西门子 6ES7134-4GB62-0AB0    西门子 6ES7134-4GB62-0AB0   西门子 6ES7134-4GB62-0AB0  

SIMATIC DP，电子模块 ET 200S：2AI High Speed I-4 线 4-20mA；16 位，15mm 结构宽度， 用于 4 线测量变换器， 模块的循环时间：0.1ms， 利用 LED 集中报错（集中报错）

产品
商品编号(市售编号)	6ES7134-4GB62-0AB0
产品说明	SIMATIC DP，电子模块 ET 200S：2AI High Speed I-4 线 4-20mA；16 位，15mm 结构宽度， 用于 4 线测量变换器， 模块的循环时间：0.1ms， 利用 LED 集中报错（集中报错）
产品家族	模拟量电子模块
产品生命周期 (PLM)	PM300:有效产品
价格数据
价格组 / 总部价格组	AL / 250
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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	10 天
净重 (Kg)	0.055 Kg
产品尺寸 (W x L X H)	未提供
包装尺寸	6.20 x 9.10 x 2.30
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	4025515075998
UPC	662643400670
商品代码	85389091
LKZ_FDB/ CatalogID	ST76
产品组	4056
原产国	德国
Compliance with the substance restrictions according to RoHS directive	RoHS 合规开始日期: 2009.11.25
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 27-24-26-01 eClass 6 27-24-26-01 eClass 7.1 27-24-26-01 eClass 8 27-24-26-01 eClass 9 27-24-26-01 eClass 9.1 27-24-26-01 ETIM 4 EC001596 ETIM 5 EC001596 ETIM 6 EC001596 IDEA 4 3562 UNSPSC 14 32-15-17-05 UNSPSC 15 32-15-17-05

1 模块介绍

1.1 模块概述

ET200S 1STEP步进模块输出脉冲控制步进电机驱动器，输出脉冲数决定步进电机移动的距离，输出脉冲频率决定步进电机的速度。

模块订货号：6ES7138-4DC00-0AB0

1.2 模块特性

图1 1STEP 步进模块

 

l  1个通道，可以用于控制1个步进电机

l  参考点开关数字量输入

l  外部停止或外部脉冲使能数字量输入

l  脉冲和方向信号采用符合RS422电平差分输出

l  输出最大频率204 kHZ

l  输出最大脉冲数 1048575

l  4个LED状态指示

l  2种操作模式：寻找参考点模式、增量模式

 

 

 

2 模块接线

图2 1STEP 端子接线图

 

l  端子1、5：脉冲信号差分输出

l  端子4、8：方向信号差分输出

l  端子2、3：外部停止或外部脉冲使能数字量输入DI（功能选择见4.2节）

端子6、7：参考点开关数字量输入

 

 

3 硬件配置

1STEP 步进模块可以安装在ET200S接口模块或ET200S CPU模块后使用。

本文中以IM151–7 CPU模块为例。 

 

名称	订货号	数量
IM151-7F CPU	6ES7151-7AA20-0AB0	1
PM-E DC24 电源模块	6ES7138-4CA01-0AA0	1
TM-P15S23-A0 端子模块	6ES7193-4CD20-0AA0	1
1STEP 5V/204kHZ	6ES7138-4DC00-0AB0	1
TM-E15S26-A1 端子模块	6ES7193-4CA40-0AA0	1
STEP7 V5.4 SP5	6ES7 810–4CC08–0YA5	1

表1 软硬件配置

 

 

图3 ET200S 站配置图

4 硬件组态及参数配置

4.1 硬件组态

1)  按照图2、图3完成ET200S站安装和接线。

2)  打开STEP7,在管理器中新建一个项目，然后插入一个S7-300站。

3)  进入硬件组态界面进行配置。选中IM151-7 CPU直接拖拽到站配置窗口中。

图4 插入IM151-7 CPU

4)  在4号槽和5号槽中分别插入PM-E DC24电源模块和1STEP步进模块。

图5 硬件组态

4.2 模块参数配置

图6 1STEP 模块参数界面

4.2.1 模块参数配置说明

1) Group Diagnostic：组诊断。

2) Base Frequency：基本频率，单位Hz，记作Fb。

3) Multiplier n：倍增系数 n，取值范围1-255。此倍增系数决定启动停止频率 Fss，计算公式Fss=Fb×n。

4) Time i：时间系数i，取值范围1-255。此时间系数决定加速度和减速度a，单位为Hz/ms，计算公式为a = Fb ×R / (i×0.128 ms)。

5) Function DI：数字量DI输入功能选择，可以配置为外部脉冲使能输入或外部停火输入。缺省为外部脉冲使能输入。

6) External Stop，Limit Stop：外部停止，限位停止信号类型，break contact为常闭信号，make contact为常看信号。缺省为常闭信号接入。

 

4.2.2 本文例子采用参数

本文例子参数配置即为图6中显示参数配置

1)         不激活组诊断。

2)         基本频率4Hz。

3)         倍增系数1，启动停止频率 4Hz。

4)         时间系数1，加速度减速度 31.25 Hz/ms。

5)         外部脉冲使能输入。

6)         外部停止输入、限位输入信号类型为常闭信号输入。

 

5 程序编制

5.1 模块输入输出地址分配

1STEP 步进模块跟其它ET200S 功能模块类似，都是通过直接读写I/O地址对模块进行控制访问。

反馈信号（输入），占用8个字节，输入地址分配见表2。

控制信号（输出），占用8个字节，输出地址分配见表3。

输入、输出地址分配变量具体描述参见 ET200S 位置控制操作手册，参考链接：

/cs/document/9260790?caller=view&lc=en-CN

 

表2 输入地址分配

 

表3 输出地址分配

 

5.2 项目示例程序

为了便于对该模块地址中的位、字节、字等地址的读写，通过在梯形图编程环境中使用MOVE指令，将输入地址区 PIB272-PIB279传送到MB10-MB17，将MB20-MB27传送到PQB272-PQB279。对1STEP模块的读写访问通过MB地址区完成。

1STEP 模块IO地址分配见图5。

图7 项目示例程序

6 模式说明及示例

6.1 寻找参考点模式

通过执行寻找参考点模式，对轴进行同步，即建立机械零点与电气零点对应关系。

6.1.1 寻找参考点模式说明

Mode=1

参考点开关为常开信号接入

寻找参考点输出频率 Fss、Fa

Fss 启动停止频率，描述参见 4.2.1节

Fa 输出频率 Fa = Fb ×G × R

Fb：基本频率。1STEP 模块参数中配置，描述参见 4.2.1节。

Multiplier G：倍增系数 G。取值范围1-255，模块输出地址字节0，参见表3。

Reduction Factor R：减小系数R。模块输出地址字节4第7位，参加表3。模块输出地址4.7=0，R=1；模块输出地址4.7=1，R=0.1。

图8 寻找参考点

6.1.2 寻找参考点模式示例

本文示例按照图8模式进行，即正方向寻找参考。

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  寻找参考点模式Mode=1

2) M25.0=1、M25.1=1 由于之前模块参数配置限位开关信号为常闭输入，所以当没有软限位开关激活时，应该有信号输入。参见4.2.2节。

3) M25.2=0  不激活软件脉冲使能信号。由于之前模块参数配置已经使能DI为外部脉冲使能信号输入，此时就不再使用内部软件脉冲使能信号。参见4.2.2节。

4) 置位M24.4，然后复位M24.4（下降沿信号有效），启动寻找参考点模式。脉冲输出频率为Fa。

5) MB20=1、M24.7=0 倍增系数G=1、减小系数R=1，Fa频率值为
Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz。

 

2．通过变量表读输入状态变量：

图10 参考点模式状态变量

1) M15.2=1外部脉冲使能信号激活。

2) M15.0=1 驱动使能。

3) 寻找参考点启动后，M14.0=1 位置任务激活，M15.7=1 位置操作执行中。等待参考点开关信号M15.1。

4) M15.1=1 参考点信号达到，寻找参考点完成。M14.4=1，同步操作完成，M14.2=1 位置到达，M15.3=1 寻找参考点停止。

 

6.2 增量模式

增量模式是1STEP 主要工作模式。通过该工作模式可以控制步进电机按照给定的速度移动给定的距离。

6.2.1 增量模式说明

Mode=0

输出脉冲数决定步进电机移动的距离，最大脉冲数1048575

输出脉冲频率决定步进电机的速度

增量模式输出频率  Fss、Fa

方向信号作为启动信号

 

注意：脉冲数对应的实际位移量和脉冲频率对应的实际速率由步进电机驱动器确定，不再1STEP模块中进行设置。

6.2.2 增量模式示例

1. 通过变量表写输出控制变量：

图11 增量模式控制变量

1) M24.0=0  增量模式Mode=0

2) M25.0=1、M25.1=1 由于之前模块参数配置限位开关信号为常闭输入，所以当没有软限位开关激活时，应该有信号输入。参见4.2.2节。

3) MB20=1、M24.7=0 倍增系数G=1、减小系数R=1，输出频率 Fa为
Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz。

4) 输出脉冲数，通过MB21-23组成20位地址长度用于存放脉冲数，最大值即为 0xFFFFF=1048575

    MB21 输出脉冲数（位16-位19）

    MB22 输出脉冲数（位8-位15）

    MB23 输出脉冲数（位0-位7）

    MB21 位20-位23没有使用

本示例中赋值为0x100，即256个脉冲。 

5) 置位M24.4，然后复位M24.4（下降沿信号有效），启动增量模式，正方向移动。

 

2．通过变量表读输入状态变量：

图12 增量模式状态变量

1）增量模式启动后，M14.0=1 位置任务激活，M15.7=1 位置操作执行中。

2）MD10 显示剩余脉冲数，图12显示还有220个脉冲没有发送。

3）MD10=0 脉冲发送完成，M14.0、M15.7清零，M14.2=1 位置到达。增量模式输出完成。

. 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

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