西门子6ES7151-8AB01-0AB0     西门子6ES7151-8AB01-0AB0    西门子6ES7151-8AB01-0AB0  

SIMATIC DP，IM151-8 PN/DP CPU 针对 ET200S， 192 KB 主存储器， 内部的 PROFINET 接口 （带三个 RJ45 端口） 作为输入输出控制器，不带电池 需要有 MMC

长沙玥励自动化设备有限公司（西门子系统集成商）长期销售西门子S7-200/300/400/1200PLC、数控系统、变频器、人机界面、触摸屏、伺服、电机、西门子电缆等，并可提供西门子维修服务，欢迎来电垂询 

联系人：姚善雷 （销售经理）

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产品
商品编号(市售编号)	6ES7151-8AB01-0AB0
产品说明	SIMATIC DP，IM151-8 PN/DP CPU 针对 ET200S， 192 KB 主存储器， 内部的 PROFINET 接口 （带三个 RJ45 端口） 作为输入输出控制器，不带电池 需要有 MMC
产品家族	IM 151-8 PN/DP CPU 接口模块
产品生命周期 (PLM)	PM300:有效产品
价格数据
价格组 / 总部价格组	AL / 250
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	5 天
净重 (Kg)	0.387 Kg
产品尺寸 (W x L X H)	未提供
包装尺寸	13.40 x 15.30 x 8.90
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	4025515078760
UPC	040892692822
商品代码	85389091
LKZ_FDB/ CatalogID	ST76
产品组	4A6P
原产国	德国
Compliance with the substance restrictions according to RoHS directive	RoHS 合规开始日期: 2010.05.21
产品类别	A: 问题无关，即刻重复使用
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
	版本 分类 eClass 5.1 27-24-26-07 eClass 6 27-24-26-07 eClass 7.1 27-24-26-07 eClass 8 27-24-26-07 eClass 9 27-24-26-07 eClass 9.1 27-24-26-07 ETIM 4 EC001603 ETIM 5 EC001603 ETIM 6 EC001603 IDEA 4 3565 UNSPSC 14 43-20-15-03 UNSPSC 15 32-15-17-05

1. 概述
对于一些通讯速率和稳定性要求不高的场合，串行通讯仍有很广泛的应用。西门子标准的串行通讯的解决方案为CP340、CP341、CP440、CP441，但是如果现场CPU有集成的PTP接口，并且不需要使用一些加载协议（例如MODBUS），使用300C CPU的集成串口也可以进行ASCII，3964(R)，RK512等协议的通讯。
以下仅以ASCII协议为例、使用485接口，介绍如何使用300C CPU的集成PTP口进行通讯。

2. 软件环境

2.1. STEP7 V5.5
用于编写PLC程序，此软件需要从西门子购买，本文档中所有的程序代码均使用Step7 V5.5编写。

2.2. 串口调试器
第三方的软件，可以从网站上下载。
只要是支持ASCII协议串口调试软件即可，没有特殊要求。

3. 硬件列表

PS 307	6ES7 307-1EA00-0AA0
CPU 314-2PTP	6ES7 314-6BF01-0AB0
MMC	6ES7 953-8LG11-0AA0
PC适配器（USB）	6ES7 972-0CB20-0XA0
232转485接头

 表1 在该项目中使用的硬件

4. 组态配置

4.1. 结构示意图

图1 硬件结构图

4.2. 硬件组态

4.2.1 在Step7中建立1个新的S7-300站点

图2 建立新的S7-300 station

4.2.2 组态机架及CPU

图3 选择机架，将314C-2PTP CPU插入对应槽位

4.3. 设置PTP的接口参数

4.3.1 选择协议并设置起始地址（其地址默认即可）

图4 协议选择

4.3.2 设置该PTP接口的波特率，数据位，停止位和奇偶校验位

图5 设置参数

4.3.3 选择信息结束的方式
1、 以固定的字符延迟时间作为每帧数据的结束方式；
2、 以固定的字符长度作为每帧数据的结束方式；
3、 以结束字符作为每帧数据的结束方式。

图6 报文结束条件设置

4.3.4 根据工艺要求设置接口类型
根据工艺可以选择RS422或RS485接口。

图7 设置接口类型

5. 功能块的使用及管脚定义

5.1. SFB 60 "SEND_PTP" 数据发送功能块管脚定义

表2 SFB 60 "SEND_PTP"管脚定义

5.2. SFB 61 "RCV_PTP" 数据接收功能块管脚定义

表3 SFB 61 "RCV_PTP"管脚定义

注：
a) SFB60中的SD_1和SFB61中的RD_1的数据格式必须使用ANY格式（例：P#DB1.DBX0.0 BYTE 10）,不能使用其它数据类型。
b) 数据发送功能块SFB60中LEN定义的数据长度要小于等于SD_1发送数据区的长度。
c) 上述功能块中的管脚DONE，NDR，STATUS，ERROR均为一个周期内有效，若想使用这些数据需要编程进行数据读取。

5.3. SFB 62 "RES_RCVB” 删除接收缓冲区功能块管脚定义

表4 SFB 62 "RES_RCVB"管脚定义

5.4. 编程举例

5.4.1 调用对应的通讯功能块
进入对应的程序块，在左侧指令树选择功能块，路径如下：
Libraries—>Standard Library—>System Function Blocks—>SFB60\SFB61。

图8 通讯功能块的具体位置

5.4.2 示例程序及注意事项

5.5. 实验过程及传输结果
S7侧发送使能为脉冲信号，将发送使能M0.0置位，然后通过发送完成信号将M0.0复位，以便下次继续发送，S7将数据发送到对方的串口调试软件。
S7侧的接收使能为高电平信号，将接收使能M0.4置位，通过串口调试软件将数据发送到S7侧。
传输结果见下图：

图9 数据传输结果

5.6. 硬件接线

5.6.1 PTP接口的针脚定义

表5 PTP接口的针脚定义

5.6.2 485接口接线方式

图10 485接口接线方式

5.6.3 422接口接线方式

 初学者入门

1.1 必要条件
> 必须有一个S7-300 站，带电源模块、CPU314-2 DP 和SM 338(订货号：6ES7 338-4BC01-0AB0)；
> STEP 7（> 4.0.2.1）必须被正确安装在编程器上；
> 编程器已经按照实际硬件设备，正确建立了一个S7-300 站；
> 编程器已经通过编程介质（如：CP5511、CP5512、CP55611 或者PC Adapte，外加通讯电缆“MPI 电缆”、“RS232 电缆”）正确连接到S7-300 站的CPU 编程口上。

1.2 端子连接图和框图

布线规则：
在对模板进行接线时， 应注意以下事项：
1. 编码器电源的接地与CPU 的接地不隔离。因此，应将SM 338（M）的引脚2 以低阻抗连接到CPU 的接地；
2. 编码器导线（引脚3-14）必须屏蔽，最好使用双绞电缆。并将任一端的屏蔽层进行支承；
3. 为了支承SM 338 的屏蔽层，应使用支承元件（订货号：6ES7 390-5AA00-0AA0）；
4. 如果超出编码器的最大输出电流（900 mA）， 必须连接一个外部电源。

1.3 SM338参数配置
你可以使用STEP 7 对SM 338 进行参数赋值。但必须在CPU 处于“STOP“ 模式下进行。当你设定完所有的参数后，应将参数从编程器下载到CPU 中。当CPU 从“STOP “模式转换为“RUN“ 模式时，CPU 即可将参数传送到SM 338。不能通过用户程序对参数重新赋值。

SM 338 的参数概述：
SM 338 的可编程参数概述及其缺省值，见下表。（如果你没有使用STEP 7 进行参数赋值，将使用缺省设置。） 注意：

参数	数值范围	缺省值
使能“诊断中断“OB82	有/无	使能参数，所有的3 个通道均
		工作
SSI 绝对值编码器类型：	无/13 位/21 位/25 位	无：编码器输入被关掉；
位报文帧长度		SSI 位置检测的数据传输率。
代码类型	格雷码/二进制码	注意电缆长度和波特率之间的关系。
传输速率
		单稳时间是两个SSI 报文桢之间的时间间隔。
单稳时间	125kHz / 250kHz / 500kHz / 1MHz
		所编程的单稳时间必须大于绝对值编码器的单稳时间。
标准化：		由于标准化，编码器的数值将在地址区内右移。不相关的地址区将被去除
	0 – 12
位置
	Feb 92
步进/分辨率
FREEZE 功能	关闭/ 0 / 1	数字量输入的上升沿信号，触发编码数值的保持

注意：
> 传输速率和单稳时间会影响非等时模式中绝对值编码器值的精度；
> 在等时模式中传输速率和单稳时间将影响FREEZE 功能的精度(参见编码器制造商的技术规范)；
> 所编程的单稳时间必须大于绝对值编码器的单稳时间；
> 绝对值编码器的单稳时间将使用以下限制：

(1/传输速率) < “绝对值编码器的单稳时间” < 64μs + 2 x (1/ 传输速率)

1.4 使能FREEZE 功能
用FREEZE 功能可以“ 保持“SM 338 当前的编码值。FREEZE 功能连接到SM 338 的数字量输入“DI 0“ 和“DI 1“。

通过“DI 0“ 和“DI 1“的沿变化(上升沿)触发“保持“功能。通过判断位31(输入地址) 的状态（0 和1），识别被保持的编码值。一个数字量输入可以“保持”1 个、2 个或3 个编码器值。

必须使能FREEZE 功能，也就是说用STEP 7 进行参数赋值。（如图）

直到FREEZE 功能结束前，将始终保持编码器值，并可以作为结果的一个功能进行评
估。

结束FREEZE 功能可以对每个编码器输入结束FREEZE 功能。可以用STEP 7 运行“T PQBxyz“ ，在用户程序中对0、1 和2 位置位来响应该功能。响应后，相应的编码器值的31 位被删除，并重新刷新。编码器值又可以再次被保持。一旦模板的输出地址的响应位被“复位” ，则编码器值可以再次被保持。

在等时模式中，在To 时间段进行响应。从该时间段，通过数字量输出可以再次保持编码器数值。

1.5 地址分配

1.5.1编码值的数据区
SM 338 的输入和输出都编址为初始模板地址。在使用STEP 7 进行SM 338 组态过程中，可以确定输入和输出地址。

1.5.2输入地址

编码器输入	输入地址（组态）+地址偏移量
0	“初始模板地址“
1	“初始模板地址“+ 4 字节地址偏移量
2	“初始模板地址“+ 8 字节地址偏移量

 

1.5.3编码器输入的数据双字结构：
每个编码器输入的数据双字具有如下结构：

1.5.4输出地址

1.5.5读取数据区

你可以在用户程序中， 使用STEP 7 运行L PID“xyz“(或者LAD 的“Move“指令)读取数据区。

1.6 程序编制，编码值的存取和保存功能使用实例
假设你想在编码器输入处读取，并且评估编码值。“初始模板地址“ 为“256“。OB1 程序如下：

之后，你可以继续从位存储地址区MD 100、MD 104 和MD 108 读取编码值。编码值保存在存储双字的位0 到位30 中。

1.7 诊断中断程序编制本节将阐述SM 338 的诊断中断行为。
SM 338 可以触发诊断中断。有关下述OB 和SFC，参见STEP 7 的在线帮助， 其中阐述更为详细。

1.7.1使能诊断中断
没有预置中断，换言之，即如果没有相应的参数赋值，中断将被禁止。应使用STEP 7 赋值中断使能的参数。

1.7.2诊断中断OB82 程序编制
如果你已使能诊断中断，当前的错误事件（故障的初始发生）和排除故障事件（ 故障排除后的报文）都可通过中断来报告。

CPU 可以中断用户程序的执行，处理诊断中断块（OB 82）。在用户程序中，你可以调用OB 82 中的SFC 51 或SFC 59，以从模板中获得更为详细的诊断信息。

诊断信息在OB 82 退出之前都是一致的。当OB 82 退出时，将对模板作出诊断中断响应。

OB82 程序如下：

2 订货号
6ES7 338-4BC01-0AB0

3 特点
位置检测模板SM 338 具有以下特性：
> 连接最多3 个绝对值编码器(SSI)，2 个数字量输入（用于保留编码器数值）
> 提供位置编码器数值， 用于STEP 7 软件程序的进一步处理；
> 可在用户程序中处理SM 338 采集的编码值；
> 等时模式；
> 24 VDC 额定输入电压；
> 与CPU 隔离；

4 所支持的编码器类型
位置检测模板SM 338 支持以下编码器类型：
> 带13 位报文帧长度的编码器；
> 带21 位报文帧长度的编码器；
> 带25 位报文帧长度的编码器；
> 编码器值的持续时间取决于传输和处理方法；
> 单稳时间超过64μs 的编码器不能用于SM 338 。

5 所支持的数据格式
支持格雷码和二进制码数据格式。

6 等时模式

6.1 硬件需求
> CPU 需要支持时钟功能；
> DP Master 需要支持“ 等时模式“；
> DP 接口模块（IM153-x）需要支持“等时模式“ 。

6.2 特性
> 根据系统参数的设置， 位置检测模板SM 338 既可以工作在“非等时模式“，也可以工作在“等时模式“；
> 在“等时模式“下，“DP Master“和“位置检测模板SM 338“之间，可以在“PROFIBUS DP” 通讯循环中，同步进行数据交换。所有“位置检测模板SM 338 “的16 个信号输入字节，保持一致、协调；
> 如果，当前“PROFIBUS DP“ 通讯循环中，由于“等时模式“失败造成其他的错误。那么， 在下一个“PROFIBUS DP “通讯循环中，“位置检测模板SM 338”可以自动恢复“等时模式“，而没有任何的错误反应；
> 如果“等时模式“失败，“位置检测模板SM 338“的16 个信号输入字节，将无法自动更新。

7 检测编码值
绝对值编码器以报文桢的形式向SM 338 传送编码值。通过SM 338 启动报文桢的传送。
> “非等时模式“的编码值检测可以随时进行；
> 在“等时模式“的编码值将在PROFIBUS DP 循环中的Ti 时间内同步进行检测。

7.1 “非等时模式“编码值检测
> SM 338 在每个参数化的单元时间间隔内执行报文桢的传送。
> SM 338 在刷新速率的循环中，与自由运行的报文桢异步地处理检测到的编码值。

7.2 “等时模式“编码值检测
> 当在DP 主站系统中的等距离总线循环被激活，以及DP 从站与DP 循环同步时， 将自动执行同步编码值的检测；
> SM 338 在每个PROFIBUS DP 循环的Ti 时间执行报文桢的传送；
> SM 338 以PROFIBUS DP 循环的时钟速率处理所传送的编码值。

8 格雷码与二进制码的转换
当设置为格雷码时，绝对值编码器以格雷码形式提供的编码值转换为二进制码。当设置为二进制码时，所发送的编码值将不进行转换。

9 传送的编码器值和规格化
被传送的编码器值，包括绝对值编码器的编码器位置。根据所使用的编码器，位于编码器位置之前和之后的其它位、连同编码器位置一起传送。

为了让SM 338 识别编码器位置， 应指定：
> 位置(0 至12)；
> 步/分辨率。

编码器值标准化举例：
例如，当使用单圈编码器时，2（的9 次方幂）步=512 步/分辨率(分辨率/360°)。
在STEP 7 中进行下列参数设置
> 编码器绝对值：13
> 位标准化：4 个位置
> 步/分辨率：512

10 SM 338 的错误诊断

SM 338 可以提供所有诊断报文，而无需其它操作。

10.1 在STEP 7 中诊断报文后的动作
每个诊断报文都会致使以下动作：

> 诊断报文被输入到模板的诊断中， 并传送到CPU；
> 模板中的SF 指示灯亮；
> 如果你已使用STEP 7 对“使能诊断中断“进行了编程， 将触发一个诊断中断，并调用OB 82。

10.2 读出诊断报文

你可以通过用户程序中的SFC，读出详细的诊断报文（参见附录“信号模板的诊断数据”）。在模板诊断中，你可以查看STEP 7 中的故障原因（参见STEP 7 的在线帮助）。

10.3 SF 指示灯指示的诊断报文
> SM 338 通过SF 指示灯（组故障指示灯）指示错误。只要SM 338 一触发诊断报文，SF 指示灯就亮。当所有错误被排除之后，指示灯就熄灭。
> 如果出现外部故障（传感器电源短路），组故障（SF）指示灯也亮，与CPU 的运行状态无关（如果通电）。
> 在启动时以及SM 338 自测试时，SF 指示灯都亮一下。

10.4 SM 338；POS-INPUT 的诊断报文

下表概述了SM 338 的诊断报文

诊断报文	LED	诊断监测
模板有问题	SF	模板
内部故障	SF	模板
外部故障	SF	模板
通道错误	SF	模板
外部辅助电源故障	SF	模板
模板没有参数化	SF	模板
参数错误	SF	模板
通道信息可用	SF	模板
触发监测	SF	模板
通道错误	SF	通道（编码器输入）
组态/参数赋值出错	SF	通道（编码器输入）
外部通道错误（编码器错误）	SF	通道（编码器输入）

10.5 故障原因及排除

诊断报文	LED	诊断监测
模板故障	模板检测到一个错误
内部故障	模板检测到PLC 中的错误
外部故障	模板检测到PLC 外的错误
通道错误	某些通道有故障
外部辅助电源故障	没有模板的电源电压L+	馈入模板的电源电压L+
模板没有参数化	模板需要使用系统缺省参数，或者你规定的参数。	通电后报文排队，直到CPU 参数传送完毕。根据需要参数化模板。
参数错误	一组或者多组参数不合理	重新赋值模板参数
存在通道信息	通道错误； 或者模板可以提供其他通道信息
看门狗断开	临时的高电磁干扰	排除干扰
通道错误	在编码器输入处检测到模板通道的错误
组态/参数赋值出错	传送给模板的参数非法	重新赋值模板参数
外部通道错误（编码器错误）	编码器电缆断线，没有连接编码器电缆或编码器故障	检查所连接的编码器

 

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