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西門子6ES7151-8AB01-0AB0     西門子6ES7151-8AB01-0AB0    西門子6ES7151-8AB01-0AB0  

SIMATIC DP，IM151-8 PN/DP CPU 針對 ET200S， 192 KB 主存儲器， 內(nèi)部的 PROFINET 接口 （帶三個 RJ45 端口） 作為輸入輸出控制器，不帶電池 需要有 MMC

長沙玥勵自動化設(shè)備有限公司（西門子系統(tǒng)集成商）長期銷售西門子S7-200/300/400/1200PLC、數(shù)控系統(tǒng)、變頻器、人機界面、觸摸屏、伺服、電機、西門子電纜等，并可提供西門子維修服務(wù)，歡迎來電垂詢 

1. 概述
對于一些通訊速率和穩(wěn)定性要求不高的場合，串行通訊仍有很廣泛的應(yīng)用。西門子標準的串行通訊的解決方案為CP340、CP341、CP440、CP441，但是如果現(xiàn)場CPU有集成的PTP接口，并且不需要使用一些加載協(xié)議（例如MODBUS），使用300C CPU的集成串口也可以進行ASCII，3964(R)，RK512等協(xié)議的通訊。
以下僅以ASCII協(xié)議為例、使用485接口，介紹如何使用300C CPU的集成PTP口進行通訊。

2. 軟件環(huán)境

2.1. STEP7 V5.5
用于編寫PLC程序，此軟件需要從西門子購買，本文檔中所有的程序代碼均使用Step7 V5.5編寫。

2.2. 串口調(diào)試器
第三方的軟件，可以從網(wǎng)站上下載。
只要是支持ASCII協(xié)議串口調(diào)試軟件即可，沒有特殊要求。

3. 硬件列表

 表1 在該項目中使用的硬件

4. 組態(tài)配置

4.1. 結(jié)構(gòu)示意圖

圖1 硬件結(jié)構(gòu)圖

4.2. 硬件組態(tài)

4.2.1 在Step7中建立1個新的S7-300站點

圖2 建立新的S7-300 station

4.2.2 組態(tài)機架及CPU

圖3 選擇機架，將314C-2PTP CPU插入對應(yīng)槽位

4.3. 設(shè)置PTP的接口參數(shù)

4.3.1 選擇協(xié)議并設(shè)置起始地址（其地址默認即可）

圖4 協(xié)議選擇

4.3.2 設(shè)置該PTP接口的波特率，數(shù)據(jù)位，停止位和奇偶校驗位

圖5 設(shè)置參數(shù)

4.3.3 選擇信息結(jié)束的方式
1、 以固定的字符延遲時間作為每幀數(shù)據(jù)的結(jié)束方式；
2、 以固定的字符長度作為每幀數(shù)據(jù)的結(jié)束方式；
3、 以結(jié)束字符作為每幀數(shù)據(jù)的結(jié)束方式。

圖6 報文結(jié)束條件設(shè)置

4.3.4 根據(jù)工藝要求設(shè)置接口類型
根據(jù)工藝可以選擇RS422或RS485接口。

圖7 設(shè)置接口類型

5. 功能塊的使用及管腳定義

5.1. SFB 60 "SEND_PTP" 數(shù)據(jù)發(fā)送功能塊管腳定義

表2 SFB 60 "SEND_PTP"管腳定義

5.2. SFB 61 "RCV_PTP" 數(shù)據(jù)接收功能塊管腳定義

表3 SFB 61 "RCV_PTP"管腳定義

注：
a) SFB60中的SD_1和SFB61中的RD_1的數(shù)據(jù)格式必須使用ANY格式（例：P#DB1.DBX0.0 BYTE 10）,不能使用其它數(shù)據(jù)類型。
b) 數(shù)據(jù)發(fā)送功能塊SFB60中LEN定義的數(shù)據(jù)長度要小于等于SD_1發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)的長度。
c) 上述功能塊中的管腳DONE，NDR，STATUS，ERROR均為一個周期內(nèi)有效，若想使用這些數(shù)據(jù)需要編程進行數(shù)據(jù)讀取。

5.3. SFB 62 "RES_RCVB” 刪除接收緩沖區(qū)功能塊管腳定義

表4 SFB 62 "RES_RCVB"管腳定義

5.4. 編程舉例

5.4.1 調(diào)用對應(yīng)的通訊功能塊
進入對應(yīng)的程序塊，在左側(cè)指令樹選擇功能塊，路徑如下：
Libraries—>Standard Library—>System Function Blocks—>SFB60\SFB61。

圖8 通訊功能塊的具體位置

5.4.2 示例程序及注意事項

5.5. 實驗過程及傳輸結(jié)果
S7側(cè)發(fā)送使能為脈沖信號，將發(fā)送使能M0.0置位，然后通過發(fā)送完成信號將M0.0復(fù)位，以便下次繼續(xù)發(fā)送，S7將數(shù)據(jù)發(fā)送到對方的串口調(diào)試軟件。
S7側(cè)的接收使能為高電平信號，將接收使能M0.4置位，通過串口調(diào)試軟件將數(shù)據(jù)發(fā)送到S7側(cè)。
傳輸結(jié)果見下圖：

圖9 數(shù)據(jù)傳輸結(jié)果

5.6. 硬件接線

5.6.1 PTP接口的針腳定義

表5 PTP接口的針腳定義

5.6.2 485接口接線方式

圖10 485接口接線方式

5.6.3 422接口接線方式

 初學(xué)者入門

1.1 必要條件
> 必須有一個S7-300 站，帶電源模塊、CPU314-2 DP 和SM 338(訂貨號：6ES7 338-4BC01-0AB0)；
> STEP 7（> 4.0.2.1）必須被正確安裝在編程器上；
> 編程器已經(jīng)按照實際硬件設(shè)備，正確建立了一個S7-300 站；
> 編程器已經(jīng)通過編程介質(zhì)（如：CP5511、CP5512、CP55611 或者PC Adapte，外加通訊電纜“MPI 電纜”、“RS232 電纜”）正確連接到S7-300 站的CPU 編程口上。

1.2 端子連接圖和框圖

布線規(guī)則：
在對模板進行接線時， 應(yīng)注意以下事項：
1. 編碼器電源的接地與CPU 的接地不隔離。因此，應(yīng)將SM 338（M）的引腳2 以低阻抗連接到CPU 的接地；
2. 編碼器導(dǎo)線（引腳3-14）必須屏蔽，最好使用雙絞電纜。并將任一端的屏蔽層進行支承；
3. 為了支承SM 338 的屏蔽層，應(yīng)使用支承元件（訂貨號：6ES7 390-5AA00-0AA0）；
4. 如果超出編碼器的最大輸出電流（900 mA）， 必須連接一個外部電源。

1.3 SM338參數(shù)配置
你可以使用STEP 7 對SM 338 進行參數(shù)賦值。但必須在CPU 處于“STOP“ 模式下進行。當你設(shè)定完所有的參數(shù)后，應(yīng)將參數(shù)從編程器下載到CPU 中。當CPU 從“STOP “模式轉(zhuǎn)換為“RUN“ 模式時，CPU 即可將參數(shù)傳送到SM 338。不能通過用戶程序?qū)?shù)重新賦值。

SM 338 的參數(shù)概述：
SM 338 的可編程參數(shù)概述及其缺省值，見下表。（如果你沒有使用STEP 7 進行參數(shù)賦值，將使用缺省設(shè)置。） 注意：

注意：
> 傳輸速率和單穩(wěn)時間會影響非等時模式中絕對值編碼器值的精度；
> 在等時模式中傳輸速率和單穩(wěn)時間將影響FREEZE 功能的精度(參見編碼器制造商的技術(shù)規(guī)范)；
> 所編程的單穩(wěn)時間必須大于絕對值編碼器的單穩(wěn)時間；
> 絕對值編碼器的單穩(wěn)時間將使用以下限制：

(1/傳輸速率) < “絕對值編碼器的單穩(wěn)時間” < 64μs + 2 x (1/ 傳輸速率)

1.4 使能FREEZE 功能
用FREEZE 功能可以“ 保持“SM 338 當前的編碼值。FREEZE 功能連接到SM 338 的數(shù)字量輸入“DI 0“ 和“DI 1“。

通過“DI 0“ 和“DI 1“的沿變化(上升沿)觸發(fā)“保持“功能。通過判斷位31(輸入地址) 的狀態(tài)（0 和1），識別被保持的編碼值。一個數(shù)字量輸入可以“保持”1 個、2 個或3 個編碼器值。

必須使能FREEZE 功能，也就是說用STEP 7 進行參數(shù)賦值。（如圖）

直到FREEZE 功能結(jié)束前，將始終保持編碼器值，并可以作為結(jié)果的一個功能進行評
估。

結(jié)束FREEZE 功能可以對每個編碼器輸入結(jié)束FREEZE 功能?？梢杂肧TEP 7 運行“T PQBxyz“ ，在用戶程序中對0、1 和2 位置位來響應(yīng)該功能。響應(yīng)后，相應(yīng)的編碼器值的31 位被刪除，并重新刷新。編碼器值又可以再次被保持。一旦模板的輸出地址的響應(yīng)位被“復(fù)位” ，則編碼器值可以再次被保持。

在等時模式中，在To 時間段進行響應(yīng)。從該時間段，通過數(shù)字量輸出可以再次保持編碼器數(shù)值。

1.5 地址分配

1.5.1編碼值的數(shù)據(jù)區(qū)
SM 338 的輸入和輸出都編址為初始模板地址。在使用STEP 7 進行SM 338 組態(tài)過程中，可以確定輸入和輸出地址。

1.5.2輸入地址

1.5.3編碼器輸入的數(shù)據(jù)雙字結(jié)構(gòu)：
每個編碼器輸入的數(shù)據(jù)雙字具有如下結(jié)構(gòu)：

1.5.4輸出地址

1.5.5讀取數(shù)據(jù)區(qū)

你可以在用戶程序中， 使用STEP 7 運行L PID“xyz“(或者LAD 的“Move“指令)讀取數(shù)據(jù)區(qū)。

1.6 程序編制，編碼值的存取和保存功能使用實例
假設(shè)你想在編碼器輸入處讀取，并且評估編碼值?！俺跏寄０宓刂贰?為“256“。OB1 程序如下：

之后，你可以繼續(xù)從位存儲地址區(qū)MD 100、MD 104 和MD 108 讀取編碼值。編碼值保存在存儲雙字的位0 到位30 中。

1.7 診斷中斷程序編制本節(jié)將闡述SM 338 的診斷中斷行為。
SM 338 可以觸發(fā)診斷中斷。有關(guān)下述OB 和SFC，參見STEP 7 的在線幫助， 其中闡述更為詳細。

1.7.1使能診斷中斷
沒有預(yù)置中斷，換言之，即如果沒有相應(yīng)的參數(shù)賦值，中斷將被禁止。應(yīng)使用STEP 7 賦值中斷使能的參數(shù)。

1.7.2診斷中斷OB82 程序編制
如果你已使能診斷中斷，當前的錯誤事件（故障的初始發(fā)生）和排除故障事件（ 故障排除后的報文）都可通過中斷來報告。

CPU 可以中斷用戶程序的執(zhí)行，處理診斷中斷塊（OB 82）。在用戶程序中，你可以調(diào)用OB 82 中的SFC 51 或SFC 59，以從模板中獲得更為詳細的診斷信息。

診斷信息在OB 82 退出之前都是一致的。當OB 82 退出時，將對模板作出診斷中斷響應(yīng)。

OB82 程序如下：

2 訂貨號
6ES7 338-4BC01-0AB0

3 特點
位置檢測模板SM 338 具有以下特性：
> 連接最多3 個絕對值編碼器(SSI)，2 個數(shù)字量輸入（用于保留編碼器數(shù)值）
> 提供位置編碼器數(shù)值， 用于STEP 7 軟件程序的進一步處理；
> 可在用戶程序中處理SM 338 采集的編碼值；
> 等時模式；
> 24 VDC 額定輸入電壓；
> 與CPU 隔離；

4 所支持的編碼器類型
位置檢測模板SM 338 支持以下編碼器類型：
> 帶13 位報文幀長度的編碼器；
> 帶21 位報文幀長度的編碼器；
> 帶25 位報文幀長度的編碼器；
> 編碼器值的持續(xù)時間取決于傳輸和處理方法；
> 單穩(wěn)時間超過64μs 的編碼器不能用于SM 338 。

5 所支持的數(shù)據(jù)格式
支持格雷碼和二進制碼數(shù)據(jù)格式。

6 等時模式

6.1 硬件需求
> CPU 需要支持時鐘功能；
> DP Master 需要支持“ 等時模式“；
> DP 接口模塊（IM153-x）需要支持“等時模式“ 。

6.2 特性
> 根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置， 位置檢測模板SM 338 既可以工作在“非等時模式“，也可以工作在“等時模式“；
> 在“等時模式“下，“DP Master“和“位置檢測模板SM 338“之間，可以在“PROFIBUS DP” 通訊循環(huán)中，同步進行數(shù)據(jù)交換。所有“位置檢測模板SM 338 “的16 個信號輸入字節(jié)，保持一致、協(xié)調(diào)；
> 如果，當前“PROFIBUS DP“ 通訊循環(huán)中，由于“等時模式“失敗造成其他的錯誤。那么， 在下一個“PROFIBUS DP “通訊循環(huán)中，“位置檢測模板SM 338”可以自動恢復(fù)“等時模式“，而沒有任何的錯誤反應(yīng)；
> 如果“等時模式“失敗，“位置檢測模板SM 338“的16 個信號輸入字節(jié)，將無法自動更新。

7 檢測編碼值
絕對值編碼器以報文楨的形式向SM 338 傳送編碼值。通過SM 338 啟動報文楨的傳送。
> “非等時模式“的編碼值檢測可以隨時進行；
> 在“等時模式“的編碼值將在PROFIBUS DP 循環(huán)中的Ti 時間內(nèi)同步進行檢測。

7.1 “非等時模式“編碼值檢測
> SM 338 在每個參數(shù)化的單元時間間隔內(nèi)執(zhí)行報文楨的傳送。
> SM 338 在刷新速率的循環(huán)中，與自由運行的報文楨異步地處理檢測到的編碼值。

7.2 “等時模式“編碼值檢測
> 當在DP 主站系統(tǒng)中的等距離總線循環(huán)被激活，以及DP 從站與DP 循環(huán)同步時， 將自動執(zhí)行同步編碼值的檢測；
> SM 338 在每個PROFIBUS DP 循環(huán)的Ti 時間執(zhí)行報文楨的傳送；
> SM 338 以PROFIBUS DP 循環(huán)的時鐘速率處理所傳送的編碼值。

8 格雷碼與二進制碼的轉(zhuǎn)換
當設(shè)置為格雷碼時，絕對值編碼器以格雷碼形式提供的編碼值轉(zhuǎn)換為二進制碼。當設(shè)置為二進制碼時，所發(fā)送的編碼值將不進行轉(zhuǎn)換。

9 傳送的編碼器值和規(guī)格化
被傳送的編碼器值，包括絕對值編碼器的編碼器位置。根據(jù)所使用的編碼器，位于編碼器位置之前和之后的其它位、連同編碼器位置一起傳送。

為了讓SM 338 識別編碼器位置， 應(yīng)指定：
> 位置(0 至12)；
> 步/分辨率。

編碼器值標準化舉例：
例如，當使用單圈編碼器時，2（的9 次方冪）步=512 步/分辨率(分辨率/360°)。
在STEP 7 中進行下列參數(shù)設(shè)置
> 編碼器絕對值：13
> 位標準化：4 個位置
> 步/分辨率：512

10 SM 338 的錯誤診斷

SM 338 可以提供所有診斷報文，而無需其它操作。

10.1 在STEP 7 中診斷報文后的動作
每個診斷報文都會致使以下動作：

> 診斷報文被輸入到模板的診斷中， 并傳送到CPU；
> 模板中的SF 指示燈亮；
> 如果你已使用STEP 7 對“使能診斷中斷“進行了編程， 將觸發(fā)一個診斷中斷，并調(diào)用OB 82。

10.2 讀出診斷報文

你可以通過用戶程序中的SFC，讀出詳細的診斷報文（參見附錄“信號模板的診斷數(shù)據(jù)”）。在模板診斷中，你可以查看STEP 7 中的故障原因（參見STEP 7 的在線幫助）。

10.3 SF 指示燈指示的診斷報文
> SM 338 通過SF 指示燈（組故障指示燈）指示錯誤。只要SM 338 一觸發(fā)診斷報文，SF 指示燈就亮。當所有錯誤被排除之后，指示燈就熄滅。
> 如果出現(xiàn)外部故障（傳感器電源短路），組故障（SF）指示燈也亮，與CPU 的運行狀態(tài)無關(guān)（如果通電）。
> 在啟動時以及SM 338 自測試時，SF 指示燈都亮一下。

10.4 SM 338；POS-INPUT 的診斷報文

下表概述了SM 338 的診斷報文

10.5 故障原因及排除

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