西门子CPU模块

上海朕锌电气设备有限公司

西门子CPU模块

1. 概述
ET200S 功能模块主要包括四种类型：模块1Count24V/100kHz, 1Count5V/500kHz, 1SSI 和 2 PULSE。本文主要针对初次使用 2 PULSE 功能模块的用户，介绍 2 PULSE 两路脉冲输出功能模块的功能、配置及简单编程。但是本文无法取代 ET200S 功能模块手册《ET 200S Technological Functions》。建议用户通过此文档掌握该模块的初步调试和使用方法后，仔细阅读模块手册《ET 200S Technological Functions》，进一步加深对ET200S 功能模块的理解。

2. 模板介绍

图 1 2 PULSE 模块外形

模板订货号：6ES7 138-4DD00-0AB0
模板功能：该模块可以产生脉冲信号对被控对象进行控制。
工作模式：脉冲输出模式；脉宽调制(PWM)模式；脉冲串模式；On/Off延时模式。
模板主要属性：输出脉冲个数：2；输出脉冲电压：24V；输出脉冲较大频率：2.5kHz

3. 模板接线图

图 2 接线端子

含义：
Channel 0: 端子1 到 4
Channel 1: 端子5 到 8
24 VDC：传感器电源
M：公共端
DI：输入信号
DO：输出信号

4. 硬件配置
2 PULSE 功能模板基本可以和任意ET200S 接口模块一起使用，本文中以 IM151-3PN 接口模块为例。

主要软、硬件列表：

表 1 软硬件配置

图 3 系统配置图

5. 硬件组态及参数配置
按照图 3 通过网线连接 CPU315-2PN/DP 与 IM151-3PN 的PN 接口并将 ET200S 站的I/O 模板和功能模板安装好，正确连接电源线和信号线。
打开 STEP7，在管理器中新建一个项目，插入相应的 S7-300 站，进入硬件配置界面，配置 PN I/O 和其他相关模块（图 4）。由于本文主要介绍 ET200S 2 PULSE 模块，其他配置过程不在详细描述，如有关于 PN I/O 配置的问题请参阅相关手册和说明，

图 4 硬件组态

ET200S 2 PULSE 模块参数配置界面：

图 5 2 PULSE 模块参数界面

其中参数含义：
1. 组诊断；
2. CPU/主站停机时输出的状态：可以选择继续工作、使用替代值等模式；
3. 通道编号 0；
4. DO 诊断：可以诊断输出断线、短路等；
5. 替代值：配合参数 2 使用；
6. 运行模式：更改 2 PULSE 输出模式，包括脉冲输出，脉宽调制(PWM)，脉冲串，On/Off 延时等模式；
7. PWM(脉宽调制)的输出模式：可以使用千分数或者S7 模拟量格式的值；
8. 时基：后面所有跟时间相关的参数都以该参数为时间单位；
9. DI 数字量输入的功能：可作为普通输入和硬件使能使用；
10. 接通延时；
11. 较小/脉冲时间；
12. 周期时间；
13. 通道编号 1；
将项目配置好后，存盘编译并下载，参数配置随即生效。

6. 编程
该模板跟很多其他的 ET200S 功能模板类似，都是通过外部 I/O 直接对模板进行控制和反馈。ET200S 2 PULSE 模块输入/输出分配详见表 2，表 3：
控制信号（输出）：

表 2 输出地址分配

反馈信号（输入）

西门子CPU模块
表 3 输入地址分配

为了便于对该模板地址中的位、字节、字等地址的读写，我们根据模板的硬件地址将需要的输入/输出地址通过程序映射到一个接口 DB 块中，以后的操作都针对该 DB 块中相应的地址进行读写即可（见图 6）：

图 6 项目程序

7. 模式说明及举例

7.1.脉冲输出模式：
脉冲输出模式可以使 2 PULSE 模块在输出使能后通过一定时间的延迟后输出一个给定脉冲宽度的脉冲输出。时序请参见图 7：

图 7 脉冲输出时序图

脉冲数出参数配置：

图 8 脉冲数出参数配置

在 2 PULSE 模块参数界面，选择运行模式为 pulse output，时基为 1ms，DI 输入功能为普通输入，所以在运行的时候输出将不参考硬件使能的状态。启动延时设为 1000ms。
通过图 7 可以看出脉冲输出模式需要在程序里面给定给两个主要的数值：脉冲时间和接通延时时间，其中：
脉冲时间 = 给定数值 * 参数设定的时基
接通延时 = 延时系数 * 0.1 * 参数设定的启动延时
变量表赋值：

图 9 脉冲数出赋值变量表

根据输入/输出地址定义，将相应的值写到相应的地址中，在本例中数值为：
脉冲时间 = 2000 * 1ms= 2s
接通延时 = 10 * 0.1 * 1000ms = 1s
这时，当激活软件使能 DBX52.0 时，观察 DB2.DBX0.1 会经过 1s 的延时后输出一个 2s 宽的脉冲。

7.2.脉宽调制（PWM）模式：
在脉宽调制模式下，该模块可以输出一个脉冲序列，用户可以通过修改输出值来修改脉冲序列的脉冲宽度，可以通过系数修改脉冲的周期。时序见图 10

图 10 脉宽调制（PWM）模式时序图

脉宽调制(PWM)的参数配置

图 11 脉宽调制（PWM）模式参数配置

1. 选择运行模式为脉宽调制(PWM)；
2. 输出 PWM (脉宽调制)的输出模式：本例中使用千分数；
3. 时基为 1ms；
4. DI 为普通输入，不作为硬件使能；
5. 启动延时为 1000ms；
6. 较小脉冲宽度 10ms (调节脉冲宽度时，较小不能小于此值)；
7. 脉冲周期时间为 1000ms；
脉宽调制(PWM)模式可以在程序里面给定给两个主要的数值：脉冲宽度和脉冲周期，其中：
脉冲周期 = 周期系数 * 0.1 * 参数预设的脉冲周期
脉冲宽度 = （给定数值 / 1000） * 脉冲周期
通过变量表赋值：

图 12 脉宽调制（PWM）模式赋值变量表

根据输入/输出地址定义，将相应的值写到相应的地址中，在本例中数值为：
脉冲周期 =10 * 0.1 * 1000ms = 1s
脉冲宽度 = （500 / 1000） * 1s = 0.5s
这时，当激活软件使能 DBX52.0 时，观察 DB2.DBX 0.1 将经过 1s 的延时后输出一个占空比为 1:1 的 1Hz 频率脉冲。要改变脉冲宽度，直接修改 DB2.DBW 50 的给定值即可。

7.3.脉冲串输出模式：
在脉冲串输出模式中，该模块可以输出一个固定脉冲个数的脉冲串，用户可以定义脉冲个数和修改脉冲周期时间。时序见图：

图 13 脉冲串输出模式时序图

脉冲串输出的参数配置：

图 14 脉冲串输出模式参数配置

将参数中的运行模式更改为 pulse train，脉冲宽度赋值为 100ms，其他参数与前面模式类似。
脉冲串输出模式可以在程序里面给定给两个主要的数值：脉冲个数和脉冲周期，其中：
脉冲个数 = 给定数值
脉冲周期 = 周期系数 * 0.1 * 参数预设的脉冲周期
通过变量表赋值：

图 15 脉冲串输出模式赋值变量表

根据输入/输出地址定义，将相应的值写到相应的地址中，在本例中数值为：
脉冲周期 = 2 * 0.1 * 1000ms = 200ms
脉冲个数 = 50
这时，当激活软件使能 DBX52.0 时，观察 DB2.DBX 0.1 会经过 1s 的延时后输出 50 个周期为 200ms 的脉冲串。将该脉冲串接到计数功能模板的输入做计数，可以由图16 看到计数的结果为 50 个。要改变脉冲周期，直接修改 DB2.DBW 53 的系数值即可。

图 16 脉冲串输出模式计数测试结果

7.4.On/Off-Delay 模式
在 On/Off-Delay 输出模式下，该模块输出可以根据数字量输入的状态做延时接通和延时关断。时序见图：

图 17 On/Off-Delay 模式时序图

On/Off-Delay 的参数配置：

图 18 On/Off-Delay 模式参数配置

将参数中的运行模式更改为 on-/off-delay，并设定接通延时为 1000ms，其他参数与前面模式类似。
On/Off-Delay 模式可以在程序里面给定给两个主要的数值：关断延时时间和接通延时时间，其中：
关断延时 = 给定数值 * 参数预设的时基
接通延时 = 接通延时系数 * 0.1 * 参数预设的接通延时
通过变量表赋值：

图 19 On/Off-Delay 模式赋值变量表