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 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

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公司主營(yíng)：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(hào)： 6ES7550-1AA00-0AB0 是一個(gè)能夠提供雙通道計(jì)數(shù)、測(cè)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(hào)類型：

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

1. 支持的技術(shù)功能：

• 高速計(jì)數(shù)
• 測(cè)量 (頻率, 速度, 脈沖周期)
• 作為運(yùn)動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)中集中使用工藝模塊。
• 可以通過(guò) 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(yùn)行或者在第三方系統(tǒng)中的分布式運(yùn)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(hào)編碼器，每個(gè)通道同時(shí)提供了三個(gè)數(shù)字量輸入和兩個(gè)數(shù)字量輸出信號(hào)，具體接線方式請(qǐng)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(hào)的 24V 脈沖編碼器，所以將脈沖信號(hào)接到模塊的1號(hào)端子，將方向信號(hào)接到模塊的2號(hào)端子。 

計(jì)數(shù)功能概述：

計(jì)數(shù)是指對(duì)事件進(jìn)行記錄和統(tǒng)計(jì)，工藝模塊的計(jì)數(shù)器 捕獲編碼器信號(hào)和脈沖，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)估?？梢允褂镁幋a器或脈沖信號(hào)或通過(guò)用戶程序指定計(jì)數(shù)的方向。也可以通過(guò)數(shù)字量輸入控制計(jì)數(shù)過(guò)程。模塊內(nèi)置的比 較值功能可在定義的計(jì)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(jì)數(shù)功能組態(tài)實(shí)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(xiàng)目切換到項(xiàng)目視圖，然后從左側(cè)的硬件目錄中找到：工藝模塊->計(jì)數(shù)->TM Count 2x24V, 并將計(jì)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(diǎn)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(guò)工藝對(duì)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(duì)象：

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

圖06. 插入新對(duì)象

在插入新對(duì)象時(shí)選擇：計(jì)數(shù)和測(cè)量，并填入對(duì)象名稱（圖07）；

圖07. 選擇新對(duì)象類型

插 入對(duì)象后，在左側(cè)的項(xiàng)目樹下就能看到新建的計(jì)數(shù)器工藝對(duì)象，選擇這個(gè)計(jì)數(shù)器工藝對(duì)象，點(diǎn)擊“組態(tài)”即可在中間的工作區(qū)域看到工藝對(duì)象的參數(shù)配置界面。參數(shù)界面可以通過(guò) 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(cuò)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(dòng)修改過(guò)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(duì)象

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

圖09. 為工藝對(duì)象分配硬件

在計(jì)數(shù)器輸入?yún)?shù)中選擇輸入信號(hào)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(duì)脈沖的濾波和傳感器類型（圖10），可以支持的信號(hào)類型請(qǐng)參見表01

圖10. 選擇計(jì)數(shù)器工藝對(duì)象的信號(hào)類型

計(jì)數(shù)器工藝對(duì)象支持的信號(hào)類型：

圖例	名稱	信號(hào)類型
	增量編碼器（A、B 相差）	帶有 A 和 B 相位差信號(hào)的增量編碼器。
	增量編碼器（A、B、N）	帶有 A 和 B 相位差信號(hào)以及零信號(hào) N 的增量編碼器。
	脈沖 (A) 和方向 (B)	帶有方向信號(hào)（信號(hào) B）的脈沖編碼器（信號(hào) A）。
	單相脈沖 (A)	不帶方向信號(hào)的脈沖編碼器（信號(hào) A）?？梢酝ㄟ^(guò)控制接口指定計(jì)數(shù)方向。
	向上計(jì)數(shù) (A)，向下計(jì)數(shù) (B)	向上計(jì)數(shù)（信號(hào) A）和向下計(jì)數(shù)（信號(hào) B）的信號(hào)。

表01. 計(jì)數(shù)器工藝對(duì)象支持的信號(hào)類型

在計(jì)數(shù)器特性里面可以配置計(jì)數(shù)器的起始值，上下極限值和計(jì)數(shù)值到達(dá)極限時(shí)的狀態(tài)，以及門啟動(dòng)時(shí)計(jì)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(jì)數(shù)值到達(dá)極限時(shí)計(jì)數(shù)器將停止，并且將計(jì)數(shù)值重置為起始值，將門功能設(shè)置為繼續(xù)計(jì)數(shù)（圖11）。

圖11.  設(shè)置計(jì)數(shù)器的上下限及門功能

1. 組態(tài) DO 在計(jì)數(shù)值大于比較值時(shí)輸出：

該 計(jì)數(shù)模塊內(nèi)置了兩個(gè)比較器，可以將計(jì)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(jì)數(shù)模塊本體的兩個(gè)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(jì)數(shù)值大于比較值且小于上限值時(shí)輸出，也就是當(dāng)計(jì)數(shù)值大于1000且小于10000的時(shí)候，第一個(gè)數(shù)字量DQ 會(huì)輸出為 1 ，同時(shí)，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(qǐng)參 見模板手冊(cè)。

圖12.  組態(tài) DO 在計(jì)數(shù)值大于比較值時(shí)輸出

1. 調(diào)試工藝對(duì)象：

計(jì) 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(cè)量等，可根據(jù)實(shí)際需要來(lái)做一定的修改，具體功能和使用方法請(qǐng)參考功能手冊(cè)。接下來(lái)進(jìn)入計(jì) 數(shù)功能的調(diào)試階段。計(jì)數(shù)工藝對(duì)象提供了一個(gè)可以調(diào)試的控制面板，在這個(gè)調(diào)試界面下可以進(jìn)行計(jì)數(shù)器的基本操作和錯(cuò)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(jì)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(jì)數(shù)和測(cè)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(jì)數(shù)器工藝對(duì)象（圖13）：

圖13. 在程序中調(diào)用功能塊

將項(xiàng)目存盤編譯并下載之后，可以通過(guò)項(xiàng)目樹或者功能塊的快捷圖標(biāo)進(jìn)入到工藝對(duì)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(diǎn)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(shuō)明計(jì)數(shù)器已經(jīng)開始工作，這時(shí)候如果有外部脈沖信號(hào)的話，計(jì)數(shù)器將進(jìn)行計(jì)數(shù)并將計(jì)數(shù)值反饋到”CountValue”處（圖15）。

圖15. 計(jì)數(shù)器工藝對(duì)象的調(diào)試界面

1. 故障診斷：
   可以通過(guò)項(xiàng)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(cuò)誤的ID、描述和相關(guān)的狀態(tài)位（圖16）：

圖16. 計(jì)數(shù)器工藝對(duì)象的診斷界面

1. 編程：

如果調(diào)試面板沒(méi)有問(wèn)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(qǐng)參見表02。


圖17. 高速計(jì)數(shù)程序功能塊

計(jì)數(shù)器工藝功能的主要參數(shù)：

表02. 計(jì)數(shù)器工藝功能的主要參數(shù)

    7. 通過(guò)用戶程序修改實(shí)際計(jì)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(shí)際計(jì)數(shù)值，這需要首先將要修改的值傳送到工藝DB的新計(jì)數(shù)值"NewCountValue"中，然后置位功能塊輸入管腳“SetCountValue” 則新計(jì)數(shù)值生效（圖18）。具體步驟如下：

(1). 選中左面項(xiàng)目樹的"High_Speed_Couter"工藝對(duì)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(jì)數(shù)值傳送到"NewCountValue"；
(5). 置位功能塊輸入管腳“SetCountValue” ；
(6). 新的計(jì)數(shù)值生效。


圖18. 通過(guò)用戶程序修改實(shí)際計(jì)數(shù)值

    8. 通過(guò)用戶程序修改比較值：

同修改實(shí)際計(jì)數(shù)值的方法類似，用戶也可以通過(guò)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(xiàng)目樹的"High_Speed_Couter"工藝對(duì)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(jì)數(shù)器模塊中。


圖19. 通過(guò)用戶程序修改比較值

    9. 查看工藝對(duì)象 DB 中的所有變量

上 述查找工藝對(duì)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(guò)鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊工藝對(duì)象名稱，選則最下面的"打開 DB 編輯器" ，這樣可以通過(guò)數(shù)據(jù)視圖顯示工藝對(duì)象 DB 里面的所有變量，使用變量的時(shí)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(duì)象 DB 中的所有變量

文章聲明：

本文僅針對(duì) TM 2x24V 工藝模塊的計(jì)數(shù)功能進(jìn)行簡(jiǎn)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(wú)法替代 TM 2x24V 工藝模塊的相關(guān)硬件手冊(cè)和功能手冊(cè)。更多關(guān)于該模塊的功能和使用信息請(qǐng)通過(guò)條目號(hào) 59193105 和 59709820 下載硬件和功能手冊(cè)。v1. HART變量的基本概念與基本使用

1.1 簡(jiǎn)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(hào)過(guò)程量上疊加一個(gè)頻率信號(hào)，成功的實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)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(shí)際應(yīng)用中通常用SFC58，SFC59進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄的讀寫實(shí)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(gè)輸入/輸出字節(jié)。 如果組態(tài) HART 變量，該模塊將為每個(gè) HART變量分配5 個(gè)字節(jié)，其中4個(gè)字節(jié)表示過(guò)程值，一個(gè)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(gè) HART 變量，每個(gè)通道的HART 變量不超過(guò) 4 個(gè)。 您可以在模塊的屬性對(duì)話框中為通道分配 HART 變量。
IO資源：如果使用全部 8 個(gè) HART 變量，則 每個(gè)HART 模擬量輸入模塊總共占用 56 個(gè)輸入/輸出字節(jié)（16 個(gè)字節(jié) + 8 x 5 個(gè)字節(jié) = 56 個(gè)字節(jié)）?！盁o(wú)”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(jí)變量）
● TV（Teritary Variable，三級(jí)變量）
● QV（Quatenary，四級(jí)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(qǐng)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(qǐng)參見下圖：
其中6ES7331-7TF01-0AB0支持。6ES331-7TF00-0AB0不支持。

圖4

2. 工程實(shí)例

2.1 軟硬件列表

表2

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

圖5

2.3 硬件組態(tài)步驟：

a. 使用Step7 v5.4 創(chuàng)建300主站項(xiàng)目，在硬件組態(tài)窗口依訂貨號(hào)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(hào)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(hào)從站插槽中中添加訂貨號(hào)為6ES7331-7TF01-0AB0的HART模擬量模板，并在通道4.0添加一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)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(yè)定義傳感器類型。參見下圖配置：

圖10

f. 在HART variables標(biāo)簽頁(yè)定義HART變量，例程使用了前4個(gè)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(cuò)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(xiàng)目并下載至CPU。

2.4 測(cè)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(shí)際值。請(qǐng)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(shí)間，但是占用大量IO區(qū)。
注意：對(duì)于多變量所針對(duì)的實(shí)際的物理意義需要參考設(shè)備手冊(cè)，如果需要對(duì)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(duì)HART變量的使用進(jìn)行說(shuō)明。關(guān)于HART更多信息請(qǐng)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