西门子6ES7297-0AX30-0XA0

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

较大输出频率: 204kHZ

较大脉冲数: 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*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.

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。

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*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，较大值脉冲值为 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西门子IM151-3PN

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

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 ,较大值为 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。

通过变量表读输入信号:

图. 12: 增量模式变量表

1）增量模式启动后，M14.0=1位置任务被激活，M15.7=1位置被执行。 

2） MD10 显示剩余脉冲，如图. 12, 220 个脉冲尚未发出。

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