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ET200S 1 步進模板輸出脈沖來控制步進電機 ,，輸出脈沖的數(shù)量決定步進電機的運動距離,，輸出脈沖的頻率決定步進電機的速度,。
模板訂貨號: 6ES7138-4DC00-0AB0

1.2 模板參數(shù)


圖. 1: 步進電機模板

環(huán)境溫度超過0~50℃的范圍；

（2）相對濕度超過85%或者存在露水凝聚（由溫度突變或其他因素所引起的）,；

（3）太陽光直接照射,；

（4）有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫,、硫化氫等,；

（5）有打量鐵屑及灰塵；

（6）頻繁或連續(xù)的振動,，振動頻率為10~55Hz,、幅度為0.5mm（峰-峰）；

（7）超過10g（重力加速度）的沖擊,。

小型可編程控制器外殼的4個角上,，均有安裝孔。有兩種安裝方法,，一是用螺釘固定,，不同的單元有不同的安裝尺寸；另一種是DIN（德國共和標準）軌道固定,。DIN軌道配套使用的安裝夾板,，左右各一對。在軌道上,，先裝好左右夾板,，裝上PLC，然后擰緊螺釘,。為了使控制系統(tǒng)工作可*,，通常把可編程控制器安裝在有保護外殼的控制柜中，以防止灰塵,、油污,、水濺。為了保證可編程控制器在工作狀態(tài)下其溫度保持在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內(nèi),，安裝機器應有足夠的通風空間,，基本單元和擴展單元之間要有30mm以上間隔。如果周圍環(huán)境超過55C,，要安裝電風扇,，強迫通風。

為了避免其他外圍設備的電干擾,，可編程控制器應盡可能遠離高壓電源線和高壓設備,，可編程控制器與高壓設備和電源線之間應留出至少200mm的距離,。

當可編程控制器垂直安裝時,，要嚴防導線頭,、鐵屑等從通風窗掉入可編程控制器內(nèi)部，造成印刷電路板短路,，使其不能正常工作甚至損壞,。

2.電源接線PLC供電電源為50Hz、220V±10%的交流電,。FX系列可編程控制器有直流24V輸出接線端,。該接線端可為輸入傳感（如光電開關(guān)或接近開關(guān)）提供直流24V電源。如果電源發(fā)生故障,，中斷時間少于10ms,，PLC工作不受影響。若電源中斷超過10ms或電源下降超過允許值,，則PLC停止工作,，所有的輸出點均同時斷開。當電源恢復時,，若RUN輸入接通,，則操作自動進行。對于電源線來的干擾,，PLC本身具有足夠的抵制能力,。如果電源干擾特別嚴重，可以安裝一個變比為1:1的隔離變壓器,，以減少設備與地之間的干擾,。

3.接地良好的接地是保證PLC可*工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害,。接地線與機器的接地端相接,，基本單元接地。如果要用擴展單元,，其接地點應與基本單元的接地點接在一起,。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾,，應給可編程控制器接上地線,，接地點應與動力設備（如電機）的接地點分開。若達不到這種要求,，也必須做到與其他設備公共接地,，禁止與其他設備串聯(lián)接地。接地點應盡可能*近PLC,。

4.直流24V接線端使用無源觸點的輸入器件時,，PLC內(nèi)部24V電源通過輸入器件向輸入端提供每點7mA的電流。PLC上的24V接線端子，還可以向外部傳感器（如接近開關(guān)或光電開關(guān)）提供電流,。24V端子作傳感器電源時,，COM端子是直流24V地端。如果采用擴展船員,，則應將基本單元和擴展單元的24V端連接起來,。另外，任何外部電源不能接到這個端子,。如果發(fā)生過載現(xiàn)象,，電壓將自動跌落，該點輸入對可編程控制器不起作用,。

每種型號的PLC的輸入點數(shù)量是有規(guī)定的,。對每一個尚未使用的輸入點，它不耗電,，因此在這種情況下,，24V電源端子向外供電流的能力可以增加。FX系列PLC的空位端子,，在任何情況下都不能使用,。

5.輸入接線PLC一般接受行程開關(guān)、限位開關(guān)等輸入的開關(guān)量信號,。輸入接線端子是PLC與外部傳感器負載

• 1 通道,，可控制1個步進電機
• 數(shù)字量輸入的參考點開關(guān)
• 外部停止或者外部脈沖使能數(shù)字輸入
• 脈沖和方向信號時RS422的差分輸出模式
• 大輸出頻率: 204kHZ
• 大脈沖數(shù): 1048575
• 4 LED 狀態(tài)指示燈
• 2 操作模式：尋找參考點和增量模式

2. 模板接線


圖. 2: 步進模板接線圖

• 端子1和5：脈沖差分信號
• 端子4和8：差分輸出的方向信號
• 端子2和3：外部停止或者外部脈沖使能數(shù)字量輸入ID。(功能選擇見 4.2 )
• 端子6和7：數(shù)字量輸入?yún)⒖键c開關(guān)

3. 硬件配置
步進模板可以安裝在ET 200S接口模板或者 ET200S CPU后面,。
本文使用 IM151-7 CPU 為例,。

表 1: 軟件和硬件配置


圖. 3: ET200S 站的配置圖

4. 硬件和參數(shù)設置

4.1 硬件配置
1) 根據(jù)圖. 2 和圖. 3完成ET200S的接線
2) 打開STEP7，創(chuàng)建一個新項目,，并插入一個S7-300站
3) 從硬件目錄中選擇IM151-7 CPU直接拖拽到站配置窗口

圖. 4: 插入IM151-7 CPU

4) 依次在4槽和5槽插入電源模板 PM-E DC24 和步進模塊

圖. 5: 硬件配置

4.2 模板參數(shù)配置


圖. 6: 步進模塊參數(shù)接口

4.2.1 模板參數(shù)說明
1) 組診斷：組診斷
2) 基準頻率：基準頻率,，以Hz為單位，標識Fb
3) 增益 n: 增益系數(shù) n,，值范圍 1-255. 此增益系數(shù)決定啟動/停止頻率 Fss,，并且計算公式為： Fss=Fb×n
4) 時間 i: 時間系數(shù) i, 值范圍 1-255. 該時間系數(shù)以Hz/ms決定加速和減速，計算公式為: a = Fb ×R / (i×0.128 ms)
5)功能 DI: 數(shù)字量輸入DI 功能可選,，可以被組態(tài)為外部脈沖輸入或者外部停止信號,，缺省是外部脈沖且已使能。
6) 外部 Stop, 限位 Stop: 外部 stop, 信號類型停止開關(guān). 接觸器觸點是常閉信號,，以確保該接觸器信號,，缺省是讀取常閉信號。

4.2.2 本文所例參數(shù)設置如下
本例參數(shù)配置見圖. 6.
1) 沒有激活組診斷
2) 基準頻率 4Hz
3) 乘法系數(shù) 1, 啟動/停止頻率 4Hz
4) 時間系數(shù) 1, 加速/ 減速 31.25 Hz/ms
5) 使能外部輸入脈沖
6) 外部輸入停止和限位信號為常閉類型

5. 編程

5.1 模板輸入/輸出地址分配
與其它ET200S功能塊類似,，1STEP步進模板也通過直接讀寫I/O地址來對模板進行控制和訪問的,。
反饋信號 (輸入), 占用 8 字節(jié). 如表 2 輸入地址分配所示,。
控制信號 (輸出), 占用 8 字節(jié). 如表 3 輸出地址分配所示。

問題1：S7-200 CPU內(nèi)部存儲區(qū)類型,？西門子（中國）總代理
回答：S7-200 CPU內(nèi)部存儲區(qū)分為易失性的RAM存儲區(qū)和保持的EEPROM兩種,，其中RAM包含CPU工作存儲區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)域中的V數(shù)據(jù)存儲區(qū)、M數(shù)據(jù)存儲區(qū),、T(定時器)區(qū)和C(計數(shù)器)區(qū),，EEPROM包含程序存儲區(qū),、V數(shù)據(jù)存儲區(qū)的全部和M數(shù)據(jù)存儲區(qū)的前14個字節(jié),。
也就是說V區(qū)和MB0-MB13這些區(qū)域都有對應的EEPROM保持區(qū)域。
EEPROM的寫操作次數(shù)是有限制的(少10萬次,，典型值為100萬次),，所以請注意只在必要時才進行保存操作。否則,，EEPROM可能會失效,，從而引起CPU故障。
EEPROM的寫入次數(shù)如果超過限制之后,，該CPU即不能使用了,，需要整體更換CPU，不能夠只更換CPU內(nèi)EEPROM,，西門子不提供這項服務,。

問題2：S7-200 CPU的存儲卡的作用？
回答：S7-200還提供三種類型的存儲卡用于存儲程序,，數(shù)據(jù)塊,，系統(tǒng)塊，數(shù)據(jù)記錄（歸檔）,、配方數(shù)據(jù),，以及一些其他文件等，這些存儲卡不能用于實時存儲數(shù)據(jù),，只能通過PLC—存儲卡編程的方法將程序塊/數(shù)據(jù)塊/系統(tǒng)塊的初始設置存于存儲卡內(nèi),。
存儲卡分為兩種，根據(jù)大小共有三個型號,。
32K存儲卡：僅用于儲存和傳遞程序,、數(shù)據(jù)塊和強制值。32K存儲卡只可以用于向新版（23版）CPU傳遞程序,，新版CPU不能向32K存儲卡中寫入任何數(shù)據(jù),。而且32K存儲卡不支持存儲程序以外的其他功能。訂貨號：6ES7 291-8GE20-0XA0,。
64K/256K存儲卡：可用于新版CPU（23版）保存程序,、數(shù)據(jù)塊和強制值、配方、數(shù)據(jù)記錄和其他文件（如項目文件,、圖片等）,。64K/256K新存儲卡只能用于新版CPU（23版）。64K存儲卡訂貨號： 6ES7 291-8GF23-0XA0,；256K存儲卡訂貨號：6ES7 291-8GH23-0XA0,。
為了把存儲卡中的程序送到CPU中，必須先插入存儲卡,，然后給CPU上電,，程序和數(shù)據(jù)將自動復制到RAM及EEPROM中。
存儲卡的使用完整限制條件,，請參考《S7-200系統(tǒng)手冊》附錄A 技術(shù)規(guī)范—可選卡件一節(jié),。
S7-200的外部存儲卡有哪些功能？
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問題3：S7-200 CPU內(nèi)的程序是否具有掉電保持特性,？
回答：S7-200 CPU內(nèi)的程序塊下載時,，會同時下載到EEPROM中，也就是說程序下載后,，將保持,。同樣，系統(tǒng)塊和數(shù)據(jù)塊下載時,，也會同時下載到EEPROM中,。

問題4：S7-200 CPU內(nèi)部的數(shù)據(jù)的掉電保持特性？
回答：S7-200系統(tǒng)手冊第四章——“PLC基本概念”一章中“理解S7--200如何保存和存儲數(shù)據(jù)”一節(jié)詳細介紹了S7-200 CPU內(nèi)數(shù)據(jù)的掉電保持特性,，建議用戶仔細閱讀,。
S7-200 CPU內(nèi)的數(shù)據(jù)分為RAM區(qū)和EEPROM區(qū)。
其中,，RAM區(qū)數(shù)據(jù)需要CPU內(nèi)置的超級電容或者外插電池卡才能實現(xiàn)掉電保持特性,。
對于CPU221和CPU222的內(nèi)置超級電容，能提供典型值約50小時的數(shù)據(jù)保持,。
對于CPU224,，CPU224XP，CPU224XPsi和CPU226的內(nèi)置超級電容,，能提供典型值約100小時的數(shù)據(jù)保持,。
超級電容需要在CPU上電時充電。為達到上述指標的數(shù)據(jù)保持時間,，需要連續(xù)充電至少24小時,。
當該時間不夠時,，可以購買電池卡,，以獲得更長時間的數(shù)據(jù)保持時間,。
EEPROM區(qū)能實現(xiàn)數(shù)據(jù)保持，不依靠超級電容或者電池就可以保持數(shù)據(jù),。

問題5：S7-200 CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)的工作順序,？
回答：S7-200 CPU一上電后，CPU先去檢查RAM區(qū)域中的數(shù)據(jù),，如果在超級電容或者電池有電的情況下,，數(shù)據(jù)并未丟失，則使用該RAM區(qū)的數(shù)據(jù),；如果超級電容或者電池沒電了,，導致數(shù)據(jù)丟失，則CPU去讀EEPROM中相應的區(qū)域(包含數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)定義內(nèi)容),，如果在EEPROM中存有保持的數(shù)據(jù),，則CPU將EEPROM中的數(shù)據(jù)寫回到RAM區(qū)中,，再進行下面的工作。
如果EEPROM中也沒有對應存儲區(qū)的數(shù)據(jù)了,，則該存儲區(qū)的數(shù)據(jù)將變成0,。

問題6：S7-200 CPU電池卡的使用注意事項,？
回答：新版S7-200 CPU電池卡有兩種型號,。
對于CPU221和CPU222,，由于其中沒有實時時鐘，則對應的為時鐘電池卡,，訂貨號為：6ES7297--1AA23--0XA0。
對于CPU224,，CPU224XP,，CPU224XPsi和CPU226，電池卡僅提供電池功能,，訂貨號為：6ES7 291--8BA20--0XA0,，該款電池卡型號又叫做BC293。
電池卡的壽命典型值約為200天,，當插上電池卡后,，如果CPU處于工作狀態(tài)或者超級電容有電的情況下，并不消耗電池卡的電量,。當電池卡的電量消耗完畢之后,，該電池卡就報廢了。
S7-200電池卡不能充電,，使用完畢就不能再用了,，只能購買新的電池卡了。
S7-200沒有檢測電池卡內(nèi)剩余電量的狀態(tài)位和這種功能,。
新版S7-200 CPU電池卡不能用于老CPU,，即訂貨號為6ES7xxx-xxx21-0XB0和6ES7xxx-xxx22-0XB0以及更老版本的CPU。

圖1

以上為兩種電池卡以及所在插槽位置,。
電池卡的使用完整限制條件,，請參考《S7-200系統(tǒng)手冊》附錄A 技術(shù)規(guī)范—可選卡件一節(jié)。

問題7：S7-200 CPU內(nèi)EEPROM的使用方法,？
回答：EEPROM的寫入分為如下幾種情況：
1,、MB0—MB13的設置，只需要在系統(tǒng)塊—斷電數(shù)據(jù)保持中設置即可,。
默認情況下,，系統(tǒng)塊設置如下圖藍框中所示，即MB14—MB31,，這些區(qū)域沒有對應的EEPROM區(qū)域,，無須考慮EEPROM寫入次數(shù)限制。

圖2

MB0—MB13如果在系統(tǒng)塊中設置成掉電保持區(qū)域,，如圖2紅框中所示,，并將系統(tǒng)塊下載到CPU之后，則這14個字節(jié)的數(shù)據(jù)在掉電的瞬間會將數(shù)值寫入EEPROM中,，如果掉電時間超過超級電容和電池的保持時間之后,，再上電時，CPU會將EEPROM中存儲的數(shù)據(jù)數(shù)值寫回到RAM中對應的存儲區(qū),，實現(xiàn)保持數(shù)據(jù)的目的,。
注意：實現(xiàn)該功能一定要將修改過的系統(tǒng)塊下載到CPU中。

這些軟起動器的旁通觸點在工作時由一個集成固態(tài)滅弧系統(tǒng)保護,。 從而在故障時可防止對旁通觸點的破壞,，如線圈操作機構(gòu)或主操作彈簧的短暫的控制電壓故障、機械震動或與壽命相關(guān)的部件缺陷,。

特別強大的操作機構(gòu)的起動電流會在本地供電系統(tǒng)上施加一個不可控制的負荷,。軟起動器通過其電壓軟起動降低了該起動電流。通過可調(diào)電流限值功能,，SIRIUS 3RW40 軟起動器為供電系統(tǒng)緩解了不少壓力,。 一達到選擇的電流限值，剩下的只需設置軟起動期間的起動起點（軟起動升降率由起動電壓和軟起動時間決定）,。從此刻開始,，可通過控制軟起動器電壓以使電機電流保持為常數(shù),。可通過電機軟起動完成,、本征設備保護脫扣或電機過載保護脫扣來結(jié)束該過程,。該功能的結(jié)果就是電機的實際軟起動時間要比軟起動器上選擇的軟起動時間長。

由于集成有 電機過載保護功能 ,，并符合標準 IEC 60947-4-2,，全新軟起動器無需附加過載繼電器?？珊唵?、快速地調(diào)整電機額定電流、過載脫扣時間（操作次數(shù)）設置和電機過載保護功能復位,。使用 4 檔旋轉(zhuǎn)電位器,，可在軟起動器上設置不同的過載脫扣時間。 除了 10,、15 和 20 級,，若一個不同的電機管理控制設備用于該功能（如連接到 PROFIBUS），還可切斷電機過載保護,。

另外,，還提供有帶 晶閘管電機保護分析 功能的設備型號,，額定功率 55 kW（ 400 V 時）,。 A 型 PTC 或 Thermoclick 測量探頭都可直接連接。電機熱過載以及傳感器回路中的開路和短路都會造成直接斷開軟起動器,。若軟起動器曾經(jīng)脫扣,，與本征設備保護和電機負載保護一樣，還提供有各種復位選件,。通過復位按鈕的手動復位,，通過控制電壓的短暫斷開的自動或遠程復位。

新設備系列采用“極性平衡"控制方法,，用于保護兩相控制的軟起動器中的直流部件,。對于兩相控制軟起動器，來自兩個控制相位重疊的電流會流經(jīng)未受控制的相位,。這也是導致電機軟起動中三相電流非對稱分布的物理原因,。這雖然不受影響，但在大多數(shù)應用中仍不可忽視,。

控制功率半導體不僅導致不對稱,，在起動電壓低于電機起動電壓值的 50 % 時，還導致之前提到的直流部件產(chǎn)生嚴重的噪音,。

用于這些軟起動器的控制方法省去了軟起動相位的直流部件,，并防止了可能產(chǎn)生的制動扭矩,。該方法創(chuàng)建了在速度、扭矩和電流上升上*的電機軟起動,，從而可實現(xiàn)電機的緩和兩相起動,。同時，起動操作的聲音質(zhì)量與