西门子 6ES7138-4DE02-0AB0   西门子 6ES7138-4DE02-0AB0  西门子 6ES7138-4DE02-0AB0 

SIMATIC DP，电子模块 用于 ET 200S，1 count 5V/500kHz 分开连接 RS 422 增量编码器， 运行方式：测量，计数， 30mm 安装宽度，1 通道 带节拍同步

产品
商品编号(市售编号)	6ES7138-4DE02-0AB0
产品说明	SIMATIC DP，电子模块 用于 ET 200S，1 count 5V/500kHz 分开连接 RS 422 增量编码器， 运行方式：测量，计数， 30mm 安装宽度，1 通道 带节拍同步
产品家族	1 COUNT 5 V/500 kHz 计数器模块
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	10 天
净重 (Kg)	0.075 Kg
产品尺寸 (W x L X H)	未提供
包装尺寸	6.60 x 9.30 x 3.80
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	4025515071792
UPC	662643230352
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: 2008.12.31
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
	版本 分类 eClass 5.1 27-24-26-05 eClass 6 27-24-26-05 eClass 7.1 27-24-26-05 eClass 8 27-24-26-05 eClass 9 27-24-26-05 eClass 9.1 27-24-26-05 ETIM 4 EC001601 ETIM 5 EC001601 ETIM 6 EC001601 IDEA 4 3567 UNSPSC 14 32-15-17-05 UNSPSC 15 32-15-17-05

ET200S 1 步进模板使用入门
ET200S 1 5V/204KHz 步进模板入门

1. 模板介绍
1.1 总览
ET200S 1 步进模板输出脉冲来控制步进电机 ，输出脉冲的数量决定步进电机的运动距离，输出脉冲的频率决定步进电机的速度。
模板订货号: 6ES7138-4DC00-0AB0
1.2 模板参数

图. 1: 步进电机模板

• 1 通道，可控制1个步进电机
• 数字量输入的参考点开关
• 外部停止或者外部脉冲使能数字输入
• 脉冲和方向信号时RS422的差分输出模式
• 最大输出频率: 204kHZ
• 最大脉冲数: 1048575
• 4 LED 状态指示灯
• 2 操作模式：寻找参考点和增量模式

2. 模板接线

图. 2: 步进模板接线图

• 端子1和5：脉冲差分信号
• 端子4和8：差分输出的方向信号
• 端子2和3：外部停止或者外部脉冲使能数字量输入ID。(功能选择见 4.2 )
• 端子6和7：数字量输入参考点开关

3. 硬件配置
步进模板可以安装在ET 200S接口模板或者 ET200S CPU后面。
本文使用 IM151-7 CPU 为例。

表 1: 软件和硬件配置

图. 3: ET200S 站的配置图
4. 硬件和参数设置
4.1 硬件配置
1) 根据图. 2 和图. 3完成ET200S的接线
2) 打开STEP7，创建一个新项目，并插入一个S7-300站
3) 从硬件目录中选择IM151-7 CPU直接拖拽到站配置窗口

图. 4: 插入IM151-7 CPU
4) 依次在4槽和5槽插入电源模板 PM-E DC24 和步进模块

图. 5: 硬件配置
4.2 模板参数配置

图. 6: 步进模块参数接口
4.2.1 模板参数说明
1) 组诊断：组诊断
2) 基准频率：基准频率，以Hz为单位，标识Fb
3) 增益 n: 增益系数 n，值范围 1-255. 此增益系数决定启动/停止频率 Fss，并且计算公式为： Fss=Fb×n
4) 时间 i: 时间系数 i, 值范围 1-255. 该时间系数以Hz/ms决定加速和减速，计算公式为: a = Fb ×R / (i×0.128 ms)
5)功能 DI: 数字量输入DI 功能可选，可以被组态为外部脉冲输入或者外部停止信号，缺省是外部脉冲且已使能。
6) 外部 Stop, 限位 Stop: 外部 stop, 信号类型停止开关. 接触器触点是常闭信号，以确保该接触器信号，缺省是读取常闭信号。
4.2.2 本文所例参数设置如下
本例参数配置见图. 6.
1) 没有激活组诊断
2) 基准频率 4Hz
3) 乘法系数 1, 启动/停止频率 4Hz
4) 时间系数 1, 加速/ 减速 31.25 Hz/ms
5) 使能外部输入脉冲
6) 外部输入停止和限位信号为常闭类型
5. 编程
5.1 模板输入/输出地址分配
与其它ET200S功能块类似，1STEP步进模板也通过直接读写I/O地址来对模板进行控制和访问的。
反馈信号 (输入), 占用 8 字节. 如表 2 输入地址分配所示。
控制信号 (输出), 占用 8 字节. 如表 3 输出地址分配所示。
有关输入和输出变量分配的详细信息请参阅 ET200S 位置控制和操作手册。链接如下:
/cs/document/9260790?caller=view&lc=en-WW

表 2: 输入地址分配

表 3: 输出地址分配

5.2 项目例程
为了更好的实现按位，字节或字对模板进行读写，在梯形图中使用MOVE指令接收输入数据PIB272-PIB279 到MB10-MB17发送MB20-MB27到PQB272-PQB279，对1STEP模板的读写访问均通过MB地址来进行。 
1STEP模板地址分配见图. 5 

图. 7: 例程编程
6. 模式描述和举例

6.1 Search-for-reference-point 模式
通过执行search-for-reference-point 模式来同步轴, 即.在机械零位和电气零位之间创建连接关系。 
6.1.1 Search-for-reference-point 模式
Mode=1
参考点按照常开信号访问
搜寻参考点输出频率 Fss 和 Fa。
Fss 启动停止频率，见章节 4.2.1相关描述。
Fa 输出频率: Fa = Fb ×G × R
Fb: 基准频率. 在1STEP 模板参数中设置。 见章节 4.2.1相关描述。
增益 G: 增益系数 G. 值范围: 1-255, 参见模板输出地址字节: 0。
减少 R：减少系数 R. 模板输出地址字节4的第7位信号，参见表 3.模板输出地址4.7=0, R=1. 模板输出地址 4.7=0, R=0.1.

图. 8: 搜寻参考点
6.1.2 search-for-reference-point模式例程
本例模式见图. 8, viz. 搜寻 CW 方向.

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 search-for-reference-point 模式 = 1
   2) M25.0=1, M25.1=1: 因为之前的模板参数配置中的限位开关是常闭输入模式，在软件限位信号触发前为信号输入参见章节 4.2.2.
   3) M25.2=0: 没有激活软件脉冲使能信号，因之前的模板参数配置中DI已经作为外部脉冲信号使能，内部软件脉冲使能信号在此时不会使用，参见章节 4.2.2.
   4) 置位M24.2, 然后复位M24.4 (下降沿有效), 启动search-for-reference-point模式. 输出脉冲频率为 Fa.
   5) MB20=1, M24.7=0: 增益系数 G = 1, 减少系数 R = 1, 频率 ：
   Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz。
    
2. 通过变量表读输入状态：
   
   图. 10: 参考点模式变量表
   1) M15.2=1: 触发外部脉冲使能信号
   2) M15.0 = 1: 驱动使能
   3) 之后 search-for-reference point启动,  M14.0=1 位置被激活,  M15.7=1 位置被执行. 等待参考点开关信号 M15.1.
   4) M15.1=1: 参考点信号到达, 寻找参考点已完成 M14.4=1,同步操作完成, M14.2=1,位置到达, M15.3=1, 寻找参考点结束。

6.2 增量模式
增量模式是 1STEP 的主要操作模式. 该操作模式可控制步进电机移动按照设定速度移动到一个指定位置。
6.2.1 增量模式描述
Mode=0
输出脉冲的数量决定步进电机的移动距离，最大值脉冲值为 1048575.
输出脉冲频率决定步进电机速度。
在增量模式下输出频率: Fss, Fa
方向信号作为启动信号。
注意： 步进电机实际位移取决于脉冲数实际速度取决于脉冲频率，这不是在1STEP模板中设置的。
6.2.2 增量模式例程

1. 通过变量表写输出控制信号:
   
   图. 11: 在增量模式下的控制变量
   1) M24.0=0 增量模式 = 0
   2) M25.0=1、M25.1=1: 因之前的已经配置中限位开关信号为常闭输入模式，在软件限位信号触发前为信号输入参见章节 4.2.2。
   3) MB20=1, M24.7=0:增益系数 G = 1, 减少系数 R = 1, 输出频率Fa 
   Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz.
   4) 脉冲输出数: 通过MB21-23的20 个位信号来存储脉冲数 ,最大值为 0xFFFFF=1048575
   MB21 输出脉冲数 (位 16 到位19)
   MB22 输出脉冲数 (位 8 到位15)
    MB23 输出脉冲数 (位 0 到位 7)
   MB21的位 20 到位 23 没有使用
   本例中，分配的值为 0 x 100,即. 256 个脉冲。
   5) 置位 M24.4, 之后复位 M24.4 (下降沿有效), 启动增量模式 触发CW方向信号开始运动。
2. 通过变量表读输入信号:
   

． 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
¨位置点的监控和检测 长度测量、沿检测、工件同步	标准
闭环控制应用，如作为实际值的路径位置控制 快速检测编码器值	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） 如果编码器值≥比较值   CMPx=1 如果编码器值<比较值   CMPx=0 如果方向向下，则CMPx保持不变 如果编码器值没有变化，则CMPx保持不变
Backward direction	编码器值在下降的方向进行比较（DN） 如果编码器值≤比较值   CMPx=1 如果编码器值>比较值   CMPx=0 如果方向向上，则CMPx保持不变 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： 如果编码器值≥比较值   CMPx=1 如果编码器值<比较值   CMPx=0 如果方向向下： 如果编码器值≤比较值   CMPx=1 如果编码器值>比较值   CMPx=0 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

  西门子 6ES7138-4DE02-0AB0   西门子 6ES7138-4DE02-0AB0   西门子 6ES7138-4DE02-0AB0