定位模板 EM253 快速入门
Getting Started of Position Module EM253
Getting-Started Edition (2010 年 7 月)
摘 要
该文档主要面对初次使用定位模板 EM 253 的用户。内容包括一些调试的步骤,使用
经验,等等。但是,该文档无法取代《SIMATIC S7-200 可编程序控制器系统手册》。建
议:用户通过此文档掌握了初步调试和使用模板的方法以后,还是要认真、仔细阅读
《SIMATIC S7-200 可编程序控制器系统手册》第9 章,进一步加深对定位模板 EM 253 的
理解。通过该文档,希望对初次使用定位模板 EM 253 的用户,可以起到帮助入门的作用。
定位模板 EM 253 模板的使用者,应该具有STEP 7-Micro/Win 软件操作的基础知识。
关键词 定位模板;EM253;位置控制
Key Words Position Module;EM253;Position Control
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目 录
定位模板EM253 快速入门 .................................................................................. 1
1 模块概述.......................................................................................................... 5
1.1 模块特点概述...............................................................................................................6
1.2 S7-200 CPU 附加的定位模块EM 253 个数..................................................................6
1.3 定位模块EM 253 订货号为:.......................................................................................6
2 调试定位模板 EM 253 基本思路 ...................................................................... 6
3 准备工作.......................................................................................................... 7
4 定位模板 EM 253 输入、输出点说明............................................................... 7
5 定位模板EM253 安装和接线............................................................................ 9
5.1 定位模板 EM 253 内部的输入、输出点接线图.............................................................9
5.2 连结定位模板 EM 253 与SIMATIC FM Step Drive 的接线图 .....................................10
5.3 连结SIMATIC FM Step Drive 到SimoStep 的接线图 .................................................11
5.4 连结定位模板 EM 253 与 Industrial Devices Corp. 的接线图.....................................12
5.5 连结定位模板 EM 253 与日本、中国标准驱动器(Oriental Motor UPK Standard)接
线图 .................................................................................................................................13
5.6 连结定位模板 EM 253 与 Parker/Compu motor OEM 750 接线图 .............................13
5.7 连结定位模板 EM 253 与 V80 接线图........................................................................14
6 应用“位置控制向导”配置定位模板EM253 ..................................................... 15
6.1 打开“位置控制向导”配置工具 .....................................................................................15
6.2 选择用于S7-200 PLC 的位置控制模式;...................................................................15
6.3 输入定位模板 EM 253 的逻辑位置.............................................................................16
6.4 输入系统的测量单位(“工程量”或者“脉冲数/转”) .....................................................16
6.5 编辑输入、输出点配置...............................................................................................17
6.6 定义模板输入信号LMT+、LMT-、STP 的功能 ..........................................................18
6.7 定义电机的速度 .........................................................................................................18
6.8 定义手动操作的参数设置...........................................................................................19
6.9 加、减速度的时间参数设置 .......................................................................................20
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6.10 设置运动位置拐点参数.............................................................................................20
6.11 设置模板的寻找参考点位置参数 ..............................................................................21
6.12 设置定位模板 EM 253 的运动轨迹包络....................................................................24
6.13 完成组态..................................................................................................................25
7 应用定位模板 EM 253 调试界面 .................................................................... 25
7.1 操作定位模板 EM 253 ,显示运动状态......................................................................26
7.2 显示、修改定位模板 EM 253 的配置运动控制参数....................................................28
7.3 诊断定位模板 EM 253 的错误信息.............................................................................29
8 程序编制........................................................................................................ 29
8.1 基本介绍....................................................................................................................29
8.2 功能子程序 ................................................................................................................31
8.2.1 POSx_CTRL .......................................................................................................31
8.2.2 POSx_MAN.........................................................................................................32
8.2.3 POSx_GOTO ......................................................................................................33
8.2.4 POSx_RUN.........................................................................................................34
8.2.5 POSx_RSEEK ....................................................................................................36
8.2.6 POSx_LDOFF.....................................................................................................37
8.2.7 POSx_LDPOS ....................................................................................................38
8.2.8 POSx_SRATE.....................................................................................................39
8.2.9 POSx_DIS...........................................................................................................40
8.2.10 POSx_CLR .......................................................................................................40
8.2.11 POSx_CFG .......................................................................................................41
9 错误诊断........................................................................................................ 42
9.1 定位模板 EM 253 LED状态指示灯.............................................................................42
9.2 操作错误评估.............................................................................................................43
9.3 模板错误评估.............................................................................................................44
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1 模块概述
图 1 EM 253 模板
定位模板 EM 253 ,集成有5 个数字量输入点(STP,停止;RPS, 参考点开关;
ZP,零脉冲信号;LMT+,正方向硬极限位置开关;LMT-,负方向硬极限位置开关),6 个
数字量输出点(4 个信号:DIS,CLR,P0,P1,或者P0+、P0-,P1+ 、 P1-), 用于S7-
200 PLC 定位控制系统中。通过产生高速脉冲来实现对单轴步进电机的开环速度、位置控
制。通过S7-200 PLC 的扩展接口,实现与CPU 间通讯控制。
定位模板 EM 253 应用于位置控制的过程,实现起来非常简单。STEP 7-Micro/Win 提
供了一个定位模板 EM 253 配置的向导操作(位置控制向导) ,可以在很短的几分钟时间内
完成配置操作,存储在S7-200 PLC 的V 区内;同时,STEP 7-Micro/Win 还提供了一个界
面非常友好,专门用于调试、监控运动控制过程的调试界面( EM 253 控制面板)。
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1.1 模块特点概述
位置开环控制模式。无法实现位置闭环控制模式;
高速。提供从20HZ 到200KH 的脉冲频率;
增、减速度的曲线拐点,既支持S 曲线,也支持直线;
控制系统的测量单位,既可以采用脉冲数,也可以采用工程单位(如:英尺、厘米);
提供螺距补偿功能;
多种工作模式。绝对方式、相对方式、手动方式;
提供连续的位置控制工程。最多可以支持25 个位置点的控制。每段运动轨迹包络,可
以有最多4 种不同的速度实现;提供4 种不同寻找参考点的方式;
便捷安装、拆卸的端子连接器。
1.2 S7-200 CPU 附加的定位模块 EM 253 个数
S7-200 CPU 附加的定位模块EM 253 个数,取决于CPU 的电源带载能力。如何计
算,参见S7-200 可编程序控制器系统手册中的电源预算部分;
CPU 型号
CPU 221
CPU 222
CPU224/224XP
CPU 226
EM 253
-
1
3
5
表 1 S7-200 CPU 连接模块个数
1.3 定位模块 EM 253 订货号为:
6ES7 253-1AA22-0XA0
2 调试定位模板 EM 253 基本思路
用户使用定位模板 EM 253 做开环位置控制,调试的基本思路:
1) 根据所选择的步进电机驱动器,完成相应的模板接线;
2) 通过STEP7-Micro/Win 软件的“位置控制向导”配置工具,在离线的情况下,配置定位
模板 EM 253 的运动参数、运动轨迹包络,等等;
3)应用“POSx_CTRL”命令编制程序。使用SM 0.0 接通参数“EN”、“MOD_EN”;
4) 确保S7-200 PLC 的模式开关设置为TERM 或者RUN;
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5)下载用户的项目(包括程序块,数据块,系统块)到S7-200 PLC;
6) 确保S7-200 PLC 运行状态由STOP 到RUN ,再由RUN 到STOP。完成模板的自检、初
始化操作;
7) 确保定位模板 EM 253 运行状态为:LED 灯“MF”灭,“MG”常亮、“PWR”
常亮;
8) 选择工具 > “EM 253 控制面板”。如果电机的驱动器使能信号来自“DIS”输出,首先
“使能DIS输出”,使“DIS”输出LED灯常亮;然后,再调试设置的运动参数、运动轨迹包
络,等等;
9) 按照用户的工艺,编制用户程序。下载用户程序到S7-200 PLC;
10) 调试用户程序;
11) 结束。
3 准备工作
带有STEP 7 Micro/WIN 软件的编程设备,软件版本 V4.3 以上;
PC/PPI 电缆,或者CP5611/5511/5512/5411 卡和MPI 电缆;
一个CPU22X, 订货号为 6ES7 xxx-xxXX23-xXXx ,固件版本 V2.0 或更高版本;
一个EM253 定位模板,订货号为 6ES7 253-1AA22-0XA0;
一台SIMATIC FM-STEP DRIVER/SIMOSTEP Power Controller(订货号为6SN1227–
2ED10–0HA0);
一台步进电机(如:SIMOSTEP 1FL3042,4Nm,2.0A(订货号为
1FL3042-0AC31-0BK0);
三个行程开关或者接近开关(根据模板接线的不同,接近开关可以选择源型, 或者漏型输入
类型)。分别作为:硬件左极限位置开关、硬件右极限位置开关和参考点开关。
4 定位模板 EM 253 输入、输出点说明
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端子
M
L+
1M
STP
2M
RPS
3M
ZP
4M
LMT+
LMT-
M
M
+5V
P0-
P0+
P1+
P1-
P0
P1
DIS
CLR
T1
输入/输出 功能
模板电源24V-
模板电源24V+
输入
硬件停止运动。可以使正在进行中的运动,停止下来
输入
机械参考点位置输入。建立绝对运动模式下的机械参考点位置
输入
零脉冲输入。帮助建立机械参考点坐标系
输入
输入
输出
输出
输出
输出
输出
输出
输出
输出
“+方向”运动的硬件极限位置开关
“-方向”运动的硬件极限位置开关
输出5V 电压
步进电机运动、方向控制的脉冲输出。与P0、P1 输出控制方式相
比,可以提供更高质量的控制信号;选择何种输出脉冲方式,取决
于电机驱动器
步进电机运动、方向控制的脉冲输出
使能、非使能电机的驱动器
用于清除步进电机驱动器的脉冲计数寄存器
与+5V 、P0、P1、DIS 结合一起使用
表 2 EM 253 输入、输出点说明
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