1 模塊介紹

1.1 模塊概述

ET200S 1STEP步進(jìn)模塊輸出脈沖控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，輸出脈沖數(shù)決定步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)的距離，輸出脈沖頻率決定步進(jìn)電機(jī)的速度。

模塊訂貨號(hào)：6ES7138-4DC00-0AB0

1.2 模塊特性

圖1 1STEP 步進(jìn)模塊

l 1個(gè)通道，可以用于控制1個(gè)步進(jìn)電機(jī)

l 參考點(diǎn)開(kāi)關(guān)數(shù)字量輸入

l 外部停止或外部脈沖使能數(shù)字量輸入

l 脈沖和方向信號(hào)采用符合RS422電平差分輸出

l 輸出最大頻率204 kHZ

l 輸出最大脈沖數(shù) 1048575

l 4個(gè)LED狀態(tài)指示

l 2種操作模式：尋找參考點(diǎn)模式、增量模式

2 模塊接線

圖2 1STEP 端子接線圖

l 端子1、5：脈沖信號(hào)差分輸出

l 端子4、8：方向信號(hào)差分輸出

l 端子2、3：外部停止或外部脈沖使能數(shù)字量輸入DI(功能選擇見(jiàn)4.2節(jié))

端子6、7：參考點(diǎn)開(kāi)關(guān)數(shù)字量輸入

3 硬件配置

1STEP 步進(jìn)模塊可以安裝在ET200S接口模塊或ET200S CPU模塊后使用。

本文中以IM151–7 CPU模塊為例。

表1 軟硬件配置

圖3 ET200S 站配置圖

4 硬件組態(tài)及參數(shù)配置

4.1 硬件組態(tài)

1) 按照?qǐng)D2、圖3完成ET200S站安裝和接線。

2) 打開(kāi)STEP7,在管理器中新建一個(gè)項(xiàng)目，然后插入一個(gè)S7-300站。

3) 進(jìn)入硬件組態(tài)界面進(jìn)行配置。選中IM151-7 CPU直接拖拽到站配置窗口中。

圖4 插入IM151-7 CPU

4) 在4號(hào)槽和5號(hào)槽中分別插入PM-E DC24電源模塊和1STEP步進(jìn)模塊。

圖5 硬件組態(tài)

4.2 模塊參數(shù)配置

圖6 1STEP 模塊參數(shù)界面

4.2.1 模塊參數(shù)配置說(shuō)明

1) Group Diagnostic：組診斷。

2) Base Frequency：基本頻率，單位Hz，記作Fb。

3) Multiplier n：倍增系數(shù) n，取值范圍1-255。此倍增系數(shù)決定啟動(dòng)停止頻率 Fss，計(jì)算公式Fss=Fb×n。

4) Time i：時(shí)間系數(shù)i，取值范圍1-255。此時(shí)間系數(shù)決定加速度和減速度a，單位為Hz/ms，計(jì)算公式為a = Fb×R / (i×0.128 ms)。

5) Function DI：數(shù)字量DI輸入功能選擇，可以配置為外部脈沖使能輸入或外部停火輸入。缺省為外部脈沖使能輸入。

6) External Stop，Limit Stop：外部停止，限位停止信號(hào)類型，break contact為常閉信號(hào)，make contact為常看信號(hào)。缺省為常閉信號(hào)接入。

4.2.2 本文例子采用參數(shù)

本文例子參數(shù)配置即為圖6中顯示參數(shù)配置

1) 不激活組診斷。

2) 基本頻率4Hz。

3) 倍增系數(shù)1，啟動(dòng)停止頻率 4Hz。

4) 時(shí)間系數(shù)1，加速度減速度 31.25 Hz/ms。

5) 外部脈沖使能輸入。

6) 外部停止輸入、限位輸入信號(hào)類型為常閉信號(hào)輸入。

5 程序編制

5.1 模塊輸入輸出地址分配

1STEP 步進(jìn)模塊跟其它ET200S 功能模塊類似，都是通過(guò)直接讀寫(xiě)I/O地址對(duì)模塊進(jìn)行控制訪問(wèn)。

反饋信號(hào)(輸入)，占用8個(gè)字節(jié)，輸入地址分配見(jiàn)表2。

控制信號(hào)(輸出)，占用8個(gè)字節(jié)，輸出地址分配見(jiàn)表3。

表2 輸入地址分配

表3 輸出地址分配

5.2 項(xiàng)目示例程序

為了便于對(duì)該模塊地址中的位、字節(jié)、字等地址的讀寫(xiě)，通過(guò)在梯形圖編程環(huán)境中使用MOVE指令，將輸入地址區(qū) PIB272-PIB279傳送到MB10-MB17，將MB20-MB27傳送到PQB272-PQB279。對(duì)1STEP模塊的讀寫(xiě)訪問(wèn)通過(guò)MB地址區(qū)完成。

1STEP 模塊IO地址分配見(jiàn)圖5。

圖7 項(xiàng)目示例程序

6 模式說(shuō)明及示例

6.1 尋找參考點(diǎn)模式

通過(guò)執(zhí)行尋找參考點(diǎn)模式，對(duì)軸進(jìn)行同步，即建立機(jī)械零點(diǎn)與電氣零點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系。

6.1.1 尋找參考點(diǎn)模式說(shuō)明

Mode=1

參考點(diǎn)開(kāi)關(guān)為常開(kāi)信號(hào)接入

尋找參考點(diǎn)輸出頻率 Fss、Fa

Fss 啟動(dòng)停止頻率，描述參見(jiàn) 4.2.1節(jié)

Fa 輸出頻率 Fa = Fb ×G × R

Fb：基本頻率。1STEP 模塊參數(shù)中配置，描述參見(jiàn) 4.2.1節(jié)。

Multiplier G：倍增系數(shù) G。取值范圍1-255，模塊輸出地址字節(jié)0，參見(jiàn)表3。

Reduction Factor R：減小系數(shù)R。模塊輸出地址字節(jié)4第7位，參加表3。模塊輸出地址4.7=0，R=1；模塊輸出地址4.7=1，R=0.1。

圖8 尋找參考點(diǎn)

6.1.2 尋找參考點(diǎn)模式示例

本文示例按照?qǐng)D8模式進(jìn)行，即正方向?qū)ふ覅⒖肌?/p>

1. 通過(guò)變量表寫(xiě)輸出控制變量：

圖9 參考點(diǎn)模式控制變量

1) M24.0=1 尋找參考點(diǎn)模式Mode=1

2) M25.0=1、M25.1=1 由于之前模塊參數(shù)配置限位開(kāi)關(guān)信號(hào)為常閉輸入，所以當(dāng)沒(méi)有軟限位開(kāi)關(guān)激活時(shí)，應(yīng)該有信號(hào)輸入。參見(jiàn)4.2.2節(jié)。

3) M25.2=0 不激活軟件脈沖使能信號(hào)。由于之前模塊參數(shù)配置已經(jīng)使能DI為外部脈沖使能信號(hào)輸入，此時(shí)就不再使用內(nèi)部軟件脈沖使能信號(hào)。參見(jiàn)4.2.2節(jié)。

4) 置位M24.4，然后復(fù)位M24.4(下降沿信號(hào)有效)，啟動(dòng)尋找參考點(diǎn)模式。脈沖輸出頻率為Fa。

5) MB20=1、M24.7=0 倍增系數(shù)G=1、減小系數(shù)R=1，Fa頻率值為

Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz。

2．通過(guò)變量表讀輸入狀態(tài)變量：

圖10 參考點(diǎn)模式狀態(tài)變量

1) M15.2=1外部脈沖使能信號(hào)激活。

2) M15.0=1 驅(qū)動(dòng)使能。

3) 尋找參考點(diǎn)啟動(dòng)后，M14.0=1 位置任務(wù)激活，M15.7=1 位置操作執(zhí)行中。等待參考點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)M15.1。

4) M15.1=1 參考點(diǎn)信號(hào)達(dá)到，尋找參考點(diǎn)完成。M14.4=1，同步操作完成，M14.2=1 位置到達(dá)，M15.3=1 尋找參考點(diǎn)停止。

6.2 增量模式

增量模式是1STEP 主要工作模式。通過(guò)該工作模式可以控制步進(jìn)電機(jī)按照給定的速度移動(dòng)給定的距離。

6.2.1 增量模式說(shuō)明

Mode=0

輸出脈沖數(shù)決定步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)的距離，最大脈沖數(shù)1048575

輸出脈沖頻率決定步進(jìn)電機(jī)的速度

增量模式輸出頻率 Fss、Fa

方向信號(hào)作為啟動(dòng)信號(hào)

注意：脈沖數(shù)對(duì)應(yīng)的實(shí)際位移量和脈沖頻率對(duì)應(yīng)的實(shí)際速率由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器確定，不再1STEP模塊中進(jìn)行設(shè)置。

6.2.2 增量模式示例

1. 通過(guò)變量表寫(xiě)輸出控制變量：

圖11 增量模式控制變量

1) M24.0=0 增量模式Mode=0

2) M25.0=1、M25.1=1 由于之前模塊參數(shù)配置限位開(kāi)關(guān)信號(hào)為常閉輸入，所以當(dāng)沒(méi)有軟限位開(kāi)關(guān)激活時(shí)，應(yīng)該有信號(hào)輸入。參見(jiàn)4.2.2節(jié)。

3) MB20=1、M24.7=0 倍增系數(shù)G=1、減小系數(shù)R=1，輸出頻率 Fa為

Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz。

4) 輸出脈沖數(shù)，通過(guò)MB21-23組成20位地址長(zhǎng)度用于存放脈沖數(shù)，最大值即為 0xFFFFF=1048575

MB21 輸出脈沖數(shù)(位16-位19)

MB22 輸出脈沖數(shù)(位8-位15)

MB23 輸出脈沖數(shù)(位0-位7)

MB21 位20-位23沒(méi)有使用

本示例中賦值為0x100，即256個(gè)脈沖。

5) 置位M24.4，然后復(fù)位M24.4(下降沿信號(hào)有效)，啟動(dòng)增量模式，正方向移動(dòng)。

2．通過(guò)變量表讀輸入狀態(tài)變量：

圖12 增量模式狀態(tài)變量

1)增量模式啟動(dòng)后，M14.0=1 位置任務(wù)激活，M15.7=1 位置操作執(zhí)行中。

2)MD10 顯示剩余脈沖數(shù)，圖12顯示還有220個(gè)脈沖沒(méi)有發(fā)送。

3)MD10=0 脈沖發(fā)送完成，M14.0、M15.7清零，M14.2=1 位置到達(dá)。增量模式輸出完成。

總結(jié)

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