西门子ET200S 1SSI绝对编码器模块

• 1SSI模块是PLC和绝对值编码器之间的接口，可以在用户程序中周期的读取编码器值
• 可用的端子模块 TM-E15S24-01 和 TM-E15S26-A1
• 等时模式
• 编码器值的规格化
• 反转编码器的计数方向，从而调整轴的运动方向
• 在标准模式下的锁存功能，冻结当前的编码器值
• 在标准模式下，实现装载比较值和当前计数值的比较功能
• 可选择的读取模式
-Free wheeling
-Synchronous to the update rate
-Isochronously
• 使用Fast mode，快速的编码器值检测（6ES7151-1AA00-0AB0接口模块不支持该功能）
• 在等时模式中考虑了最大的编码器采样率
• 等时模式的生命周期
• 编码器值的奇偶校验
• 格雷码/二进制码

支持的编码器类型

类型如下：
• 绝对值编码器（SSI） 13 位
• 绝对值编码器（SSI） 14 位
• 绝对值编码器（SSI） 15 位
• 绝对值编码器（SSI） 16 位
• 绝对值编码器（SSI） 17 位
• 绝对值编码器（SSI） 18 位
• 绝对值编码器（SSI） 19 位
• 绝对值编码器（SSI） 20 位
• 绝对值编码器（SSI） 21 位
• 绝对值编码器（SSI） 22 位
• 绝对值编码器（SSI） 23 位
• 绝对值编码器（SSI） 24 位
• 绝对值编码器（SSI） 25 位

固件更新

可以使用STEP7 HW Config 更新1SSI模块的固件版本（接口模块支持该功能）。

标识数据

• 硬件发行状况
• 固件发行状况
• 序列号
请参考：ET200S Distributed I/O System 手册，Identification Data 章节

组态

可以使用如下的方法组态：
• A GSD file (http://www.ad.siemens.de/csi/gsd)
• STEP 7 V5.4 SP2 or V5.3 SP2 with HSP 2022 and higher

2. 时钟模式

关于等时模式的描述参见如下手册
15218045

硬件要求

• CPU 支持等时模式
• 主站或Profinet 主站支持等距总线周期
• IM151 支持等时模式
特性
1SSI 模块可以根据不同的系统参数分配，工作在非等时和等时模式下
在等时模式下，主站和1SSI模块的数据交换和总线周期是同步的
在等时模式下，所有的反馈字节具有一致性

3．模块接线图

接线规则

电缆（端子1和5/端子4和8）必须是屏蔽双绞线。

端子图如下：

图1

注：1当连接编码器时，接线的极性要正确，否则会报编码器错误

2短路电流保护-最大0.5A

4. 配置标准模式和快速模式

简介

为了充分的利用SSI模块的功能，根据不同的自动化任务，可以选择标准和快速两种模式。
应拥领域模式

应拥领域	模式
¨位置点的监控和检测长度测量、沿检测、工件同步	标准
闭环控制应用，如作为实际值的路径位置控制快速检测编码器值	快速

表1

STEP 7 HW Config 组态1SSI
(等时/非等时模式)
从硬件目录中选择要使用的功能模块
对于标准模式，选择订货号6ES7138-4DB03-0AB0	对于快速模式，选择订货号6ES7138-4DB03-0AB0 Fast
托拽1SSI模块到相应的槽中
配置参数

表2

GSD 文件组态1SSI
(仅非等时模式)
选择1SSI模块的GSD 文件
对于标准模式，选择订货号6ES7138-4DB03-0AB0	对于快速模式，选择订货号6ES7138-4DB03-0AB0 Fast
配置参数

表3

5．1SSI 功能

5.1 编码器值检测

绝对值编码器传送信息侦中的编码器值到1SSI 模块。信息贞的传送由1SS1进行初始化。如下的方法可以使用：

• Free-wheeling
• Synchronous
• Isochronous
在硬件配置的“Detection”参数中设置Free-wheeling 和synchronous 模式。这个参数只能工作在非等时模式下。

图2

Free-Wheeling 方式
在该模式下使用latch功能，能获得最大精确的数值。在每次的单稳态触发时间结束时，模块开始传送报文数据。与模块的周期更新编码器值是非同步的

Synchronous 方式
在该模式下可以检测编码器的实际值，能获得最大精确的数值。数据报文的传送和模块的更新周期是同步的

Isochronous
在该方式下，当等距总线周期激活时，编码器值的检测是自动进行的，DP 主战和DP从占对于总线是同步的。

5.2 格雷码/二进制码转换
当设定为格雷码时，绝对值编码器的格雷码值被模块转化为二进制值；当设定为二进制码时，绝对值编码器的值不进行转换

5．3 传送编码器值和标准化
1SSI模块确定的位置值，与下列相关：

• 编码器类型
• Trailing 位的个数
• 编码器总的步数
如：一个单圈的9位编码器=512 步/转设置如下的参数:
编码器类型：SSI-13 位
Trailing 位个数：4
编码器总的步数：512

图3

当不激活Scaling 选项时，按照下图来评估位置：

图4

当激活Scaling 选项时，按照下图来评估位置：

图5

5.4 检测方向和反转旋转方向

方向检测：运动方向的检测可以由模块的LED灯来显示
UP LED：编码器的值由低到高
DN LED：编码器的值由高到低

方向反转：调整编码器的运动方向（轴的运动方向）
• Off
保持编码器位置值传送的方向
• On
反转编码器的位置值的传送方向。如：虽然编码器的实际值在增加，但显示的值在递减

5.5 比较器（仅在标准模式）
编码器的值可以与最多两个装载的值进行比较，比较结果存储在模块的反馈接口中。可以设定两个比较值，在硬件组态中参数如下：

图6

设定	比较结果（CMPx）
inactive	编码器值不进行比较反馈位CMPx=0
Forward direction	编码器值在上升的方向进行比较（UP）如果编码器值≥比较值 CMPx=1 如果编码器值<比较值 CMPx=0 如果方向向下，则CMPx保持不变如果编码器值没有变化，则CMPx保持不变
Backward direction	编码器值在下降的方向进行比较（DN）如果编码器值≤比较值 CMPx=1 如果编码器值>比较值 CMPx=0 如果方向向上，则CMPx保持不变如果编码器值没有变化，则CMPx保持不变
In both directions	编码器值在两个方向进行比较如果方向向上：如果编码器值≥比较值 CMPx=1 如果编码器值<比较值 CMPx=0 如果方向向下：如果编码器值≤比较值 CMPx=1 如果编码器值>比较值 CMPx=0 如果编码器值没有变化，则CMPx保持不

表4

5.6 锁存功能（仅在标准模式）

使用数字量输入（DI）的沿信号可以冻结当前的编码器数值

图7

终止锁存功能：锁存功能必须被确认，锁存标志位31被删除后，编码器值被更新。

图8

5.7 在标准模式下的控制和反馈接口

地址	分配
字节0 到 3	编码器值（双字；31位设置，编码器值被冻结）
字节4	Bit7: 等时模式 LZ
	Bit6: 操作准备好 RDY
	Bit5: 参数分配错误 ERR_PARA
	Bit4: 绝对值编码器错误 ERR_SSI
	Bit3: 编码器供电短路 ERR_24V
	Bit2: 输入通道状态 STS_DI
	Bit1: 状态 DN STS_DN
	Bit0: 状态 UP STS_UP
字节5	Bit7: 保留=0
	Bit6: 保留=0
	Bit5: 保留=0
	Bit4: 保留=0
	Bit3: 到达比较值2，CMP2
	Bit2: 到达比较值1，CMP1
	Bit1: 装载功能错误， ERR_LOAD
	Bit0: 装载功能运行，STS_LOAD
字节6 到 7	保留=0

表5

地址	分配
字节0 到 3	比较值1 或者2（双字）
字节4	Bit7: 错误确认 EXTF_ACK
	Bit6: 锁存功能确认 LATCH_ACK
	Bit5: 保留=0
	Bit4: 保留=0
	Bit3: 保留=0
	Bit2: 保留=0
	Bit1: 装载比较值2，CMP_VAL2
	Bit0: 装载比较值1，CMP_VAL1
字节5	保留=0
字节6 到 7	保留=0

表6

5.8 快速模式下的反馈接口

地址	分配
字节0 到 3	Bit31: 保留或 LZ
	Bit30: 操作准备好(反馈可用) RDY
	Bit29: 参数分配错误 ERR_PARA
	Bit28: 绝对编码器组错误或编码器供电短路 EXTF
	Bit27: DI 状态
	Bit26: 状态 DN STS_DN
	Bit25: 状态 UP STS_DN
	Bit 0 到 24：编码器值

表7