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用于测量力的一个应变仪传感器的SIWARXCF发射机- SIMATIC ET200 S头站IM151-1基本/标准/高特性

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
• 最大输出频率: 204kHZ
• 最大脉冲数: 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的第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.

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 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。
    
2. 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指定位置。
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，最大值脉冲值为 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
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

1. 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 ,最大值为 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。
2. 通过变量表读输入信号:
   

.必备条件
Step7 编程软件 PLC 中具有Profibus-DP 通讯口 Profibus 通讯电缆 Profibus 总线联结器 Drive 中有Profibus 通讯模板.如: MASTER DRIVE 的CBP2 通讯模板, 标准变频器的Profibus 通讯模板

2.硬件组态

1. 将MASTERDRIVES CBP/CBP2 加入组态
2. Profibus 地址(6)
3. 将MICROMASTER 4 加入组态
4. Profibus 地址(7)

 

3.选择数据格式

1. MASTERDRIVE 中可供选择的PP0 类型
2. I/Q address

1. MICROMASTER 4 中可供选择的数据格式

2. I/Q address

 

4.Step 7 中的编程

创建数据块DB1 说明:

1.在Step7 中对PKW (参数区)读写参数时调用SFC14 和 SFC15
2. SFC14(“DPRD_DAT”)用于读Profibus 从站的数据
3. SFC15(“DPWR_DAT”)用于将数据写入Profibus 从站
4. W#16#100(即256)是硬件组态时PKW 的起始地址

程序举例1(读参数r015)

注:PKW ,IND 的详细说明见附录

1. W#16#100(即256)是硬件组态时PKW 的起始地址
2.将从站数据读入DB1.DBX0.0 开始的8 个字节(P#DB1.DBX0.0 BYTE 8)

PKE -> DB1.DBW0
IND -> DB1.DBW2
PWE1 -> DB1.DBW4 参数值的高字位
PWE2 -> DB1.DBW6 参数值的低字位

3.将DB1.DBX28.0 开始的8 个字节写入从站(P#DB1.DBX28.0 BYTE 8)

DB1.DBW28 -> PKE
DB1.DBW30 -> IND
参数值的高字位 DB1.DBW32 -> PWE1
参数值的低字位 DB1.DBW34 -> PWE2
注:PKW ,IND 的详细说明见附录

程序举例2 (读参数P401.2)

注:PKW ,IND 的详细说明见附录

1.W#16#100(即256)是硬件组态时PKW 的起始地址
2.将从站数据读入DB1.DBX0.0 开始的8 个字节(P#DB1.DBX0.0 BYTE 8)

PKE -> DB1.DBW0
IND -> DB1.DBW2
PWE1 -> DB1.DBW4 参数值的高字位
PWE2 -> DB1.DBW6 参数值的低字位
3. 将DB1.DBX28.0 开始的8 个字节写入从站(P#DB1.DBX28.0 BYTE 8)
DB1.DBW28 -> PKE
DB1.DBW30 -> IND
参数值的高字位 DB1.DBW32 -> PWE1
参数值的低字位 DB1.DBW34 -> PWE2
注:PKW ,IND 的详细说明见附录

程序举例3 (读参数U001.2)

注:PKW ,IND 的详细说明见附录

1. W#16#100(即256)是硬件组态时PKW 的起始地址
2.将从站数据读入DB1.DBX0.0 开始的8 个字节(P#DB1.DBX0.0 BYTE 8)
PKE -> DB1.DBW0
IND -> DB1.DBW2
PWE1 -> DB1.DBW4 参数值的高字位
PWE2 -> DB1.DBW6 参数值的低字位
3. 将DB1.DBX28.0 开始的8 个字节写入从站(P#DB1.DBX28.0 BYTE 8)
DB1.DBW28 ->PKE
DB1.DBW30 -> IND
参数值的高字位 DB1.DBW32 -> PWE1
参数值的低字位 DB1.DBW34 -> PWE2

注:PKW ,IND 的详细说明见附录

程序举例4(写参数P401.1)

 

注:PKW ,IND 的详细说明见附录

1. W#16#100( 即256)是硬件组态时PKW 的起始地址
2. 将从站数据读入DB1.DBX0.0 开始的8 个字节(P#DB1.DBX0.0 BYTE 8)
PKE -> DB1.DBW0
IND -> DB1.DBW2
PWE1 -> DB1.DBW4 参数值的高字位
PWE2 -> DB1.DBW6 参数值的低字位
3->将DB1.DBX28.0 开始的8 个字节写入从站(P#DB1.DBX28.0 BYTE 8)
DB1.DBW28 -> PKE
DB1.DBW30 -> IND
参数值的高字位 DB1.DBW32 -> PWE1
参数值的低字位 DB1.DBW34 -> PWE2
注:PKW ,IND 的详细说明见附录
对PZD (过程数据)的读写

说明:

1. 在Step7 中对PZD (过程数据)读写参数时调用SFC14 和SFC15
2. SFC14(“DPRD_DAT”)用于读Profibus 从站的数据
3. SFC15(“DPWR_DAT”)用于将数据写入Profibus 从站
4. W#16#108(即264)是硬件组态时PZD 的起始地址
5. 对特殊结构的PZD 可用PQW , PIW 进行读写

程序举例5: 对PPO5 中10PZD 的读写

DB1 中与PZD 相对应的数据字

1.在P918 中设置Profibus 地址,必须与Step 7 中设置相同.地址不能重复.
2. 控制字第十位置“1”. PZD1 = W#16#X4XX

附录1

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