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西门子 6ES7901-1BF00-0XA0
来自：长沙玥励自动化设备有限公司
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发布时间：2018-5-28
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产品参数
商品详情
西门子 6ES7901-1BF00-0XA0 西门子 6ES7901-1BF00-0XA0 西门子 6ES7901-1BF00-0XA0
SIMATIC S7，连接电缆用于 HMI 适配器和 PC/TS 适配器， （RS-232/零调制解调器电缆）， 6m
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建议同时购买：
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SIMATIC ET 200SP， 基础单元 BU15-P16+A0+2B， 类型 A0 的基础单元， 直插式端子， 不带 AUX 端子， 已向左桥接， 宽x高：15x 117mm
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 6ES7132-6BH01-0BA0
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在许多应用场合，我们需要PLC控制系统能够实现热插拔功能，所谓热插拔就是在系统通电运行状态下，进行硬件的更换和调整。
1. SIEMENS PLC控制系统关于热插拔功能的定义：
| 1．带电插拔模块时，确保不造成模块的硬件损坏； |
| 2．带电插拔模块时，CPU不停机，并产生报警； |
| 3．带电插拔模块时，该模块I/O通道的数值清零；该模块所在站点不会掉站，而其他模块的运行不受影响； |
| 4．带电插拔模块时，CPU中触发中断组织块或通过DP诊断程序块，得到模块拔出或插入的事件信息，在用户程序或中断组织块OB**中进行相应控制逻辑和I/O通道的处理； |
2.SIEMENS的PLC控制系统对热拔插的支持：
√ S7-200系列PLC不支持热插拔功能；
√ S7-300 CPU直接带I/O模块的方式不支持热插拔；
√ S7-300作为PROFIBUS DP主站下挂DP从站ET200M、ET200S、ET200iS，支持热插拔功能； （需要使用有源总线底板，如下说明）
注： 采用S7-300作为主站的软冗余系统无法实现热插拔全部功能，不具备以上所列第3，4条目中的全部功能。当您将ET200M从站上的模块拔出时，CPU不停机，主CPU、备用CPU上的SF灯亮，BUSF灯闪烁，ET200M从站上的2块IM153-2模块的SF灯亮，BF灯闪烁，该ET200M从站上所有模块的I/O值被清0，S7-300主站失去对该ET200M从站的控制能力。当您再次将模块插入到ET200M站上时，系统从主CPU切换到备用CPU，SF、BUSF、BF灯熄灭，软冗余系统重新回到正常运行状态。（新CPU支持“Startup when expected/actual config. differ.”功能，功能见下文；软冗余系统不支持使用GSD文件组态ET200M站点）
若要在软冗余系统中实现热插拔的全部4项功能，您必须使用S7-400作为软冗余系统的主站。√ S7-400作为PROFIBUS DP主站下挂DP从站ET200M、ET200S、ET200iS，支持热插拔功能； （需要使用有源总线底板，如下说明）
√ S7-400 CPU直接带I/O模块的方式支持热插拔。
S7-400系统由于很好的电磁兼容性和抗冲击、耐震动性能，因而能最大限度的满足各种工业标准，模板能够带电插、拔，当S7-400机架上插入或取出模板时，都会在CPU中产生一个中断信息，供客户在用户程序中对模板更换的动作进行相应的处理。
3.ET200M的有源总线底板配置与说明：
ET200M是在工业现场经常使用的PROFIBUS DP分布式从站，一个ET200M从站一般由导轨（S7-300系列通用导轨）、IM153接口模块、若干块S7-300系列的模块（PS电源模块、I/O模块、CP通讯模块、FM功能模块）组成：
这样的ET200M从站是不支持热插拔功能的。为了实现ET200M从站的热插拔功能，我们需要对ET200M的硬件配置进行一些调整，通用导轨更换成带有有源总线模板的导轨，下图向您展示了1个有源总线导轨和5个有源总线模板组装后的情形：
如下是关于有源总线模板的订货信息和实物照片：
| 名称 | 订货号 | 注释 | 图片链接 |
| 有源总线导轨 | 6ES7 195-1GA00-0XA0 | 长度为482.6 mm | 实物图片 |
| 最多安装5个有源总线模板 | |||
| 6ES7 195-1GF30-0XA0 | 长度为530毫米 最多安装5个有源总线模板 | ||
| 6ES7 195-1GG30-0XA0 | 长度620毫米； | ||
| 6ES7 195-1GC30-0XA0 | 长度2000毫米； | ||
| 有源总线模板 | 6ES7 195-7HA00-0XA0 | BMP S/IM 用于放置电源和IM153接口模块，包括一个总线模板盖板 | 实物图片 |
| 6ES7 195-7HB00-0XA0 | BM 2X40 用于2个宽40毫米的模块 | 实物图片 | |
| 6ES7 195-7HC00-0XA0 | BM 1X80 用于1个宽80毫米的模块 | 实物图片 | |
| 6ES7 195-7HD00-0XA0 | BM IM153/IM 153 用于放置2个基本型IM153-2接口模块 | ||
| (在软冗余或400H硬冗余系统中使用) | |||
| 6ES7 195-7HD10-0XA0 | BM IM153/IM 153 用于放置2个高性能IM153-2接口模块 | 实物图片 | |
|
(在软冗余或400H硬冗余系统中使用)
|
|||
| 附件 | 6ES7 195-1JA00-0XA0 | 端子盖 一包有4个背板总线盖板和1个总线模板盖板 | |
| 6ES7 195-1KA00-0XA0 | 防薄挡板 用于防爆环境的总线模板盖板 | ||
| ET200M从站上的接口模块 | 6ES7 153-1AA03-0XB0 | IM153-1 普通接口模块 | |
| 6ES7 153-2AA02-0XB0 | IM153-2 支持冗余功能的接口模块，基本型 | 实物图片 | |
| 6ES7 153-2BA02-0XB0 | IM153-2 支持冗余功能的接口模块， | ||
| 高性能型(支持PROFIBUS的等时功能) | |||
| 热插拔冗余套件 | 6ES7 153-2AR00-0XA0 | 2个6ES7 153-2AA02-0XB0 | |
| 1个6ES7 195-7HD00-0XA0 | |||
| 6ES7 153-2AR01-0XA0 | 2个6ES7 153-2BA00-0XB0 | ||
| 1个6ES7 195-7HD10-0XA0 | |||
| 6ES7 153-2AR03-0XA0 | 2个6ES7 153-2BA02-0XB0 | ||
| 1个6ES7195-7HD10-0XA0 |
6ES7 195-1GA00-0XA0
6ES7 195-7HA00-0XA0 6ES7 195-7HB00-0XA0 6ES7 195-7HC00-0XA0
6ES7 195-7HD10-0XA0 6ES7 153-2BA02-0XB0
下图向您比对了有源总线导轨与S7-300通用导轨的区别：
下图向您展示有源总线导轨、有源总线模板和2个IM153-2接口模块组装后的情形：
关于ET200M站"Module change during operation"（运行中更换模块）功能实现的说明：
"Module change during operation" (or "Insert/Remove module") 功能使得您能够在系统下运行过程中，在ET200M站上带电拔出或插入模板，即热插拔功能。
硬件要求:
使用普通的S7-300导轨和U型总线连接器是不能实现热插拔功能的，您必须购买有源总线底板，才能实现该功能。另外，您在配置时，必须使用MLFB 6ES7 153-1AA02-0XB0版本以上的接口模块，因为它支持DP协议的DPV1版本，而MLFB IM153-1AA00-0XB0模块是不支持该功能的。目前您能够购买到的IM153接口模块都支持热插拔，只有2-3年以前的IM153接口模块不支持热插拔。
注意:
如果想知道您的模块是否支持热插拔功能，您可以在STEP7的HW Config硬件组态窗口中的产品目录里选择对应模块，阅读窗口右下角对该模块功能的描述，或直接阅读"SIMATIC Distributed Peripheral Deviced ET 200M"手册中第9章里的描述内容，下载该手册点击：1142798
软件要求：您必须在STEP7 5.1版本以上进行配置；
如果您采用S7-400 CPU或S7-400 CP作为DP主站，那么您可以直接在IM153的属性窗口的"Operating Parameters"标签页里配置热插拔功能。 如下图所示：
STEP1：在STEP7的硬件组态窗口的PROFIBUS DP目录中选择相应IM153模块，可以看出该模块支持“module exchange in opration”（热插拔）；
STEP2：将IM153模块拖到PROFIBUS总线上；
STEP3：选择I/O模块，插入到ET200M站的各个槽位中；
STEP4：双击ET200M站，打开属性窗口，选中“Replace modules during operation“(热插拔)选项；
STEP5：属性窗口中提供了ET200M站热插拔功能所需的有源总线导轨的订货号；
STEP6：属性窗口中提供了该型号IM153，插入的I/O模块对应使用的有源总线底板的订货号；
除了以上的硬件组态之外，还要向S7-400中下载OB82、OB83、OB84、OB85、OB86、OB87、OB121、OB122等组织块。当ET200M从站上进行模块的热插拔时，中断组织块OB83 ，OB85，OB122被调用。
如果您采用老款S7-300 CPU ，那么您只能够通过安装GSD文件的方式将IM153模块组态成DP从站，并双击IM153，打开它的属性窗口，进行设置来实现热插拔的全部功能。否则您在STEP7的硬件组态窗口中直接将PROFIBUS DP目录ET200M文件夹下IM153模块挂在PROFIBUS总线上，如下图：
从上图可以看出，当你从右侧的PROFIBUS DP树型目录中将IM153-2模块拖到PROFIBUS总线上后，双击点开IM153的属性，“Repalce modules during operation”(热插拔功能)选项为灰色，所以在这种方式下，无法实现热插拔的全部功能，只能实现第1、2两条，不能实现第3、4条功能。
新款的S7-300可以支持“Startup when expected/actual config. differ.”，如下图：
此功能表示，当组态和实际不符时是否启动。如果选择此选项，当插拔模块时，可以实现热插拔定义的第3条功能。但是，在插拔模块时，其他模块通道的I/O会有瞬间的清零然后恢复；该站点瞬间掉站，然后恢复。所以仅以此功能，不能称为严格意义上的热插拔功能。
S7-300 CPU要实现热插拔的全部功能，必须通过GSD文件。首先在 113498 处下载IM153的GSD或GSE文件，在STEP7软件中导入该文件（参见 2383630 中的内容），再在IM153模块的属性窗口中选择热插拔选项，如下图所示：
添加IM153-2模块到PROFIBUS总线上，设置热插拔选项
设置IM153-1模块的热插拔功能选项
注意，GSD文件有DPV0和DPV1之分。但是S7-300的组态时，只有用DPV0可以实现热插拔的功能（如上图），如果用DPV1组态只支持“Startup when expected/actual config. differ.”的功能， 如下图，这是因为 DPV1 "Insert/Remove module"功能，是通过OB83实现的，S7-300不支持OB83。S7-400使用DPV0 DPV1均可。
如果您采用CP342-5模块作为DP主站，那么您可以直接在IM153的属性窗口的"Operating Parameters"标签页里配置热插拔功能。 如下图所示。同样如果使用GSD文件组态，要实现热插拔功能也必须使用DPV0。
除了以上的硬件配置之外，还要向S7-300的CPU中下载OB82、OB86、OB121、OB122等组织块,才能保证当您在ET200M站上进行模块热插拔时，S7-300的CPU保持运行，而ET200M站上其他模块的工作不受影响。同时，当您进行ET200M站上模块的拔出或插入，系统都会调用OB82、OB86，您可以获取OB86和OB82中的参数返回值，得知什么时间是哪一个主站下的哪一个从站上的模块被插拔, 您可以根据系统控制逻辑的需要，在组织块OB82，OB86中编写用户程序，调整I、O的数值，确保进行模块热插拔时，生产机构处于安全运行状态。
您可以在S7-300的用户程序中循环调用SFC13（DP总线诊断功能块），不断获取DP网络的诊断信息，当ET200M从站上进行模块的热插拔时，可以从SFC13的返回数据（在DB块中）获取插拔模块的信息，在用户程序中对返回的诊断信息进行判断、评估后，进行相应的逻辑控制和I/O处理，使生产机构处于安全运行状态；
如果您在ET200M站中使用了参数化的模块（如FM354，CP340等非输入输出的模块），在DP主站通电初始化过程中会对这些模板进行参数化和配置。当您带电拔掉可参数化的模块，再插入后，模块原有的参数就会丢失。除非重新启动DP主站，在主站进行初始化过程中，对这些模块在进行一次参数化和配置，否则这类模块在被拔掉，再插入后，只能够以它的默认参数运行。
如果您期望能侦测到系统中存在一个新的需要进行参数化的模块 ，您必须对模块的状态进行分析，可以通过调用诊断系统功能块SFC13 "DPNRM_DG"来实现，在S7-300/400系统软件手册中的16章4节里说明了该SFC13的用法，点击 1214574下载。ET200M的手册中，在6.4.6节中说明了ET200M从站里模板状态信息的内容和分配，点击 1142798 下载。
当你在程序中获知是哪一块模块需要进行新的参数化后，您可以通过调用系统功能SFC56 "WR_DPARM"，将CPU中保存的参数信息写入到刚刚被插入到ET200站上的模块，可以在S7-300/400系统软件手册中的7章5节里获取SFC56的用法。
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。
本文针对ET200S 1STEP步进模作了基本介绍和基本操作说明。如要了解更多关于此模块的使用方法、诊断方法、技术参数等内容，请参见模块手册《ET 200S Position Operating Instructions》。该手册可以通过下面的链接下载：
西门子 6ES7901-1BF00-0XA0 西门子 6ES7901-1BF00-0XA0 西门子 6ES7901-1BF00-0XA0
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