西门子6AG1136-6PA00-2BC0  西门子6AG1136-6PA00-2BC0  西门子6AG1136-6PA00-2BC0 

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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。 

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。

 基座单元（BaseUnit）概述

一个典型的ET 200SP分布式I/O站点的组成包括：接口模块，信号模块以及相应的基座单元，如图1所示。基座单元（BaseUnit）是构成ET 200SP分布式I/O不可或缺的一部分，BaseUnit为ET 200SP 模块提供电气和机械连接，所有的信号模板必须安装在相应的BaseUint上。即BaseUnit是信号模块的基座。BaseUint一方面将现场的电气信号接入到ET 200SP系统，同时还起到将电源电压馈入等其它用途。

图 1 ET200SP系统组成

一个典型的BaseUnit如下图所示：

图 2 BaseUnit及其接线端子

2 座单元（BaseUnit）分类

BaseUnit根据功能不同可分为多种类型，包括A0，A1，B0，C0，D0等几大类。

A0：适用于数字量模块，通讯模块，以及部分模拟量模块；

A1：带有内置温度测量，适用于模拟量模块；

B0：适用于继电器模块；

C0：适用于AS-i主站模块；

D0：适用于电能测量模块；

其分类及参考示例见下表：

在A0和A1类BaseUnit中，根据是否用于形成新的电位组，以及是否需要额外AUX（辅助接线端子）或附加供电端子，又可以分为多个类型。根据订货号的不同，一个BaseUnit也可同时具有以上多个功能，如即可形成新电位组的又带AUX（辅助接线端子）功能。

综上所述，基座单元的分类可以总结如下：

图 3 BaseUnit的分类一览

BaseUnit各型号说明及特征如下表所示：

 各类BaseUint功能详细描述如下： 

2.1 形成电位组的BaseUnit

ET 200SP的首个BaseUnit必须为打开新电位组的BaseUnit BU...D （带浅色接线盒和浅色安装导轨释放按钮）： 

–  打开新的电位组（电源和  AUX  总线与左侧断开） 

–  接入电源电压  L+ ，馈电电流最高10 A

2.2 用于传导电位组的BaseUnit

此类BaseUnit无打开新电位组功能，故该类型BaseUnit的左侧必须配合形成电位组的BaseUnit使用，此类BaseUnit带深色接线盒：  BU..B

2.3 带AUX辅助接线端子的BaseUnit

带有额外AUX辅助接线端子的BaseUnit （例如  BU15-P16+A10+2D ）还可连接一个安装在  AUX 总线上的电位（不超过模块的最大电源电压）。  

AUX总线可单独用作： 

作为PE bar（满足EN 60998-1的要求）。为确保符合这一标准，PE bar的长度不能超过8个安装的BaseUnit所允许的最大数量。 

用于额外要求的电压 

AUX总线被设计为： 

最大载流量（环境温度为60°C时）：10 A

允许的电压：取决于BaseUnit的类型。

以下为2个使用AUX辅助接线端子的典型例子：

DI 8×24VDC ST (6ES7131-6BF00-0BA0) 使用了BU15-P16+A10+2D（6ES7193-6BP20-0DA0）作为BaseUnit即可实现如图4所示的供电方式，图中M信号的连接可通过AUX辅助端子实现。

图 4 通过AUX辅助接线端子实现3线制开关的连接

AI 4 x I 2-, 4-wire ST（6ES7 134-6GD00-0BA1）使用了BU15-P16+A0+12D（6ES7193-6BP40-0DA1）作为BaseUnit即可实现如图5所示的供电方式，即4线制仪表的供电可以通过附加供电端子来完成。

图 5 通过附加供电端子实现4线制信号的连接

2.1.带集成电阻温度计的BaseUnit

此类BaseUnit用于在连接热电偶时补偿基准结温度：BU..T

3 aseUnit的选型：

BaseUnit的选项涉及到以下几个方面，电位组的划分；是否需要AUX辅助接线端子；BaseUnit与所安装的信号模块是否匹配等多方面的问题。

3.1 电源分组的确定

带有电源分组能力的BaseUnit均为浅色，根据ET 200SP系统工作原理（图6），在下列情况下，必须采用带电源分组能力的BaseUnit；

图 6 ET200SP系统工作原理

Ø         ET 200SP接口模块后的首个BaseUnit；

Ø         一个电位组的所有I/O模块及负载的总供电负荷已超过10A；

Ø         模块间的AUX辅助接线端子所接电压等级不同；

Ø         由于个别模块（如RQ 4×120VDC-230VAC/5A NO ST数字量输出模块、电能测量模块等）只能使用不带电位分组功能的BaseUnit，因此如果一个分布式ET 200SP上只有此类模块，则这些模块左侧必须有一个带电位分组功能的BaseUnit。

电位组也可根据实际功能划分，如数字量输入信号使用一个电位组，数字量输出信号使用另一个电位组；或者根据BaseUnit的供电能力对电位组进行分组。各电位组可使用的I/O模块数取决于下列因素： 

1.  此电位组上运行的所有 I/O模块的电源总需求；

2.  从外部连接到此电位组上的所有负载的电源总需求；

1和2中计算出的总电流数不得超过10 A 。

3.2 根据模块选择相对应的BaseUnit

数字量模块和不带温度测量的模拟量模块（6ES7 134-6GD00-0BA1除外）选型: 

图 7 I/O模块和不带温度测量的模拟量模块BaseUnit选型图

1浅色BaseUnit：组态新的电位组，电气隔离左侧相邻模块。ET 200SP的第一个BaseUnit始终是浅色的BaseUnit，用于馈电电源电压L+。深色BaseUnit：从左侧相邻模块传导内部电源和AUX总线。

2AUX端子：可独立使用的10个内部桥接端子，高达24V DC/10A或用作保护导体。

3AI 4xI 2/4-wire ST模块（6ES7 134-6GD00-0BA1）选择BaseUnit不适用于此图。

模拟量模块AI 4xI 2/4-wire ST（6ES7 134-6GD00-0BA1）选型:

图8 AI 4xI 2/4-wire ST BaseUnit选型图

带温度测量的模拟量模块BaseUnit选型：

图 9 热电偶测量模块BaseUnit选型图

注：温度测量模块也可选择A0类型的BaseUnit，但由于A0类型的BaseUnit不带温度补偿功能，故不推荐。

继电器输出模块BaseUnit选型：

图 10 继电器模块BaseUnit选型图

由于继电器输出模块 RQ4 x 120 VDC / 230 VAC / 5A （6ES7 132-6HD00-0BB0）没有对应的形成新电位组的BaseUnit，故该模块的供电需来自左侧的BaseUnit，如果一个ET200 SP的分布式I/O站只有该模块时，需在该模块左侧单独配置一个有形成新电位组能力的BaseUnit。

通信模块BaseUnit选型：

 图 11 通信模块BaseUnit选型图

注：需注意每个AS-i通信模块必须单独形成电位组。

电能测量模块BaseUnit选型：

图  12 电能测量模块BaseUnit选型图

由于电能测量模块（6ES7134-6PA00-0BD0)没有对应的形成新电位组的BaseUnit，故该模块的供电需来自左侧的BaseUnit，如果一个ET200 SP的分布式I/O站只有该模块时，需在该模块左侧单独配置一个有形成新电位组能力的BaseUnit。

BaseUnit选型总结：

综上BaseUint选型图可知，对于大部分模块的大部分应用而言（普通模块，无需AUX辅助接线功能），只需选择A0类型不带AUX辅助接线端子的即可满足需要。

4  用AUX端子的注意事项

当BaseUnit的一个接线端子内需要接入2根线时，需要注意线鼻子插入AUX端子的角度，由于横截面为0.75 mm2的双线终端套管需要空间，所以必须确保在压接双线终端套管时导线的排放角度正确，按最佳方式排列电线，以便互留安装的空间，如下图12所示： 

图 13 AUX端子接线

5接电缆屏蔽

简介

●   需要屏蔽连接件来安装电缆屏蔽（例如，针对模拟量模块）。电缆套管上的干扰电流通过安装导轨从屏蔽连接转移到大地上。在电缆进入开关面板时不需要屏蔽连接。 

●   将屏蔽连接件连接到  BaseUnit 。 

●   屏蔽连接件包含一个屏蔽触点和一个屏蔽端子。 

●   屏蔽连接件会在安装后自动连接到安装导轨的功能接地端  (FG) 。 

屏蔽端子如下图13所示：

图 14 ET 200SP屏蔽端子

安装电缆屏蔽件操作步骤：

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