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電子模塊 ET 200S：4DI 24V DC NAMUR， 15mm 結(jié)構(gòu)寬度， 利用 LED 集中報錯（集中報錯

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ET200S 1 步進模板使用入門
ET200S 1 5V/204KHz 步進模板入門

1. 模板介紹
1.1 總覽
ET200S 1 步進模板輸出脈沖來控制步進電機 ，輸出脈沖的數(shù)量決定步進電機的運動距離，輸出脈沖的頻率決定步進電機的速度。
模板訂貨號: 6ES7138-4DC00-0AB0
1.2 模板參數(shù)

圖. 1: 步進電機模板

• 1 通道，可控制1個步進電機
• 數(shù)字量輸入的參考點開關(guān)
• 外部停止或者外部脈沖使能數(shù)字輸入
• 脈沖和方向信號時RS422的差分輸出模式
• 最大輸出頻率: 204kHZ
• 最大脈沖數(shù): 1048575
• 4 LED 狀態(tài)指示燈
• 2 操作模式：尋找參考點和增量模式

2. 模板接線

圖. 2: 步進模板接線圖

• 端子1和5：脈沖差分信號
• 端子4和8：差分輸出的方向信號
• 端子2和3：外部停止或者外部脈沖使能數(shù)字量輸入ID。(功能選擇見 4.2 )
• 端子6和7：數(shù)字量輸入?yún)⒖键c開關(guān)

3. 硬件配置
步進模板可以安裝在ET 200S接口模板或者 ET200S CPU后面。
本文使用 IM151-7 CPU 為例。

表 1: 軟件和硬件配置

圖. 3: ET200S 站的配置圖
4. 硬件和參數(shù)設(shè)置
4.1 硬件配置
1) 根據(jù)圖. 2 和圖. 3完成ET200S的接線
2) 打開STEP7，創(chuàng)建一個新項目，并插入一個S7-300站
3) 從硬件目錄中選擇IM151-7 CPU直接拖拽到站配置窗口

圖. 4: 插入IM151-7 CPU
4) 依次在4槽和5槽插入電源模板 PM-E DC24 和步進模塊

圖. 5: 硬件配置
4.2 模板參數(shù)配置

圖. 6: 步進模塊參數(shù)接口
4.2.1 模板參數(shù)說明
1) 組診斷：組診斷
2) 基準頻率：基準頻率，以Hz為單位，標識Fb
3) 增益 n: 增益系數(shù) n，值范圍 1-255. 此增益系數(shù)決定啟動/停止頻率 Fss，并且計算公式為： Fss=Fb×n
4) 時間 i: 時間系數(shù) i, 值范圍 1-255. 該時間系數(shù)以Hz/ms決定加速和減速，計算公式為: a = Fb ×R / (i×0.128 ms)
5)功能 DI: 數(shù)字量輸入DI 功能可選，可以被組態(tài)為外部脈沖輸入或者外部停止信號，缺省是外部脈沖且已使能。
6) 外部 Stop, 限位 Stop: 外部 stop, 信號類型停止開關(guān). 接觸器觸點是常閉信號，以確保該接觸器信號，缺省是讀取常閉信號。
4.2.2 本文所例參數(shù)設(shè)置如下
本例參數(shù)配置見圖. 6.
1) 沒有激活組診斷
2) 基準頻率 4Hz
3) 乘法系數(shù) 1, 啟動/停止頻率 4Hz
4) 時間系數(shù) 1, 加速/ 減速 31.25 Hz/ms
5) 使能外部輸入脈沖
6) 外部輸入停止和限位信號為常閉類型
5. 編程
5.1 模板輸入/輸出地址分配
與其它ET200S功能塊類似，1STEP步進模板也通過直接讀寫I/O地址來對模板進行控制和訪問的。
反饋信號 (輸入), 占用 8 字節(jié). 如表 2 輸入地址分配所示。
控制信號 (輸出), 占用 8 字節(jié). 如表 3 輸出地址分配所示。
有關(guān)輸入和輸出變量分配的詳細信息請參閱 ET200S 位置控制和操作手冊。鏈接如下:
/cs/document/9260790?caller=view&lc=en-WW

表 2: 輸入地址分配

表 3: 輸出地址分配

5.2 項目例程
為了更好的實現(xiàn)按位，字節(jié)或字對模板進行讀寫，在梯形圖中使用MOVE指令接收輸入數(shù)據(jù)PIB272-PIB279 到MB10-MB17發(fā)送MB20-MB27到PQB272-PQB279，對1STEP模板的讀寫訪問均通過MB地址來進行。 
1STEP模板地址分配見圖. 5 

圖. 7: 例程編程
6. 模式描述和舉例

6.1 Search-for-reference-point 模式
通過執(zhí)行search-for-reference-point 模式來同步軸, 即.在機械零位和電氣零位之間創(chuàng)建連接關(guān)系。 
6.1.1 Search-for-reference-point 模式
Mode=1
參考點按照常開信號訪問
搜尋參考點輸出頻率 Fss 和 Fa。
Fss 啟動停止頻率，見章節(jié) 4.2.1相關(guān)描述。
Fa 輸出頻率: Fa = Fb ×G × R
Fb: 基準頻率. 在1STEP 模板參數(shù)中設(shè)置。 見章節(jié) 4.2.1相關(guān)描述。
增益 G: 增益系數(shù) G. 值范圍: 1-255, 參見模板輸出地址字節(jié): 0。
減少 R：減少系數(shù) R. 模板輸出地址字節(jié)4的第7位信號，參見表 3.模板輸出地址4.7=0, R=1. 模板輸出地址 4.7=0, R=0.1.

圖. 8: 搜尋參考點
6.1.2 search-for-reference-point模式例程
本例模式見圖. 8, viz. 搜尋 CW 方向.

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 search-for-reference-point 模式 = 1
   2) M25.0=1, M25.1=1: 因為之前的模板參數(shù)配置中的限位開關(guān)是常閉輸入模式，在軟件限位信號觸發(fā)前為信號輸入?yún)⒁娬鹿?jié) 4.2.2.
   3) M25.2=0: 沒有激活軟件脈沖使能信號，因之前的模板參數(shù)配置中DI已經(jīng)作為外部脈沖信號使能，內(nèi)部軟件脈沖使能信號在此時不會使用，參見章節(jié) 4.2.2.
   4) 置位M24.2, 然后復(fù)位M24.4 (下降沿有效), 啟動search-for-reference-point模式. 輸出脈沖頻率為 Fa.
   5) MB20=1, M24.7=0: 增益系數(shù) G = 1, 減少系數(shù) R = 1, 頻率 ：
   Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz。
    
2. 通過變量表讀輸入狀態(tài)：
   
   圖. 10: 參考點模式變量表
   1) M15.2=1: 觸發(fā)外部脈沖使能信號
   2) M15.0 = 1: 驅(qū)動使能
   3) 之后 search-for-reference point啟動,  M14.0=1 位置被激活,  M15.7=1 位置被執(zhí)行. 等待參考點開關(guān)信號 M15.1.
   4) M15.1=1: 參考點信號到達, 尋找參考點已完成 M14.4=1,同步操作完成, M14.2=1,位置到達, M15.3=1, 尋找參考點結(jié)束。

6.2 增量模式
增量模式是 1STEP 的主要操作模式. 該操作模式可控制步進電機移動按照設(shè)定速度移動到一個指定位置。
6.2.1 增量模式描述
Mode=0
輸出脈沖的數(shù)量決定步進電機的移動距離，最大值脈沖值為 1048575.
輸出脈沖頻率決定步進電機速度。
在增量模式下輸出頻率: Fss, Fa
方向信號作為啟動信號。
注意： 步進電機實際位移取決于脈沖數(shù)實際速度取決于脈沖頻率，這不是在1STEP模板中設(shè)置的。
6.2.2 增量模式例程

1. 通過變量表寫輸出控制信號:
   
   圖. 11: 在增量模式下的控制變量
   1) M24.0=0 增量模式 = 0
   2) M25.0=1、M25.1=1: 因之前的已經(jīng)配置中限位開關(guān)信號為常閉輸入模式，在軟件限位信號觸發(fā)前為信號輸入?yún)⒁娬鹿?jié) 4.2.2。
   3) MB20=1, M24.7=0:增益系數(shù) G = 1, 減少系數(shù) R = 1, 輸出頻率Fa 
   Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz.
   4) 脈沖輸出數(shù): 通過MB21-23的20 個位信號來存儲脈沖數(shù) ,最大值為 0xFFFFF=1048575
   MB21 輸出脈沖數(shù) (位 16 到位19)
   MB22 輸出脈沖數(shù) (位 8 到位15)
    MB23 輸出脈沖數(shù) (位 0 到位 7)
   MB21的位 20 到位 23 沒有使用
   本例中，分配的值為 0 x 100,即. 256 個脈沖。
   5) 置位 M24.4, 之后復(fù)位 M24.4 (下降沿有效), 啟動增量模式 觸發(fā)CW方向信號開始運動。
2. 通過變量表讀輸入信號:
   
   圖. 12: 增量模式變量表

1. 概述
ET200S 功能模塊主要包括四種類型：模塊1Count24V/100kHz, 1Count5V/500kHz, 1SSI 和 2 PULSE。本文主要針對初次使用 2 PULSE 功能模塊的用戶，介紹 2 PULSE 兩路脈沖輸出功能模塊的功能、配置及簡單編程。但是本文無法取代 ET200S 功能模塊手冊《ET 200S Technological Functions》。建議用戶通過此文檔掌握該模塊的初步調(diào)試和使用方法后，仔細閱讀模塊手冊《ET 200S Technological Functions》，進一步加深對ET200S 功能模塊的理解。

2. 模板介紹

圖 1 2 PULSE 模塊外形

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模板功能：該模塊可以產(chǎn)生脈沖信號對被控對象進行控制。
工作模式：脈沖輸出模式；脈寬調(diào)制(PWM)模式；脈沖串模式；On/Off延時模式。
模板主要屬性：輸出脈沖個數(shù)：2；輸出脈沖電壓：24V；輸出脈沖最大頻率：2.5kHz

3. 模板接線圖

圖 2 接線端子

含義：
Channel 0: 端子1 到 4
Channel 1: 端子5 到 8
24 VDC：傳感器電源
M：公共端
DI：輸入信號
DO：輸出信號

4. 硬件配置
2 PULSE 功能模板基本可以和任意ET200S 接口模塊一起使用，本文中以 IM151-3PN 接口模塊為例。

主要軟、硬件列表：

表 1 軟硬件配置

圖 3 系統(tǒng)配置圖

5. 硬件組態(tài)及參數(shù)配置
按照圖 3 通過網(wǎng)線連接 CPU315-2PN/DP 與 IM151-3PN 的PN 接口并將 ET200S 站的I/O 模板和功能模板安裝好，正確連接電源線和信號線。
打開 STEP7，在管理器中新建一個項目，插入相應(yīng)的 S7-300 站，進入硬件配置界面，配置 PN I/O 和其他相關(guān)模塊（圖 4）。由于本文主要介紹 ET200S 2 PULSE 模塊，其他配置過程不在詳細描述，如有關(guān)于 PN I/O 配置的問題請參閱相關(guān)手冊和說明，參考鏈接：26707214

圖 4 硬件組態(tài)

ET200S 2 PULSE 模塊參數(shù)配置界面：

圖 5 2 PULSE 模塊參數(shù)界面

其中參數(shù)含義：
1. 組診斷；
2. CPU/主站停機時輸出的狀態(tài)：可以選擇繼續(xù)工作、使用替代值等模式；
3. 通道編號 0；
4. DO 診斷：可以診斷輸出斷線、短路等；
5. 替代值：配合參數(shù) 2 使用；
6. 運行模式：更改 2 PULSE 輸出模式，包括脈沖輸出，脈寬調(diào)制(PWM)，脈沖串，On/Off 延時等模式；
7. PWM(脈寬調(diào)制)的輸出模式：可以使用千分數(shù)或者S7 模擬量格式的值；
8. 時基：后面所有跟時間相關(guān)的參數(shù)都以該參數(shù)為時間單位；
9. DI 數(shù)字量輸入的功能：可作為普通輸入和硬件使能使用；
10. 接通延時；
11. 最小/脈沖時間；
12. 周期時間；
13. 通道編號 1；
將項目配置好后，存盤編譯并下載，參數(shù)配置隨即生效。

6. 編程
該模板跟很多其他的 ET200S 功能模板類似，都是通過外部 I/O 直接對模板進行控制和反饋。ET200S 2 PULSE 模塊輸入/輸出分配詳見表 2，表 3：
控制信號（輸出）：

表 2 輸出地址分配

反饋信號（輸入）

表 3 輸入地址分配

為了便于對該模板地址中的位、字節(jié)、字等地址的讀寫，我們根據(jù)模板的硬件地址將需要的輸入/輸出地址通過程序映射到一個接口 DB 塊中，以后的操作都針對該 DB 塊中相應(yīng)的地址進行讀寫即可（見圖 6）：

圖 6 項目程序

7. 模式說明及舉例

7.1.脈沖輸出模式：
脈沖輸出模式可以使 2 PULSE 模塊在輸出使能后通過一定時間的延遲后輸出一個給定脈沖寬度的脈沖輸出。時序請參見圖 7：

圖 7 脈沖輸出時序圖

脈沖數(shù)出參數(shù)配置：

圖 8 脈沖數(shù)出參數(shù)配置

在 2 PULSE 模塊參數(shù)界面，選擇運行模式為 pulse output，時基為 1ms，DI 輸入功能為普通輸入，所以在運行的時候輸出將不參考硬件使能的狀態(tài)。啟動延時設(shè)為 1000ms。
通過圖 7 可以看出脈沖輸出模式需要在程序里面給定給兩個主要的數(shù)值：脈沖時間和接通延時時間，其中：
脈沖時間 = 給定數(shù)值 * 參數(shù)設(shè)定的時基
接通延時 = 延時系數(shù) * 0.1 * 參數(shù)設(shè)定的啟動延時
變量表賦值：

圖 9 脈沖數(shù)出賦值變量表

根據(jù)輸入/輸出地址定義，將相應(yīng)的值寫到相應(yīng)的地址中，在本例中數(shù)值為：
脈沖時間 = 2000 * 1ms= 2s
接通延時 = 10 * 0.1 * 1000ms = 1s
這時，當激活軟件使能 DBX52.0 時，觀察 DB2.DBX0.1 會經(jīng)過 1s 的延時后輸出一個 2s 寬的脈沖。

7.2.脈寬調(diào)制（PWM）模式：
在脈寬調(diào)制模式下，該模塊可以輸出一個脈沖序列，用戶可以通過修改輸出值來修改脈沖序列的脈沖寬度，可以通過系數(shù)修改脈沖的周期。時序見圖 10

圖 10 脈寬調(diào)制（PWM）模式時序圖

脈寬調(diào)制(PWM)的參數(shù)配置

圖 11 脈寬調(diào)制（PWM）模式參數(shù)配置

1. 選擇運行模式為脈寬調(diào)制(PWM)；
2. 輸出 PWM (脈寬調(diào)制)的輸出模式：本例中使用千分數(shù)；
3. 時基為 1ms；
4. DI 為普通輸入，不作為硬件使能；
5. 啟動延時為 1000ms；
6. 最小脈沖寬度 10ms (調(diào)節(jié)脈沖寬度時，最小不能小于此值)；
7. 脈沖周期時間為 1000ms；
脈寬調(diào)制(PWM)模式可以在程序里面給定給兩個主要的數(shù)值：脈沖寬度和脈沖周期，其中：
脈沖周期 = 周期系數(shù) * 0.1 * 參數(shù)預(yù)設(shè)的脈沖周期
脈沖寬度 = （給定數(shù)值 / 1000） * 脈沖周期
通過變量表賦值：

圖 12 脈寬調(diào)制（PWM）模式賦值變量表

根據(jù)輸入/輸出地址定義，將相應(yīng)的值寫到相應(yīng)的地址中，在本例中數(shù)值為：
脈沖周期 =10 * 0.1 * 1000ms = 1s
脈沖寬度 = （500 / 1000） * 1s = 0.5s
這時，當激活軟件使能 DBX52.0 時，觀察 DB2.DBX 0.1 將經(jīng)過 1s 的延時后輸出一個占空比為 1:1 的 1Hz 頻率脈沖。要改變脈沖寬度，直接修改 DB2.DBW 50 的給定值即可。

7.3.脈沖串輸出模式：
在脈沖串輸出模式中，該模塊可以輸出一個固定脈沖個數(shù)的脈沖串，用戶可以定義脈沖個數(shù)和修改脈沖周期時間。時序見圖：

圖 13 脈沖串輸出模式時序圖

脈沖串輸出的參數(shù)配置：

圖 14 脈沖串輸出模式參數(shù)配置

將參數(shù)中的運行模式更改為 pulse train，脈沖寬度賦值為 100ms，其他參數(shù)與前面模式類似。
脈沖串輸出模式可以在程序里面給定給兩個主要的數(shù)值：脈沖個數(shù)和脈沖周期，其中：
脈沖個數(shù) = 給定數(shù)值
脈沖周期 = 周期系數(shù) * 0.1 * 參數(shù)預(yù)設(shè)的脈沖周期
通過變量表賦值：

圖 15 脈沖串輸出模式賦值變量表

根據(jù)輸入/輸出地址定義，將相應(yīng)的值寫到相應(yīng)的地址中，在本例中數(shù)值為：
脈沖周期 = 2 * 0.1 * 1000ms = 200ms
脈沖個數(shù) = 50
這時，當激活軟件使能 DBX52.0 時，觀察 DB2.DBX 0.1 會經(jīng)過 1s 的延時后輸出 50 個周期為 200ms 的脈沖串。將該脈沖串接到計數(shù)功能模板的輸入做計數(shù)，可以由圖16 看到計數(shù)的結(jié)果為 50 個。要改變脈沖周期，直接修改 DB2.DBW 53 的系數(shù)值即可。

圖 16 脈沖串輸出模式計數(shù)測試結(jié)果

7.4.On/Off-Delay 模式
在 On/Off-Delay 輸出模式下，該模塊輸出可以根據(jù)數(shù)字量輸入的狀態(tài)做延時接通和延時關(guān)斷。時序見圖：

圖 17 On/Off-Delay 模式時序圖

On/Off-Delay 的參數(shù)配置：

圖 18 On/Off-Delay 模式參數(shù)配置

將參數(shù)中的運行模式更改為 on-/off-delay，并設(shè)定接通延時為 1000ms，其他參數(shù)與前面模式類似。
On/Off-Delay 模式可以在程序里面給定給兩個主要的數(shù)值：關(guān)斷延時時間和接通延時時間，其中：
關(guān)斷延時 = 給定數(shù)值 * 參數(shù)預(yù)設(shè)的時基
接通延時 = 接通延時系數(shù) * 0.1 * 參數(shù)預(yù)設(shè)的接通延時
通過變量表賦值：

圖 19 On/Off-Delay 模式賦值變量表

根據(jù)輸入/輸出地址定義，將相應(yīng)的值寫到相應(yīng)的地址中，在本例中數(shù)值為：
關(guān)斷延時時間 = 1000 * 1ms = 1s
接通延時時間 = 10 * 0.1 * 1000ms = 1s
這時，激活軟件使能 DBX52.0 后，觀察輸入狀態(tài) DB2.DBX 0.2 和輸出狀態(tài) DB2.DBX 0.1，當數(shù)字量輸入接通后，數(shù)字量輸出經(jīng)過 1s 的延時后接通；當數(shù)字量輸入斷開后，數(shù)字量輸出經(jīng)過 1s 的延時后斷

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