西门子6ES7138-4FA05-0AB0  西门子6ES7138-4FA05-0AB0  西门子6ES7138-4FA05-0AB0 

SIMATIC DP，电子模块 针对 ET200S，4/8 F-DI PROFIsafe， 24V DC，30mm 结构宽度， 至 PL E（ISO 13849）, 至 SIL 3（IEC 61508）， 也可用在 PROFINET 配置中含 IM 151-3 HF

产品
商品编号(市售编号)	6ES7138-4FA05-0AB0
产品说明	SIMATIC DP，电子模块 针对 ET200S，4/8 F-DI PROFIsafe， 24V DC，30mm 结构宽度， 至 PL E（ISO 13849）, 至 SIL 3（IEC 61508）， 也可用在 PROFINET 配置中含 IM 151-3 HF
产品家族	F 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	AJ / 241
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)	0.086 Kg
产品尺寸 (W x L X H)	未提供
包装尺寸	6.50 x 9.20 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	4025515081128
UPC	887621732721
商品代码	85389091
LKZ_FDB/ CatalogID	ST76
产品组	4206
原产国	德国
Compliance with the substance restrictions according to RoHS directive	RoHS 合规开始日期: 2014.01.23
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 27-24-26-04 eClass 6 27-24-26-04 eClass 7.1 27-24-26-04 eClass 8 27-24-26-04 eClass 9 27-24-26-04 eClass 9.1 27-24-26-04 ETIM 4 EC001599 ETIM 5 EC001599 ETIM 6 EC001599 IDEA 4 3566 UNSPSC 15 32-15-17-05

概述：

TM Count 2x24V，订货号： 6ES7550-1AA00-0AB0 是一个能够提供双通道计数、测量以及位置反馈功能的工艺模块。

图01. TM Count 2x24V 模块视图

工艺模块 TM Count 2x24V 的主要属性：

1. 支持的编码器/信号类型：

• 24 V 增量编码器；
• 具有方向信号的 24 V 脉冲编码器；
• 不具有方向信号的 24 V 脉冲编码器；
• 用于向上和向下计数脉冲的 24 V 脉冲编码器；

1. 支持的技术功能：

• 高速计数
• 测量 (频率, 速度, 脉冲周期)
• 作为运动控制的位置反馈

1. 集中式应用/分布式应用：

• 可以在 S7-1500 自动化系统中集中使用工艺模块。
• 可以通过 ET 200MP 分布式 I/O 的接口模块在分布式系统中使用工艺模块，如在 S7-300/400 系统中的分布式运行或者在第三方系统中的分布式运行。

工艺模块 TM Count 2x24V 的接线：

工艺模块 TM Count 2x24V 可以接两路 24V 脉冲信号编码器，每个通道同时提供了三个数字量输入和两个数字量输出信号，具体接线方式请参考图02 和图03。



图02. TM Count 2x24V 端子分配


图03. TM Count 2x24V 模块的接线

在本例中，使用的是带有方向信号的 24V 脉冲编码器，所以将脉冲信号接到模块的1号端子，将方向信号接到模块的2号端子。 

计数功能概述：

计数是指对事件进行记录和统计，工艺模块的计数器 捕获编码器信号和脉冲，并对其进行相应的评估。可以使用编码器或脉冲信号或通过用户程序指定计数的方向。也可以通过数字量输入控制计数过程。模块内置的比 较值功能可在定义的计数值处准确切换数字量输出（不受用户程序及 CPU 扫描周期的影响）。

计数功能组态实例：

    1. 本文中所使用的系统硬件及软件信息：

名称	订货号	版本
CPU 1511	6ES7511-1AK00-0AB0	FW V1.5
TM 2x24V	6ES7550-1AA00-0AB0	FW V1.0
STEP7 TIA Portal	6ES7822-1AA03-0YA5	V13

1. 硬件配置：

首先将项目切换到项目视图，然后从左侧的硬件目录中找到：工艺模块->计数->TM Count 2x24V, 并将计数模块拖拽到设备机架上（图04）；


图04. TM Count 2x24V 硬件配置 01

在模板下方点击属性，进入模板的基本参数设置界面，将通道 0 的工作模式选择为：通过工艺对象组态通道（图05）；


图05. TM Count 2x24V 硬件配置 02

1. 组态工艺对象：

硬件配置完成后需要组态计数器的工艺对象。首先从左侧的项目树中，选择工艺对象下面的：插入新对象（图06）；

图06. 插入新对象

在插入新对象时选择：计数和测量，并填入对象名称（图07）；

图07. 选择新对象类型

插 入对象后，在左侧的项目树下就能看到新建的计数器工艺对象，选择这个计数器工艺对象，点击“组态”即可在中间的工作区域看到工艺对象的参数配置界面。参数界面可以通过 状态图标反映出参数分配状态：红色图标表示参数里包含错误或者不可用的参数；绿色图标表示配置里面包含手动修改过得可用参数；蓝色图标表示系统默认可用的 配置参数（图08）；

图08. 组态工艺对象

在工艺对象的基本参数中，首先需要给这个计数器工艺对象分配一个硬件，也就是前面组态的高速计数模块，并选择相应的模块通道，完成工艺对象与硬件的关联（图09）；

图09. 为工艺对象分配硬件

在计数器输入参数中选择输入信号的类型，可选择的类型参见下表，在附加参数里面还可以选择对脉冲的滤波和传感器类型（图10），可以支持的信号类型请参见表01

图10. 选择计数器工艺对象的信号类型

计数器工艺对象支持的信号类型：

图例	名称	信号类型
	增量编码器（A、B 相差）	带有 A 和 B 相位差信号的增量编码器。
	增量编码器（A、B、N）	带有 A 和 B 相位差信号以及零信号 N 的增量编码器。
	脉冲 (A) 和方向 (B)	带有方向信号（信号 B）的脉冲编码器（信号 A）。
	单相脉冲 (A)	不带方向信号的脉冲编码器（信号 A）。可以通过控制接口指定计数方向。
	向上计数 (A)，向下计数 (B)	向上计数（信号 A）和向下计数（信号 B）的信号。

表01. 计数器工艺对象支持的信号类型

在计数器特性里面可以配置计数器的起始值，上下极限值和计数值到达极限时的状态，以及门启动时计数值的状态。在本例中设置起始值为0，上下极限为+/-10000，设置当计数值到达极限时计数器将停止，并且将计数值重置为起始值，将门功能设置为继续计数（图11）。

图11.  设置计数器的上下限及门功能

1. 组态 DO 在计数值大于比较值时输出：

该 计数模块内置了两个比较器，可以将计数值与预设的比较值之间进行比较，在 DO 特性里面可以设置计数模块本体的两个数字量输出根据比较器的状态做相应的响应。在本例中，将 DQ0 设置为当计数值大于比较值且小于上限值时输出，也就是当计数值大于1000且小于10000的时候，第一个数字量DQ 会输出为 1 ，同时，比较器的状态还可以在后面的程序块输出管脚的“CompResult”中显示（图12）。该参数界面还可以设置DO更多的响应特性，具体细节请参 见模板手册。

图12.  组态 DO 在计数值大于比较值时输出

1. 调试工艺对象：

计 数功能中必要的参数基本配置完毕，其他功能如数字量输入/输出，测量等，可根据实际需要来做一定的修改，具体功能和使用方法请参考功能手册。接下来进入计 数功能的调试阶段。计数工艺对象提供了一个可以调试的控制面板，在这个调试界面下可以进行计数器的基本操作和错误诊断。需要注意的是，使用调试界面前，需 要先在主程序中调用高速计数功能块才能正常使用。

将主画面切换到 OB1 编辑界面，从右侧的指令列表里面找到工艺类->计数和测量，找到 High_Speed_Counter 功能块并拖拽到程序段中，并在背景数据块中选择之前建立的计数器工艺对象（图13）：

图13. 在程序中调用功能块

将项目存盘编译并下载之后，可以通过项目树或者功能块的快捷图标进入到工艺对象的调试功能（图14）；

图14. 在程序中调用功能块

进 入调试界面后，首先点击左上角的在线图标切换到在线模式，在在线模式下首先要使能软件门”SwGate”，然后观察反馈的门状态”StatusGate” 是否为 TRUE，如果为 TRUE 说明计数器已经开始工作，这时候如果有外部脉冲信号的话，计数器将进行计数并将计数值反馈到”CountValue”处（图15）。

图15. 计数器工艺对象的调试界面

1. 故障诊断：
   可以通过项目树或功能块上的快捷图标切换到诊断界面。在诊断界面可以看到错误的ID、描述和相关的状态位（图16）：

图16. 计数器工艺对象的诊断界面

1. 编程：

如果调试面板没有问题可以回到程序块进行编程，程序块的管脚及使用方法与之前的调试面板完全一致，所以非常方便的参考调试面板进行编程（图17），工艺功能块的部分主要参数及功能请参见表02。


图17. 高速计数程序功能块

计数器工艺功能的主要参数：

序号	名称	功能
1	SwGate	软件门：通过该控制位来控制计数器启动和停止；
2	ErrorACK	错误应答：出现错误并处理错误后通过此控制位来复位故障状态；
3	EventACK	事件应答：确认计数器事件状态，如：计数值超限等；
4	SetCountValue	设置计数值：通过该控制位可以将当前计数值更改为其他值，注意：修改值需要写到工艺对象静态变量“NewCountValue”中；
5	StatusHW	工艺模块状态位： 模块已组态并准备好运行， 模块数据有效；
6	StatusGate	门状态位：该状态位反映了内部门的实际状态，只有改状态为为"True"时，计数器才会工作；
7	StatusUp	增计数状态位：表示当前计数方向为增计数；
8	StatusDown	减计数状态位：表示当前计数方向为减计数；
9	PosOverflow	超上限状态位：表示当前计数值已经超过设定的计数值上限；
10	NegOverflow	超下限状态位：表示当前计数值已经超过设定的计数值下限；
11	Error	错误状态位：表示当前计数工艺对象有错误；
12	ErrorID	错误代码：显示当前工艺对象错误的故障代码；
13	CounterValue	计数值：计数器工艺对象的实际计数值；

表02. 计数器工艺功能的主要参数

    7. 通过用户程序修改实际计数值：

在很多情况下都有可能需要人工修改一下当前的实际计数值，这需要首先将要修改的值传送到工艺DB的新计数值"NewCountValue"中，然后置位功能块输入管脚“SetCountValue” 则新计数值生效（图18）。具体步骤如下：

(1). 选中左面项目树的"High_Speed_Couter"工艺对象；
(2). 展开下面的详细视图，则可以看到工艺DB中的所有变量；
(3). 找到"NewCountValue"变量，并将其拖拽到用户程序的传送指令输出端；
(4). 将新的计数值传送到"NewCountValue"；
(5). 置位功能块输入管脚“SetCountValue” ；
(6). 新的计数值生效。


图18. 通过用户程序修改实际计数值

    8. 通过用户程序修改比较值：

同修改实际计数值的方法类似，用户也可以通过用户程序修改该组态里面预制的比较值（图19），具体步骤如下：

(1). 选中左面项目树的"High_Speed_Couter"工艺对象；
(2). 展开下面的详细视图，则可以看到工艺DB中的所有变量；
(3). 找到"NewReferenceValue0"变量，并将其拖拽到用户程序中进行赋值；
(4). 找到"SetReferenceValue0"变量，并将其拖拽到用户程序中进行置位，就可以将刚刚修改的新比较值写到计数器模块中。


图19. 通过用户程序修改比较值

    9. 查看工艺对象 DB 中的所有变量

上 述查找工艺对象变量的方法适用于 STEP 7 TIA Protal V13 以上版本，之前的版本可以通过鼠标右键点击工艺对象名称，选则最下面的"打开 DB 编辑器" ，这样可以通过数据视图显示工艺对象 DB 里面的所有变量，使用变量的时候可以在用户程序中直接敲入相应的变量名即可（图20）。


图20. 查看工艺对象 DB 中的所有变量

文

． 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6ES7138-4FA05-0AB0  西门子6ES7138-4FA05-0AB0  西门子6ES7138-4FA05-0AB0