EM253位置控制功能模块的组态和编程方法

EM253 位置控制功能
EM 253 是S7-200 PLC 唯一的一款位置控制模块，用于驱动步进电机和伺服电机，为用户提供单轴，开环的位置控制。

EM253 位置控制模块具有以下主要功能：
1. 输出20 HZ－200 KHZ 的高速脉冲
2. 漏型晶体管或者差分信号脉冲输出
3. 可组态测量系统为工程量或脉冲数
4. 包络运动。

提供最多25 组包络，每组可有4种速度。

包络运动可选以下四种模式：
（1）绝对位置
（2）相对位置
（3）单速连续旋转
（4）双速连续旋转
5. 回零点。

提供4种不同的参考点寻找模式
6. 支持S曲线或线性的加速、减速功能
7. 提供可组态的螺距补偿功能（螺距误差补偿是在机械运动方向发生变化时，为消除系统中的滞慢(螺距误差)，电机必须移动的距离。

螺距误差补偿总是正值。

）
注意：以下例程仅为示例程序，请勿直接用于测试！
测试前，用户务必使用晶体管输出的S7-200 CPU，并根据实际使用的电机参数和机械行程修改程序中的相关数值！
此程序的作者和拥有者对于该程序的功能性和兼容性不负任何责任。

使用该程序的风险完全由用户自行承担。

由于它是免费的，所以不提供任何担保，错误纠正和热线支持，用户不必为此联系西门子技术支持与服务部门。

EM253 位控模块使用步骤
1. EM253 输入/输出点接线
2. EM253 向导配置
3. EM253 子程序编程
4. EM253 诊断调试
以上EM253 输入/输出点接线，向导配置，编程，调试请参考《定位模板
EM253 快速入门》文档或《S7-200 系统手册》第9 章S7-200 开关运动控制组态位控模块章节。

定位模块EM253 快速入门
《定位模板EM253 快速入门》：
介绍：
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。

如何在S7-200 EM253位控模块断电重启后保持运动控制的当前位置值
问题描述
S7-200 EM253 断电重启后由于初始化指令的执行，当前位置会复位为0。

要使S7-200 EM253运动控制的当前位置值在CPU断电重启后依然保持，可以通过以下的编程来实现。

实现方法
在此以通过EM253位控向导生成的运动控制“ 轴0 ” 为例来说明如何在S7-200 EM253 CPU 断电后保持“ 轴0 ” 的当前位置值，具体可参考以下三个部分的编程来实现：
1，设置两个个断电保持区域：VD1000、VD1004，如图1所示：
图1. 设置断电保持
2，将当前值位置值在第一个扫面周期内传送到保持位置VD1004内，如图2所示：
图2. 当前位置保持
3，当初始化完成后，用初始化指令“ POS0_CTRL ” 的DONE位来触发修改位置指令“ POS0_LDPOS ”,将保持位置VD1000装载到当前位置VD200，如
图3所示：
图3. 装载当前位置
例程
所需条件：
1、软件版本：STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP9
2、S7-200 CPU 222以上、EM253位控模块
3、通讯硬件：智能多主站电缆USB/PPI电缆（订货号6ES7 901-3DB30-0XA0）
所实现的功能：
在S7-200 CPU EM253位置控制断电重启后保持运动控制的当前位置值。

免责声明
本例程仅供参考，程序中的CPU版本、类型可能与用户实际使用不同，用户可能需要先对例子程序做修改和调整，才能将其用于测试。

本例程的作者和
常问问题
一个EM253 模块能带几个轴？
一个EM253 模块只能带一个轴。

EM253 模块能实现闭环运动控制吗？
不能。

更换EM253 模块需要重新组态或编程再下载吗？
使用STEP 7 Micro/Win 配置EM253 所使用的全部组态，移动包络信息和程序块一起下载并存储在S7-200 CPU 中，因此更换EM253 模块后不需要重新组态或编程再下载。

EM253 模块的哪些端子用于输出高速脉冲信号？
用户可以根据电机驱动器/放大器的接口要求来选择使用哪种输出。

EM253 模块的P0 和P1 是漏型晶体管输出，分别用以控制电机的运动和方向。

P0+、P0- 以及P1+、P1- 是差分脉冲输出，与P0和P1的功能一样，但所提供的信号质量更好。

如何设置EM253 位控模块配置向导中的“模块位置”？
在EM253 位控模块配置向导中，需要正确指定模块位置。

模块位置的计算遵循紧挨CPU 放置的模块位置是0，以此类推。

如果在配置时实际连接了EM253 硬件模块，则可直接点击”“读取模块”。

如下图1 所示：
图1. EM253 模块位置
EM253 命令字节QB 如何计算？
命令字节是一个8 位数字量输出的地址，该地址保留在用于访问位控模块的过程影像寄存器中。

该命令字节根据EM253 模块前占用的QB 决定。

例如CPU 224 模块占用了QB0 和QB1 地址，如果EM253 紧挨CPU 放置，则配置EM253 命令字节为QB2。

如下图 2 所示：
图2. EM253 命令字节
EM 253 位控模块生成的子程序所有C_POS，C_SPEED引脚都一样吗？
是的，都一样。

因此，无论调用几个子程序，可以将这两个引脚的地址都设置为同一个。

为什么通过POS0_GOTO 指令执行绝对运动报错，错误代码为22？
查看EM253 位控模块指令错误代码信息，错误代码22 含义为零位置未知。

因此，无论是使用POSX_GOTO 还是其它运动控制指令执行绝对运动，必须先执行了POSX_RSEEK 指令回零点或使用POSX_LDPOS 指令建立绝对位置零点。

什么是EM253 的参考点偏移量？
EM 253 参考点偏移量概念：
EM253 的参考点偏移量RP_OFFSET 是指从RP 到零位置的距离。

如下图3 所示：
图3. 参考点偏移量示意图
设置EM 253 参考点偏移量：
EM253 的参考点偏移量RP_OFFSET 可以在“高级RP 选项” 界面设置，如下图4 所示：
图4. 设置参考点偏移量
或者在EM253 控制面板，启用“允许更新PLC 中的模块配置”，设置参考点偏移量RP_OFFSET，点击“更新配置” 即可。

如下图 5 所示：
图5. 更新RP_OFFSET
EM 253 参考点偏移量地址：
EM253 的参考点偏移量RP_OFFSET 地址可在数据块中查看到，如下图6 所示VD1088 ：
图6. 参考点偏移量地址
在EM253 向导中修改参考点偏移量与执行POS0_LDOFF 指令修改参考点偏移量有何区别？
举例说明在EM253 向导组态中修改参考点偏移量前后数值变化。

在EM253 向导组态中设置参考点偏移量0 ，如下图7 所示：
图7. 设置参考点偏移量0
在状态表监视参考点偏移量0，执行回零点运动后，当前位置0，如下图8 所示：
图8. 监视参考点偏移量0
在EM253 向导组态中设置参考点偏移量100 ，如下图9 所示：
图9. 设置参考点偏移量100
在状态表监视参考点偏移量100，执行回零点运动后，当前位置100，如下图10 所示：
图10. 监视参考点偏移量100
举例说明执行POS0_LDOFF 指令修改参考点偏移量前后数值变化。

执行POS0_LDOFF 指令前，将运动控制对象移动到位置100。

在状态表监视参考点偏移量0，当前位置100，如下图11 所示：
图11. 监视参考点偏移量
在当前位置100 处，执行POS0_LDOFF 指令。

之后，在状态表监视参考点偏移量-100，当前位置0，如下图12,13 所示：
图12. 执行POS0_LDOFF 指令
图13. 监视参考点偏移量-100
执行回零点运动后，当前位置为-100，如下图14 所示：
图14. 监视当前位置-100
为什么执行子程序POSX_LDOFF 报错，错误代码为6？
在程序中执行子程序POSX_LDOFF，出现错误代码6，如下图15 所示：
图15. 子程序POS0_LDOFF 出错
查看EM253 位控模块指令错误代码信息，错误代码 6 含义是由于没有定义的参考点而放弃。

因此，执行子程序POSX_LDOFF 前，必须先执行了POSX_RSEEK 指令，建立了参考点。

EM 253 位控模块生成的子程序POS0_LDOFF 与POS0_LDPOS 有何区别？
子程序POS0_LDOFF 用于装载参考点偏移量。

执行该子程序时，位控模块计算当前位置与参考点之间的偏移量，将该数值存储到RP_OFFSET，并将当前位置设为0。

如下图16 所示：
图16. 子程序POS0_LDOFF
POS0_LDPOS 指令用于改变模块的当前位置，也可用于为绝对运动建立一个新的零位置。

例如，执行子程序POS0_LDPOS 前，当前位置VD 300 =+100。

如下图17 所示：
图17. 执行子程序POS0_LDPOS 前
设置新位置VD 108=0，执行子程序POS0_LDPOS 后，当前位置VD 300 =0。

如下图18 所示：
图18 . 执行子程序POS0_LDPOS 后
EM 253 位控模块配置好的加减速时间可以修改吗？
可以。

而且可通过以下三种方法进行修改：
方法1. 程序中调用子程序POS_SRATE 直接修改。

如执行POS0_SRATE 指令，修改加减速时间为1500 ms ，如下图19 所示：
图19. 子程序POS0_SRATE
方法2. 找到数据块中相应的V存储区地址，然后在程序中赋新值，并执行CFG 指令。

第一步：先在EM253 向导生成的数据块中找到加速时间和减速时间分别对应的地址，如VD1062 和VD1066 ，如下图20 所示：
图20. 加减速时间地址
第二步：在程序中通过MOVE 指令给加减速时间存放地址赋值，如下图21 所示：
图21. 加减速时间赋值
第三步：在程序中执行CFG 指令，重新装载组态，如下图22 所示：
图22. 子程序POS0_CFG
方法3. 在EM253 配置标签栏修改。

在EM 253 控制面板的配置标签栏，先勾选“允许更新PLC 中的模块配置”，输入新的加速时间ACCEL_TIME 和减速时间DECEL_TIME，点击“更新配置” 即可。

如下图23 所示：
图23. 在EM253 调试面板修改加减速时间
当观察到EM253 MF 指示灯红色报警时该如何处理？
出现EM253 MF 指示灯红色时，表明定位模板EM 253 发生了致命错误，客户可以按照以下步骤排查问题：
第一步. 查看菜单栏“PLC”/信息，以确定EM253 模块的总线连接正常。

如下图24 所示：
图24. PLC 信息
2. 如果在“PLC”/信息未找到EM253 模块，则说明总线连接有问题或模块硬件故障。

因此，需要更换模块测试。

3. 检查前模块与EM253 之间总线连接。

可将S7-200 CPU 和EM253 系统先断电，检查总线连接是否松动，总线上的插针是否移位。

4. 考虑现场的EMC。

可将S7-200 CPU 和EM253 系统移出干扰现场测试。

5. 考虑EM253 是否接地。

如果现场接地情况良好，将EM253 做接地处理。