西门子 6AG1131-4BD01-7AB0 西门子 6AG1131-4BD01-7AB0 西门子 6AG1131-4BD01-7AB0
SIPLUS ET 200S EM 4DI HF -25...+70°C 基于 6ES7131-4BD01-0AB0 5 件/包装单位
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
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| 产品 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 商品编号(市售编号) | 6AG1131-4BD01-7AB0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 产品说明 | SIPLUS ET 200S EM 4DI HF -25...+70°C 基于 6ES7131-4BD01-0AB0 5 件/包装单位 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 产品家族 | SIPLUS 数字量电子模块 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 产品生命周期 (PLM) | PM300:有效产品 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 价格数据 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 价格组 / 总部价格组 | 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 : N | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 工厂生产时间 | 22 天 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 净重 (Kg) | 0.18 Kg | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 产品尺寸 (W x L X H) | 未提供 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 包装尺寸 | 8.30 x 9.00 x 7.40 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 包装尺寸单位的测量 | CM | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 数量单位 | 1 包装 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 包装数量 | 5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 其他产品信息 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| EAN | 4042948460726 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| UPC | 040892584486 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 商品代码 | 85389091 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| LKZ_FDB/ CatalogID | A&DSE/SIP ADD | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 产品组 | 4572 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原产国 | 德国 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Compliance with the substance restrictions according to RoHS directive | RoHS 合规开始日期: 2012.01.01 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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． 产品概述
订货号
6ES7138-4DB03-0AB0
兼容性
订货号为6ES7138-4DB03-0AB0 的1SSI对如下的模块是完全兼容的：
• 6ES7138-4DB02-0AB0
• 6ES7138-4DB01-0AB0
• 6ES7138-4DB00-0AB0
特性
• 1SSI模块是PLC和绝对值编码器之间的接口，可以在用户程序中周期的读取编码器值
• 可用的端子模块 TM-E15S24-01 和 TM-E15S26-A1
• 等时模式
• 编码器值的规格化
• 反转编码器的计数方向，从而调整轴的运动方向
• 在标准模式下的锁存功能，冻结当前的编码器值
• 在标准模式下，实现装载比较值和当前计数值的比较功能
• 可选择的读取模式
-Free wheeling
-Synchronous to the update rate
-Isochronously
• 使用Fast mode，快速的编码器值检测（6ES7151-1AA00-0AB0接口模块不支持该功能）
• 在等时模式中考虑了最大的编码器采样率
• 等时模式的生命周期
• 编码器值的奇偶校验
• 格雷码/二进制码
支持的编码器类型
类型如下：
• 绝对值编码器（SSI） 13 位
• 绝对值编码器（SSI） 14 位
• 绝对值编码器（SSI） 15 位
• 绝对值编码器（SSI） 16 位
• 绝对值编码器（SSI） 17 位
• 绝对值编码器（SSI） 18 位
• 绝对值编码器（SSI） 19 位
• 绝对值编码器（SSI） 20 位
• 绝对值编码器（SSI） 21 位
• 绝对值编码器（SSI） 22 位
• 绝对值编码器（SSI） 23 位
• 绝对值编码器（SSI） 24 位
• 绝对值编码器（SSI） 25 位
固件更新
可以使用STEP7 HW Config 更新1SSI模块的固件版本（接口模块支持该功能）。
标识数据
• 硬件发行状况
• 固件发行状况
• 序列号
请参考：ET200S Distributed I/O System 手册，Identification Data 章节
组态
可以使用如下的方法组态：
• A GSD file (http://www.ad.siemens.de/csi/gsd)
• STEP 7 V5.4 SP2 or V5.3 SP2 with HSP 2022 and higher
2. 时钟模式
关于等时模式的描述参见如下手册
15218045
硬件要求
• CPU 支持等时模式
• 主站或Profinet 主站支持等距总线周期
• IM151 支持等时模式
特性
1SSI 模块可以根据不同的系统参数分配，工作在非等时和等时模式下
在等时模式下，主站和1SSI模块的数据交换和总线周期是同步的
在等时模式下，所有的反馈字节具有一致性
3．模块接线图
接线规则
电缆（端子1和5/端子4和8）必须是屏蔽双绞线。
端子图如下：
图1
注：1当连接编码器时，接线的极性要正确，否则会报编码器错误
2短路电流保护-最大0.5A
4. 配置标准模式和快速模式
简介
为了充分的利用SSI模块的功能，根据不同的自动化任务，可以选择标准和快速两种模式。
应拥领域 模式
| 应拥领域 | 模式 |
|
标准 |
|
快速
|
表1
| STEP 7 HW Config 组态1SSI | |
| (等时/非等时模式) | |
| 从硬件目录中选择要使用的功能模块 | |
| 对于标准模式，选择订货号6ES7138-4DB03-0AB0 | 对于快速模式，选择订货号6ES7138-4DB03-0AB0 Fast |
| 托拽1SSI模块到相应的槽中 | |
| 配置参数 | |
表2
| GSD 文件 组态1SSI | |
| (仅非等时模式) | |
| 选择1SSI模块的GSD 文件 | |
| 对于标准模式，选择订货号6ES7138-4DB03-0AB0 | 对于快速模式，选择订货号6ES7138-4DB03-0AB0 Fast |
| 配置参数 | |
表3
5．1SSI 功能
5.1 编码器值检测
绝对值编码器传送信息侦中的编码器值到1SSI 模块。信息贞的传送由1SS1进行初始化。如下的方法可以使用：
• Free-wheeling
• Synchronous
• Isochronous
在硬件配置的“Detection”参数中设置Free-wheeling 和synchronous 模式。这个参数只能工作在非等时模式下。
图2
Free-Wheeling 方式
在该模式下使用latch功能，能获得最大精确的数值。在每次的单稳态触发时间结束时，模块开始传送报文数据。与模块的周期更新编码器值是非同步的
Synchronous 方式
在该模式下可以检测编码器的实际值，能获得最大精确的数值。数据报文的传送和模块的更新周期是同步的
Isochronous
在该方式下，当等距总线周期激活时，编码器值的检测是自动进行的，DP 主战和DP从占对于总线是同步的。
5.2 格雷码/二进制码 转换
当设定为格雷码时，绝对值编码器的格雷码值被模块转化为二进制值；当设定为二进制码时，绝对值编码器的值不进行转换
5．3 传送编码器值和标准化
1SSI模块确定的位置值，与下列相关：
• 编码器类型
• Trailing 位的个数
• 编码器总的步数
如：一个单圈的9位编码器=512 步/转设置如下的参数:
编码器类型：SSI-13 位
Trailing 位个数：4
编码器总的步数：512
图3
当不激活Scaling 选项时，按照下图来评估位置：
图4
当激活Scaling 选项时，按照下图来评估位置：
图5
5.4 检测方向和反转旋转方向
方向检测：运动方向的检测可以由模块的LED灯来显示
UP LED：编码器的值由低到高
DN LED：编码器的值由高到低
方向反转：调整编码器的运动方向（轴的运动方向）
• Off
保持编码器位置值传送的方向
• On
反转编码器的位置值的传送方向。如：虽然编码器的实际值在增加，但显示的值在递减
5.5 比较器（仅在标准模式）
编码器的值可以与最多两个装载的值进行比较，比较结果存储在模块的反馈接口中。可以设定两个比较值，在硬件组态中参数如下：
图6
| 设定 | 比较结果（CMPx） |
| inactive |
编码器值不进行比较 反馈位CMPx=0 |
| Forward direction |
编码器值在上升的方向进行比较（UP）
|
| Backward direction |
编码器值在下降的方向进行比较（DN）
如果编码器值没有变化，则CMPx保持不变 |
| In both directions |
编码器值在两个方向进行比较
如果方向向上：
如果方向向下：
如果编码器值没有变化，则CMPx保持不
|
表4
5.6 锁存功能（仅在标准模式）
使用数字量输入（DI）的沿信号可以冻结当前的编码器数值
图7
终止锁存功能：锁存功能必须被确认，锁存标志位31被删除后，编码器值被更新。
图8
5.7 在标准模式下的控制和反馈接口
| 地址 | 分配 |
| 字节0 到 3 | 编码器值（双字；31位设置，编码器值被冻结） |
| 字节4 | Bit7: 等时模式 LZ |
| Bit6: 操作准备好 RDY | |
| Bit5: 参数分配错误 ERR_PARA | |
| Bit4: 绝对值编码器错误 ERR_SSI | |
| Bit3: 编码器供电短路 ERR_24V | |
| Bit2: 输入通道状态 STS_DI | |
| Bit1: 状态 DN STS_DN | |
| Bit0: 状态 UP STS_UP | |
| 字节5 | Bit7: 保留=0 |
| Bit6: 保留=0 | |
| Bit5: 保留=0 | |
| Bit4: 保留=0 | |
| Bit3: 到达比较值2，CMP2 | |
| Bit2: 到达比较值1，CMP1 | |
| Bit1: 装载功能错误， ERR_LOAD | |
| Bit0: 装载功能运行，STS_LOAD | |
| 字节6 到 7 | 保留=0 |
表5
| 地址 | 分配 |
| 字节0 到 3 | 比较值1 或者2（双字） |
| 字节4 | Bit7: 错误确认 EXTF_ACK |
| Bit6: 锁存功能确认 LATCH_ACK | |
| Bit5: 保留=0 | |
| Bit4: 保留=0 | |
| Bit3: 保留=0 | |
| Bit2: 保留=0 | |
| Bit1: 装载比较值2，CMP_VAL2 | |
| Bit0: 装载比较值1，CMP_VAL1 | |
| 字节5 | 保留=0 |
| 字节6 到 7 | 保留=0 |
表6
5.8 快速模式下的反馈接口
| 地址 | 分配 |
| 字节0 到 3 | Bit31: 保留 或 LZ |
| Bit30: 操作准备好(反馈可用) RDY | |
| Bit29: 参数分配错误 ERR_PARA | |
| Bit28: 绝对编码器组错误 或 编码器供电短路 EXTF | |
| Bit27: DI 状态 | |
| Bit26: 状态 DN STS_DN | |
| Bit25: 状态 UP STS_DN | |
| Bit 0 到 24：编码器值 |
表7
关键词
分布式I/O，同步串行接口，绝对值编码器
. HART变量的基本概念与基本使用
1.1 简介
HART (Highway Addressable Remote Transducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议, HART协议使用FSK技术，在4~20mA信号过程量上叠加一个频率信号，成功的实现模拟信号和数字信号双向通讯，而不互相干扰。
HART 模拟量模块是指除了可以提供模拟量数值外，还可以提供 HART 通讯功能的模拟量模块。HART 模拟量模块可以用于PROFIBUS-DP 的分布式 I/O 从站中。（使用6ES7153-2BA02-0AB0及更高版本或6ES7153-2BB02-0AB0及更高版本的接口模块作为连接 PROFIBUS-DP 的从站接口）。
1.2 多变量读取
在实际应用中通常用SFC58，SFC59进行数据记录的读写实现多变量的读取。但6ES7153-2BA02-0AB0 或更高版本可以使用HART变量直接进行多变量的读取。
1.3 HART变量
基本要求：IM 153-2（6ES7153-2BA02-0AB0 或更高版本）和 STEP 7（V5.4 SP3 或更高版本）
地址分配：HART 模块占用 16 个输入/输出字节。 如果组态 HART 变量，该模块将为每个 HART变量分配5 个字节，其中4个字节表示过程值，一个字节表示质量代码。
HART变量数量：6ES7153-2BA02-0AB0模块可以最多分配 8 个 HART 变量，每个通道的HART 变量不超过 4 个。 您可以在模块的属性对话框中为通道分配 HART 变量。
IO资源：如果使用全部 8 个 HART 变量，则 每个HART 模拟量输入模块总共占用 56 个输入/输出字节（16 个字节 + 8 x 5 个字节 = 56 个字节）。“无”组态不占用其它输入字节。
组态 HART 变量：可以在 STEP 7 HW Config 中分配 HART 变量。
多变量：PV，SV，TV，QV
● PV（Primary Variable，主变量）
● SV（Secundary Variable，二级变量）
● TV（Teritary Variable，三级变量）
● QV（Quatenary，四级变量）
HART变量结构：
图1
质量代码含义：
| Quality-Code (QC) | Meaning | 含义 |
| 0x4C or 0 | Initialization: 0 value of IM and 4C of module | 初始化：IM 的值为 0，模块为 4C |
| 0x18 | Communication cancelled / no communication | 通讯已取消/无通讯 |
| 0x0C | Fault in HART device | HART 设备故障 |
| 0x47 | HART device is busy | HART 设备繁忙 |
| 0x84 | OK “Configuration changed” | “组态已更改” |
| 0x80 | OK | 正常 |
表1
1.4 直接读取HART变量的条件：
(1) IM支持这种通讯方式
(2) 模板信息中有hart variables的可以支持
(3) 仪表本身也要能支持多变量
只有在三者满足的情况下才可以通讯成功。
接口模板是否支持直接读取HART变量请参见下图：
6ES7153-2BA02-0AB0:
图2
6ES7153-2BA01-0AB0:
图3
HART 模拟量模块是否支持直接读取HART变量请参见下图：
其中6ES7331-7TF01-0AB0支持。6ES331-7TF00-0AB0不支持。
图4
2. 工程实例
2.1 软硬件列表
| 模块(软件)名称 | 模块(软件)型号 | 定货号 | 数量 |
| 底板 | RACK | 6ES7390-1AE80-0AA0 | 1 |
| 电源 | PS307 | 6ES7307-1BA00-0AB0 | 1 |
| CPU | 315-2DP | 6ES7315-2AG10-0AB0 | 1 |
| MMC | MMC 4M | 6ES7953-8LM20-0AA0 | 1 |
| 以太网模块 | 343-1 | 6GK7343-1CX10-0CE0 | 1 |
| ET200M接口模块 | IM153-2 | 6ES7153-2BA02-0XB0 | 1 |
| HART模板 | 8XAI | 6ES7331-7TF01-0AB0 | 1 |
| HART仪表 | TH-300 | 7NG3212-0NN00 | 1 |
| 通讯电缆 | 6XV1830-0EH10 | 若干米 | |
| DP接头 | 6ES7 972-0BB50-0XA0 | 2 | |
| Step7 | V5.4 SP4 | 6ES7810-4CC08-0YA5 | 1 |
表2
2.2 HART模板接线方法：
对于6ES7331-7TF01-0AB0模板和HART仪表的接线，请参见下图：
(1)、红色线为 +24V，黑色线为 0V。
(2)、黄色信号线为S+，棕色信号线为S-。
在例程中使用的HART仪表为两线制，此时需要短接10，11。如果为四线制则不需要，具体接线请参考模板手册。
图5
2.3 硬件组态步骤：
a. 使用Step7 v5.4 创建300主站项目，在硬件组态窗口依订货号添加背板、电源、CPU、343-1模块。参见下图：
图6
b. 双击DP接口，添加DP网络并定义网络参数。参见下图：
图7
c. 添加订货号为6ES7153-2BA02-0AB0的DP从站，并定义地址为8。参见下图：
图8
d. 在8号从站插槽中中添加订货号为6ES7331-7TF01-0AB0的HART模拟量模板，并在通道4.0添加一个现场设备。参见下图：
图9
地址分配列表：例程使用了4.0通道，即PIW272
 
|
4.0 | 4.1 | 4.2 | 4.3 | 4.4 | 4.5 | 4.6 | 4.7 |
| PIW | 272 | 274 | 276 | 278 | 280 | 282 | 284 | 286 |
表3
e. 双击HART模拟量模板，在Inputs标签页定义传感器类型。参见下图配置：
图10
f. 在HART variables标签页定义HART变量，例程使用了前4个HART变量。
HART变量分配列表：
Variable 1为通道0的PV值，地址为PID288
Variable 2为通道0的SV值，地址为PID293
Variable 3为通道0的TV值，地址为PID298
Variable 4为通道0的QV值，地址为PID303
参见下图配置：
图11
g. 至此，组态完成，编译保存并退出硬件组态界面。
h. 在程序块中添加OB82、OB86、OB122冗错块。参见下图：
图12
i. 在程序块中添加变量表，并添加通道地址以及HART变量地址。参见下图：
图13
j. 至此，保存项目并下载至CPU。
2.4 测试
打开变量表，在线监控通道模拟量值(通道电流值)以及HART变量实际值。请参看下图：
图14
3 总结
使用扩展的用户接口(HART变量)可以直接在程序中使用IO进行变量的读取，节省通讯时间，但是占用大量IO区。
注意：对于多变量所针对的实际的物理意义需要参考设备手册，如果需要对HART设备参数设定则需要使用PDM软件及EDD文件进一步操作。在此仅对HART变量的使用进行说明。关于HART更多信息请参考文档《ET 200M 分布式 I/O 设备 HART 模拟模块》。
引用声明
1. ET 200M 分布式 I/O 设备 HART 模拟模块 22063748
西门子 6AG1131-4BD01-7AB0 西门子 6AG1131-4BD01-7AB0 西门子 6AG1131-4BD01-7AB0
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