-A1 端子模块 |
6ES7193-4CA40-0AA0 |
1 |
|
STEP7 V5.4 SP5 |
6ES7 810–4CC08–0YA5 |
1 |
表1 软硬件配置
图3 ET200S 站配置图
4 硬件组态及参数配置
4.1 硬件组态
1) 按照图2、图3完成ET200S站安装和接线。
2) 打开STEP7,在管理器中新建一个项目，然后插入一个S7-300站。
3) 进入硬件组态界面进行配置。选中IM151-7 CPU直接拖拽到站配置窗口中。
图4 插入IM151-7 CPU
4) 在4号槽和5号槽中分别插入PM-E DC24电源模块和1STEP步进模块。
图5 硬件组态
4.2 模块参数配置
图6 1STEP 模块参数界面
4.2.1 模块参数配置说明
1) Group Diagnostic：组诊断。
2) Base Frequency：基本频率，单位Hz，记作Fb。
3) Multiplier n：倍增系数 n，取值范围1-255。此倍增系数决定启动停止频率 Fss，计算公式Fss=Fb×n。
4) Time i：时间系数i，取值范围1-255。此时间系数决定加速度和减速度a，单位为Hz/ms，计算公式为a = Fb ×R / (i×0.128 ms)。
5) Function DI：数字量DI输入功能选择，可以配置为外部脉冲使能输入或外部停火输入。缺省为外部脉冲使能输入。
6) External Stop，Limit Stop：外部停止，限位停止信号类型，break contact为常闭信号，make contact为常看信号。缺省为常闭信号接入。
4.2.2 本文例子采用参数
本文例子参数配置即为图6中显示参数配置
1) 不激活组诊断。
2) 基本频率4Hz。
3) 倍增系数1，启动停止频率 4Hz。
4) 时间系数1，加速度减速度 31.25 Hz/ms。
5) 外部脉冲使能输入。
6) 外部停止输入、限位输入信号类型为常闭信号输入。
5 程序编制
5.1 模块输入输出地址分配
1STEP 步进模块跟其它ET200S 功能模块类似，都是通过直接读写I/O地址对模块进行控制访问。
反馈信号（输入），占用8个字节，输入地址分配见表2。
控制信号（输出），占用8个字节，输出地址分配见表3。
输入、输出地址分配变量具体描述参见 ET200S 位置控制操作手册，参考链接：
/cs/document/9260790?caller=view&lc=en-CN
表2 输入地址分配
表3 输出地址分配
5.2 项目示例程序
为了便于对该模块地址中的位、字节、字等地址的读写，通过在梯形图编程环境中使用MOVE指令，将输入地址区 PIB272-PIB279传送到MB10-MB17，将MB20-MB27传送到PQB272-PQB279。对1STEP模块的读写访问通过MB地址区完成。
1STEP 模块IO地址分配见图5。
图7 项目示例程序
6 模式说明及示例
6.1 寻找参考点模式
通过执行寻找参考点模式，对轴进行同步，即建立机械零点与电气零点对应关系。
6.1.1 寻找参考点模式说明
Mode=1
参考点开关为常开信号接入
寻找参考点输出频率 Fss、Fa
Fss 启动停止频率，描述参见 4.2.1节
Fa 输出频率 Fa = Fb ×G × R
Fb：基本频率。1STEP 模块参数中配置，描述参见 4.2.1节。
Multiplier G：倍增系数 G。取值范围1-255，模块输出地址字节0，参见表3。
Reduction Factor R：减小系数R。模块输出地址字节4第7位，参加表3。模块输出地址4.7=0，R=1；模块输出地址4.7=1，R=0.1。
图8 寻找参考点
6.1.2 寻找参考点模式示例
本文示例按照图8模式进行，即正方向寻找参考。
1. 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 寻找参考点模式Mode=1
2) M25.0=1、M25.1=1 由于之前模块参数配置限位开关信号为常闭输入，所以当没有软限位开关激活时，应该有信号输入。参见4.2.2节。
3) M25.2=0 不激活软件脉冲使能信号。由于之前模块参数配置已经使能DI为外部脉冲使能信号输入，此时就不再使用内部软件脉冲使能信号。参见4.2.2节。
4) 置位M24.4，然后复位M24.4（下降沿信号有效），启动寻找参考点模式。脉冲输出频率为Fa。
5) MB20=1、M24.7=0 倍增系数G=1、减小系数R=1，Fa频率值为
Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz。
2．通过变量表读输入状态变量：
图10 参考点模式状态变量
1) M15.2=1外部脉冲使能信号激活。
2) M15.0=1 驱动使能。
3) 寻找参考点启动后，M14.0=1 位置任务激活，M15.7=1 位置操作执行中。等待参考点开关信号M15.1。
4) M15.1=1 参考点信号达到，寻找参考点完成。M14.4=1，同步操作完成，M14.2=1 位置到达，M15.3=1 寻找参考点停止。
6.2 增量模式
增量模式是1STEP 主要工作模式。通过该工作模式可以控制步进电机按照给定的速度移动给定的距离。
6.2.1 增量模式说明
Mode=0
输出脉冲数决定步进电机移动的距离，最大脉冲数1048575
输出脉冲频率决定步进电机的速度
增量模式输出频率 Fss、Fa
方向信号作为启动信号
注意：脉冲数对应的实际位移量和脉冲频率对应的实际速率由步进电机驱动器确定，不再1STEP模块中进行设置。
6.2.2 增量模式示例
1. 通过变量表写输出控制变量：
图11 增量模式控制变量
1) M24.0=0 增量模式Mode=0
2) M25.0=1、M25.1=1 由于之前模块参数配置限位开关信号为常闭输入，所以当没有软限位开关激活时，应该有信号输入。参见4.2.2节。
3) MB20=1、M24.7=0 倍增系数G=1、减小系数R=1，输出频率 Fa为
Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz。
4) 输出脉冲数，通过MB21-23组成20位地址长度用于存放脉冲数，最大值即为 0xFFFFF=1048575
MB21 输出脉冲数（位16-位19）
MB22 输出脉冲数（位8-位15）
MB23 输出脉冲数（位0-位7）
MB21 位20-位23没有使用
本示例中赋值为0x100，即256个脉冲。
5) 置位M24.4，然后复位M24.4（下降沿信号有效），启动增量模式，正方向移动。
2．通过变量表读输入状态变量：
图12 增量模式状态变量
1）增量模式启动后，M14.0=1 位置任务激活，M15.7=1 位置操作执行中。
2）MD10 显示剩余脉冲数，图12显示还有220个脉冲没有发送。
3）MD10=0 脉冲发送完成，M14.0、M15.7清零，M14.2=1 位置到达。增量模式输出完成。
西门子6AG1138-6BA00-2BA0 西门子6AG1138-6BA00-2BA0
