西门子6ES7138-4HA00-0AB0 西门子6ES7138-4HA00-0AB0 西门子6ES7138-4HA00-0AB0
SIMATIC DP，DP 主机接口 用于 IM151-7 CPU 或者 IM151-8 PN/DP(ET200S)， 带 PROFIBUS-DP 接口的模块 （9 极 Sub-D 插口） 作为 DP 主站
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| 产品 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 商品编号(市售编号) | 6ES7138-4HA00-0AB0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 产品说明 | SIMATIC DP，DP 主机接口 用于 IM151-7 CPU 或者 IM151-8 PN/DP(ET200S)， 带 PROFIBUS-DP 接口的模块 （9 极 Sub-D 插口） 作为 DP 主站 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 产品家族 | IM 151 CPU 接口模块的主站接口模块 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 : N | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 工厂生产时间 | 1 天 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 净重 (Kg) | 0.122 Kg | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 产品尺寸 (W x L X H) | 未提供 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 包装尺寸 | 8.50 x 12.90 x 6.90 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 | 4025515069546 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| UPC | 662643231861 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 商品代码 | 85176200 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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: 2008.03.31 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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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 |
1． IO-Link 基本功能介绍
IO-Link 是PROFIBUS 和PROFINET组织推出的一种新的传感器/执行器层面的协议。其定位与传统接线和AS-i协议之间的部分。其采用点对点的连接方式。其具有非常强的优势，例如其与传统接线方式比较能够大量的节省布线的工作量和成本，与AS-i比较而言其能获得更多的信息，以及易于移植等。IO-Link具有master 和device的结构形式，master具有一个或多个port能够连接device。4SI IO-Link具有4个port能够连接4个device。
2． 4 SI IO-Link使用步骤
2.1 实验设备
| PS307 电源 6ES7 307-1BA00-0AA0 1个 |
| CPU 6ES7 315-2AG10-0AB0 1个 |
| ET200S 6ES7 151-1AA05-0AB0 1个 |
| 4SI IO-Link 6ES7138-4GA50-0AB0 1个 |
| IO-Link Module K20 4DI 3RK5010-0BA10-0AA0 1个 |
| 传感器 1个 |
| STEP7 V5.4 SP5(含PCT) |
2.2 硬件接线
2.2.1 4SI IO-Link硬件接线
4SI IO-Link必须在ET200S上使用（6ES7 151-1BA02-0AB0，6ES7 151-1AA05-0AB0，6ES7 151-7AA20-0AB0）并配合相应的终端模块。
图1为4SI IO-Link电子模块的端子分配图,图2为终端模块的接线示意图.
图1. 4SI IO-Link模块端子分配
图2.可用终端模块及接线图
2.2.2 IO-Link Module K20 4DI硬件接线
如图所示该模块需要使用M12的接头进行连接，对于M12接头的选择而言首先要考虑接头的编码方式，其次需要了解其为插针还是插座，如果需要选择带预装电缆则要考虑连接电缆的数量。
图3. IO-Link Module K20 4DI接线图
如图所示，通过PCT我们能够知道IO-Link Module K20 4DI 连接传感器M12接口的类型（插座）
图4. IO-Link Module K20 4DI M12插头的类型
图5. IO-Link Module K20 4DI M12插头的管脚定义
因5号管脚未使用，所以对照下图我们能够确定我们可以选择下列编码类型的M12连接器插头（插针）
图6.M12接头编码示意图
下图为M12接头的参考订货号。
图7.M12插头参考订货号
如选用了预装配电缆请参照下图定义：
图8.M12插头预装配电缆的颜色及功能定义
对于IO-Link 连接的M12接头的管脚定义如下图所示：
图9.IO-Link M12接头的管脚定义
对应的M12连接头在4SI IO-LINK手册中已给出了参考型号：
图10.IO-Link M12接头参考型号
2.3 硬件组态
2.3.1 站的配置
（1）在SIMATIC Manager 中创建一个项目，并 组态一个300站及ET200S从站。如图所示：
图11.配置300站
（2）配置ET200S站(插入4SI IO-Link)
图12：配置ET200S
2.3.2 通过PCT设置IO-Link参数
(1)鼠标左键选中4SI IO-Link，通过右键菜单打开PCT：
图13：打开PCT
(2)如图可通过拖拽的方式配置device：
图14：配置IO-Link device
(3)如图点击Addresses菜单打开地址配置界面：
图14：PCT参数化界面-Addresses
勾选 Show absolute addresses，则可看到端口对应与主站的绝对地址
图15：PCT参数化界面-Addresses
勾选 Port Qualifier,则主站会为每个端口分配一个bit，用于反映通讯状况。
图16：PCT参数化界面-Addresses
勾选 Structure of Process Data下的All Port ,则能够看到各端口IO与master地址的对应关系。
图17：PCT参数化界面-Addresses
(3)通过PCT 下载参数设置：
如果已经连接了device 可通过如下按钮下载参数配置
图18：PCT参数化界面-下载
可通过如下按钮单独下载master或device的参数配置
图19：PCT参数化界面-下载
(4)保存PCT参数设置：
图20：保存PCT参数设置
(5)保存硬件组态
图21：保存硬件组态
2.4 程序调用及编写
对于INPUT/OUTPUT而言可以通过直接的IO访问的方式进行读取
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