西門子6ES7513-1FL01-0AB0

6ES7513-1FL01-0AB0 SIMATIC S7-1500F, CPU 1513F-1 PN, CENTRAL PROCESSING UNIT WITH WORKING MEMORY 450 KB FOR PROGRAM AND 1.5 MB FOR DATA, 1. INTERFACE: PROFINET IRT WITH 2 PORT SWITCH, 40 NS BIT-PERFORMANCE, SIMATIC MEMORY CARD NECESSARY

SIEMENS西門子

聯(lián)系人：羅方振

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公司主營：西門子數(shù)控系統(tǒng),S7-200PLC S7-300PLC S7-400PLC S7-1200PLC 6ES5 ET200 人機(jī)界面,變頻器,DP總線,MM420 變頻器MM430 變頻器MM440 6SE70交流工程調(diào)速變頻器6RA70直流調(diào)速裝置 SITOP電源,電線電纜,數(shù)控備件,伺服電機(jī)等工控產(chǎn)品。電話:021-31668773   手機(jī)：13611925493  商務(wù)QQ：993213445

概述：

TM Count 2x24V，訂貨號： 6ES7550-1AA00-0AB0 是一個能夠提供雙通道計數(shù)、測量以及位置反饋功能的工藝模塊。

圖01. TM Count 2x24V 模塊視圖

工藝模塊 TM Count 2x24V 的主要屬性：

1. 支持的編碼器/信號類型：

• 24 V 增量編碼器；
• 具有方向信號的 24 V 脈沖編碼器；
• 不具有方向信號的 24 V 脈沖編碼器；
• 用于向上和向下計數(shù)脈沖的 24 V 脈沖編碼器；

1. 支持的技術(shù)功能：

• 高速計數(shù)
• 測量 (頻率, 速度, 脈沖周期)
• 作為運動控制的位置反饋

1. 集中式應(yīng)用/分布式應(yīng)用：

• 可以在 S7-1500 自動化系統(tǒng)中集中使用工藝模塊。
• 可以通過 ET 200MP 分布式 I/O 的接口模塊在分布式系統(tǒng)中使用工藝模塊，如在 S7-300/400 系統(tǒng)中的分布式運行或者在第三方系統(tǒng)中的分布式運行。

工藝模塊 TM Count 2x24V 的接線：

工藝模塊 TM Count 2x24V 可以接兩路 24V 脈沖信號編碼器，每個通道同時提供了三個數(shù)字量輸入和兩個數(shù)字量輸出信號，具體接線方式請參考圖02 和圖03。



圖02. TM Count 2x24V 端子分配


圖03. TM Count 2x24V 模塊的接線

在本例中，使用的是帶有方向信號的 24V 脈沖編碼器，所以將脈沖信號接到模塊的1號端子，將方向信號接到模塊的2號端子。 

計數(shù)功能概述：

計數(shù)是指對事件進(jìn)行記錄和統(tǒng)計，工藝模塊的計數(shù)器 捕獲編碼器信號和脈沖，并對其進(jìn)行相應(yīng)的評估。可以使用編碼器或脈沖信號或通過用戶程序指定計數(shù)的方向。也可以通過數(shù)字量輸入控制計數(shù)過程。模塊內(nèi)置的比 較值功能可在定義的計數(shù)值處準(zhǔn)確切換數(shù)字量輸出（不受用戶程序及 CPU 掃描周期的影響）。

計數(shù)功能組態(tài)實例：

    1. 本文中所使用的系統(tǒng)硬件及軟件信息：

1. 硬件配置：

首先將項目切換到項目視圖，然后從左側(cè)的硬件目錄中找到：工藝模塊->計數(shù)->TM Count 2x24V, 并將計數(shù)模塊拖拽到設(shè)備機(jī)架上（圖04）；


圖04. TM Count 2x24V 硬件配置 01

在模板下方點擊屬性，進(jìn)入模板的基本參數(shù)設(shè)置界面，將通道 0 的工作模式選擇為：通過工藝對象組態(tài)通道（圖05）；


圖05. TM Count 2x24V 硬件配置 02

1. 組態(tài)工藝對象：

硬件配置完成后需要組態(tài)計數(shù)器的工藝對象。首先從左側(cè)的項目樹中，選擇工藝對象下面的：插入新對象（圖06）；

圖06. 插入新對象

在插入新對象時選擇：計數(shù)和測量，并填入對象名稱（圖07）；

圖07. 選擇新對象類型

插 入對象后，在左側(cè)的項目樹下就能看到新建的計數(shù)器工藝對象，選擇這個計數(shù)器工藝對象，點擊“組態(tài)”即可在中間的工作區(qū)域看到工藝對象的參數(shù)配置界面。參數(shù)界面可以通過 狀態(tài)圖標(biāo)反映出參數(shù)分配狀態(tài)：紅色圖標(biāo)表示參數(shù)里包含錯誤或者不可用的參數(shù)；綠色圖標(biāo)表示配置里面包含手動修改過得可用參數(shù)；藍(lán)色圖標(biāo)表示系統(tǒng)默認(rèn)可用的 配置參數(shù)（圖08）；

圖08. 組態(tài)工藝對象

在工藝對象的基本參數(shù)中，首先需要給這個計數(shù)器工藝對象分配一個硬件，也就是前面組態(tài)的高速計數(shù)模塊，并選擇相應(yīng)的模塊通道，完成工藝對象與硬件的關(guān)聯(lián)（圖09）；

圖09. 為工藝對象分配硬件

在計數(shù)器輸入?yún)?shù)中選擇輸入信號的類型，可選擇的類型參見下表，在附加參數(shù)里面還可以選擇對脈沖的濾波和傳感器類型（圖10），可以支持的信號類型請參見表01

圖10. 選擇計數(shù)器工藝對象的信號類型

計數(shù)器工藝對象支持的信號類型：

圖例	名稱	信號類型
	增量編碼器（A、B 相差）	帶有 A 和 B 相位差信號的增量編碼器。
	增量編碼器（A、B、N）	帶有 A 和 B 相位差信號以及零信號 N 的增量編碼器。
	脈沖 (A) 和方向 (B)	帶有方向信號（信號 B）的脈沖編碼器（信號 A）。
	單相脈沖 (A)	不帶方向信號的脈沖編碼器（信號 A）。可以通過控制接口指定計數(shù)方向。
	向上計數(shù) (A)，向下計數(shù) (B)	向上計數(shù)（信號 A）和向下計數(shù)（信號 B）的信號。

表01. 計數(shù)器工藝對象支持的信號類型

在計數(shù)器特性里面可以配置計數(shù)器的起始值，上下極限值和計數(shù)值到達(dá)極限時的狀態(tài)，以及門啟動時計數(shù)值的狀態(tài)。在本例中設(shè)置起始值為0，上下極限為+/-10000，設(shè)置當(dāng)計數(shù)值到達(dá)極限時計數(shù)器將停止，并且將計數(shù)值重置為起始值，將門功能設(shè)置為繼續(xù)計數(shù)（圖11）。

圖11.  設(shè)置計數(shù)器的上下限及門功能

1. 組態(tài) DO 在計數(shù)值大于比較值時輸出：

該 計數(shù)模塊內(nèi)置了兩個比較器，可以將計數(shù)值與預(yù)設(shè)的比較值之間進(jìn)行比較，在 DO 特性里面可以設(shè)置計數(shù)模塊本體的兩個數(shù)字量輸出根據(jù)比較器的狀態(tài)做相應(yīng)的響應(yīng)。在本例中，將 DQ0 設(shè)置為當(dāng)計數(shù)值大于比較值且小于上限值時輸出，也就是當(dāng)計數(shù)值大于1000且小于10000的時候，第一個數(shù)字量DQ 會輸出為 1 ，同時，比較器的狀態(tài)還可以在后面的程序塊輸出管腳的“CompResult”中顯示（圖12）。該參數(shù)界面還可以設(shè)置DO更多的響應(yīng)特性，具體細(xì)節(jié)請參 見模板手冊。

圖12.  組態(tài) DO 在計數(shù)值大于比較值時輸出

1. 調(diào)試工藝對象：

計 數(shù)功能中必要的參數(shù)基本配置完畢，其他功能如數(shù)字量輸入/輸出，測量等，可根據(jù)實際需要來做一定的修改，具體功能和使用方法請參考功能手冊。接下來進(jìn)入計 數(shù)功能的調(diào)試階段。計數(shù)工藝對象提供了一個可以調(diào)試的控制面板，在這個調(diào)試界面下可以進(jìn)行計數(shù)器的基本操作和錯誤診斷。需要注意的是，使用調(diào)試界面前，需 要先在主程序中調(diào)用高速計數(shù)功能塊才能正常使用。

將主畫面切換到 OB1 編輯界面，從右側(cè)的指令列表里面找到工藝類->計數(shù)和測量，找到 High_Speed_Counter 功能塊并拖拽到程序段中，并在背景數(shù)據(jù)塊中選擇之前建立的計數(shù)器工藝對象（圖13）：

圖13. 在程序中調(diào)用功能塊

將項目存盤編譯并下載之后，可以通過項目樹或者功能塊的快捷圖標(biāo)進(jìn)入到工藝對象的調(diào)試功能（圖14）；

圖14. 在程序中調(diào)用功能塊

進(jìn) 入調(diào)試界面后，首先點擊左上角的在線圖標(biāo)切換到在線模式，在在線模式下首先要使能軟件門”SwGate”，然后觀察反饋的門狀態(tài)”StatusGate” 是否為 TRUE，如果為 TRUE 說明計數(shù)器已經(jīng)開始工作，這時候如果有外部脈沖信號的話，計數(shù)器將進(jìn)行計數(shù)并將計數(shù)值反饋到”CountValue”處（圖15）。

圖15. 計數(shù)器工藝對象的調(diào)試界面

1. 故障診斷：
   可以通過項目樹或功能塊上的快捷圖標(biāo)切換到診斷界面。在診斷界面可以看到錯誤的ID、描述和相關(guān)的狀態(tài)位（圖16）：

圖16. 計數(shù)器工藝對象的診斷界面

1. 編程：

如果調(diào)試面板沒有問題可以回到程序塊進(jìn)行編程，程序塊的管腳及使用方法與之前的調(diào)試面板完全一致，所以非常方便的參考調(diào)試面板進(jìn)行編程（圖17），工藝功能塊的部分主要參數(shù)及功能請參見表02。


圖17. 高速計數(shù)程序功能塊

計數(shù)器工藝功能的主要參數(shù)：

表02. 計數(shù)器工藝功能的主要參數(shù)

    7. 通過用戶程序修改實際計數(shù)值：

在很多情況下都有可能需要人工修改一下當(dāng)前的實際計數(shù)值，這需要首先將要修改的值傳送到工藝DB的新計數(shù)值"NewCountValue"中，然后置位功能塊輸入管腳“SetCountValue” 則新計數(shù)值生效（圖18）。具體步驟如下：

(1). 選中左面項目樹的"High_Speed_Couter"工藝對象；
(2). 展開下面的詳細(xì)視圖，則可以看到工藝DB中的所有變量；
(3). 找到"NewCountValue"變量，并將其拖拽到用戶程序的傳送指令輸出端；
(4). 將新的計數(shù)值傳送到"NewCountValue"；
(5). 置位功能塊輸入管腳“SetCountValue” ；
(6). 新的計數(shù)值生效。


圖18. 通過用戶程序修改實際計數(shù)值

    8. 通過用戶程序修改比較值：

同修改實際計數(shù)值的方法類似，用戶也可以通過用戶程序修改該組態(tài)里面預(yù)制的比較值（圖19），具體步驟如下：

(1). 選中左面項目樹的"High_Speed_Couter"工藝對象；
(2). 展開下面的詳細(xì)視圖，則可以看到工藝DB中的所有變量；
(3). 找到"NewReferenceValue0"變量，并將其拖拽到用戶程序中進(jìn)行賦值；
(4). 找到"SetReferenceValue0"變量，并將其拖拽到用戶程序中進(jìn)行置位，就可以將剛剛修改的新比較值寫到計數(shù)器模塊中。


圖19. 通過用戶程序修改比較值

    9. 查看工藝對象 DB 中的所有變量

上 述查找工藝對象變量的方法適用于 STEP 7 TIA Protal V13 以上版本，之前的版本可以通過鼠標(biāo)右鍵點擊工藝對象名稱，選則最下面的"打開 DB 編輯器" ，這樣可以通過數(shù)據(jù)視圖顯示工藝對象 DB 里面的所有變量，使用變量的時候可以在用戶程序中直接敲入相應(yīng)的變量名即可（圖20）。


圖20. 查看工藝對象 DB 中的所有變量

文章聲明：

本文僅針對 TM 2x24V 工藝模塊的計數(shù)功能進(jìn)行簡單的描述，目的是為了能夠讓第一次接觸該模塊的用戶能夠快速的了解一些基本功能，本文無法替代 TM 2x24V 工藝模塊的相關(guān)硬件手冊和功能手冊。更多關(guān)于該模塊的功能和使用信息請通過條目號 59193105 和 59709820 下載硬件和功能手冊。v1. HART變量的基本概念與基本使用

1.1 簡介
HART (Highway Addressable Remote Transducer)，可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議, HART協(xié)議使用FSK技術(shù)，在4~20mA信號過程量上疊加一個頻率信號，成功的實現(xiàn)模擬信號和數(shù)字信號雙向通訊，而不互相干擾。
HART 模擬量模塊是指除了可以提供模擬量數(shù)值外，還可以提供 HART 通訊功能的模擬量模塊。HART 模擬量模塊可以用于PROFIBUS-DP 的分布式 I/O 從站中。（使用6ES7153-2BA02-0AB0及更高版本或6ES7153-2BB02-0AB0及更高版本的接口模塊作為連接 PROFIBUS-DP 的從站接口）。

1.2 多變量讀取
在實際應(yīng)用中通常用SFC58，SFC59進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄的讀寫實現(xiàn)多變量的讀取。但6ES7153-2BA02-0AB0 或更高版本可以使用HART變量直接進(jìn)行多變量的讀取。

1.3 HART變量
基本要求：IM 153-2（6ES7153-2BA02-0AB0 或更高版本）和 STEP 7（V5.4 SP3 或更高版本）
地址分配：HART 模塊占用 16 個輸入/輸出字節(jié)。 如果組態(tài) HART 變量，該模塊將為每個 HART變量分配5 個字節(jié)，其中4個字節(jié)表示過程值，一個字節(jié)表示質(zhì)量代碼。
HART變量數(shù)量：6ES7153-2BA02-0AB0模塊可以最多分配 8 個 HART 變量，每個通道的HART 變量不超過 4 個。 您可以在模塊的屬性對話框中為通道分配 HART 變量。
IO資源：如果使用全部 8 個 HART 變量，則 每個HART 模擬量輸入模塊總共占用 56 個輸入/輸出字節(jié)（16 個字節(jié) + 8 x 5 個字節(jié) = 56 個字節(jié)）。“無”組態(tài)不占用其它輸入字節(jié)。
組態(tài) HART 變量：可以在 STEP 7 HW Config 中分配 HART 變量。
多變量：PV，SV，TV，QV
● PV（Primary Variable，主變量）
● SV（Secundary Variable，二級變量）
● TV（Teritary Variable，三級變量）
● QV（Quatenary，四級變量）

HART變量結(jié)構(gòu)：

圖1

質(zhì)量代碼含義：

 表1

1.4 直接讀取HART變量的條件：
(1) IM支持這種通訊方式
(2) 模板信息中有hart variables的可以支持
(3) 儀表本身也要能支持多變量
只有在三者滿足的情況下才可以通訊成功。

接口模板是否支持直接讀取HART變量請參見下圖：
6ES7153-2BA02-0AB0:

圖2

6ES7153-2BA01-0AB0:

圖3

HART 模擬量模塊是否支持直接讀取HART變量請參見下圖：
其中6ES7331-7TF01-0AB0支持。6ES331-7TF00-0AB0不支持。

圖4

2. 工程實例

2.1 軟硬件列表

表2

2.2 HART模板接線方法：
對于6ES7331-7TF01-0AB0模板和HART儀表的接線，請參見下圖：
(1)、紅色線為 +24V，黑色線為 0V。
(2)、黃色信號線為S+，棕色信號線為S-。
在例程中使用的HART儀表為兩線制，此時需要短接10，11。如果為四線制則不需要，具體接線請參考模板手冊。

圖5

2.3 硬件組態(tài)步驟：

a. 使用Step7 v5.4 創(chuàng)建300主站項目，在硬件組態(tài)窗口依訂貨號添加背板、電源、CPU、343-1模塊。參見下圖：

圖6

b. 雙擊DP接口，添加DP網(wǎng)絡(luò)并定義網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。參見下圖：

圖7

c. 添加訂貨號為6ES7153-2BA02-0AB0的DP從站，并定義地址為8。參見下圖：

圖8

d. 在8號從站插槽中中添加訂貨號為6ES7331-7TF01-0AB0的HART模擬量模板，并在通道4.0添加一個現(xiàn)場設(shè)備。參見下圖：

圖9

地址分配列表：例程使用了4.0通道，即PIW272

	4.0	4.1	4.2	4.3	4.4	4.5	4.6	4.7
PIW	272	274	276	278	280	282	284	286

表3

e. 雙擊HART模擬量模板，在Inputs標(biāo)簽頁定義傳感器類型。參見下圖配置：

圖10

f. 在HART variables標(biāo)簽頁定義HART變量，例程使用了前4個HART變量。

HART變量分配列表：
Variable 1為通道0的PV值，地址為PID288
Variable 2為通道0的SV值，地址為PID293
Variable 3為通道0的TV值，地址為PID298
Variable 4為通道0的QV值，地址為PID303
參見下圖配置：

圖11

g. 至此，組態(tài)完成，編譯保存并退出硬件組態(tài)界面。
h. 在程序塊中添加OB82、OB86、OB122冗錯塊。參見下圖：

圖12

i. 在程序塊中添加變量表，并添加通道地址以及HART變量地址。參見下圖：

圖13

j. 至此，保存項目并下載至CPU。

2.4 測試
打開變量表，在線監(jiān)控通道模擬量值(通道電流值)以及HART變量實際值。請參看下圖：

圖14

3 總結(jié)
使用擴(kuò)展的用戶接口(HART變量)可以直接在程序中使用IO進(jìn)行變量的讀取，節(jié)省通訊時間，但是占用大量IO區(qū)。
注意：對于多變量所針對的實際的物理意義需要參考設(shè)備手冊，如果需要對HART設(shè)備參數(shù)設(shè)定則需要使用PDM軟件及EDD文件進(jìn)一步操作。在此僅對HART變量的使用進(jìn)行說明。關(guān)于HART更多信息請參考文檔《ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備 HART 模擬模塊》。

引用聲明

1. ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備 HART 模擬模塊 22063748