既然利用S7-200系列的PLC的高速输出点可以控制步进电动机，那么为什么还要使用定位模块呢？原因在于：
①S7-200系列的PLC，要用其高速输出点控制步进电动机，必须具备两个条件，一是PLC必须要有高速输出点，二是输出点必须是晶体管输出。例如继电器输出的PLC即使有高速输出点也不能控制步进电动机。
②PLC集成的高速输出点的频率不够高，以CPU 226为例，其最高频率只有20kHz，其使用范围有限，而定位模块EM 253的最高频率达到200kHz。
③从示波器观测波形就可以看出，定位模块高速脉冲的波形品质明显优于PLC内部集成的高速输出点，因此对于要求较高的控制系统必须使用定位模块。
④PLC集成的高速输出点的功能也不够强大。S7-200系列的PLC的定位模块目前还没有发布。
下面介绍定位模块EM 253。
相对集成在PLC的高速输出点，定位模块EM 253的功能强大，定位精度高，使用更加方便，具体特点如下：
①用于位置开环控制回路中，不用于闭环位置模式。用于1.1版本以上的CPU 22X的扩展模块，但由于CPU221自身不能带扩展模块，所以EM 253不能作为CPU221的扩展模块。
②可提供12Hz～200kHz的脉冲频率。
③支持直线和S曲线。
④提供了螺距补偿功能。
⑤有绝对式、手动式和相对式等多种工作模式。
⑥有4种回原点的方式。
EM 253定位模块的外形如图8-27所示。其各接线端子的定义见表8-11。
图8-27 EM 253模块外形图
表8-11 接线端子的定义
EM 253定位模块指示灯的状态见表8-12。
表8-12 EM 253定位模块指示灯的状态
下面用一个例子来讲解EM 253模块的使用。
【例8-5】某设备上有一套步进驱动系统，步进驱动器的型号为SH-2H042Ma，步进电动机的型号为17HS111，是两相四线DC 24V步进电动机，要求：压下按钮SB1时，步进电动机带动X方向运动，系统有两个限位开关进行硬件限位。请画出I/O接线图并编写程序。
【解】
1.软硬件的配置和接线图
1）主要软硬件配置：
①1套STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP9。
②1台步进电动机的型号为17HS111。
③1台步进驱动器的型号为SH-2H042Ma。
④1台CPU 226CN。
⑤1台EM 253模块。
2）步进电动机与步进驱动器的接线。本系统选用的步进电动机是两相四线的步进电动机，其型号是17HS111，这种型号的步进电动机的出线接线图如图8-28所示。其含义是：步进电动机的4根引出线分别是红色、绿色、黄色和蓝色；其中红色引出线应该与步进驱动器的A接线端子相连，绿色引出线应该与步进驱动器的A接线端子相连，黄色引出线应该与步进驱动器的B接线端子相连，蓝色引出线应该与步进驱动器的B接线端子相联。
3）EM 253定位模块与步进驱动器的接线。步进驱动器的脉冲输入端子与定位模块的P0脉冲输出端子相连，步进驱动器的方向控制端子与P1端子相连，而步进驱动器的V-端子和EM 253的M端子相连，达到共地的目的。由于本驱动器没有使能端子所以EM 253的DIS端子不接线。
图8-28 PLC与驱动器和步进电动机接线图
2.系统的硬件组态
1）打开“位置控制向导”配置工具。启动软件STEP 7-Micro/WIN V4.0，单击导航条中的“工具”按钮，再单击“位置控制向导”按钮，弹出“位置控制向导”界面，如图8-29所示，也可以通过单击主菜单下的“位置控制向导”子菜单实现。
图8-29 位置控制向导
2）选择位置配置模式。先选定“配置EM 253的位置模块操作”，再单击“下一步”按钮。
3）读取定位模块EM 253的逻辑位置。先设定模块的位置，由于只有一个扩展模块，所以模块位置为0，再单击“读取模块”按钮，弹出位置4处的信息，再单击“下一步”按钮，读取定位模块EM 253的逻辑位置如图8-30所示。
图8-30 读取定位模块EM 253的逻辑位置
4）输入系统的测量单位。先在标记1处输入电动机转一周应输出的脉冲数，再在标记2处输入基准测量单位，本例为“mm”，再在标记3处输入电动机旋转一周产生多少“mm”的运动，这个数值与机械结构有关，最后单击“下一步”按钮，如图8-31所示。
5）定义模块输入信号LMT+、LMT和STP的功能。本例选择的都是“减速停止”，当然也可根据实际需要选择“立即停止”或者“不停止”选项，如图8-32所示。
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图8-31 输入系统的测量单位
6）定义电动机速度。根据需要定义电动机的最大速度、最低速度以及起动/停止速度，再单击“下一步”按钮，如图8-33所示。
图8-32 定义模块输入信号LMT+、LMT和STP的功能
图8-33 定义电动机速度
7）定义手动操作的参数。设定点动时电动机的速度，再单击“下一步”按钮，如图8-34所示。
8）加/减速参数设定。加速时间就是从最低速度加速到最大速度所用的时间，设置在标记1处，减速时间就是从最高速度加速到最低速度所用的时间，设置在标记2处，再单击“下一步”按钮，如图8-35所示。
图8-34 定义手动操作的参数
图8-3 5加/减速参数设定
9）设置运动位置拐点参数。指定补偿时间，若不补偿则输入0，再单击“下一步”按钮，如图8-36所示。
图8-36 设置运动位置拐点参数
10）设置模块寻找原点位置参数。先选取标记1处的选项，再单击“下一步”按钮，如图8-37、图8-38和图8-39所示。
图8-37 设置模块寻找原点位置参数（1）
图8-38 设置模块寻找原点位置参数（2）
图8-39 设置模块寻找原点位置参数（3）
11）设定定位模块EM 253的运动轨迹包络。定位模块EM 253的运动轨迹包络设定如图8-40所示。
图8-40 设定定位模块EM 253的运动轨迹包络
12）分配地址。先单击“建议地址”按钮，再单击“下一步”按钮，如图8-41所示。
图8-41 分配地址
13）完成组态。单击“完成”按钮，结束组态，如图8-42所示。
图8-42 完成组态
3.编写程序
1）子程序简介。完成以上的配置后，STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP9自动生成一系列子程序，以下重点介绍两个，即POSx_CTRL和POSx_GOTO。
①POSx_CTRL：子程序（控制）启用和初始化位控模块，方法是自动命令位控模块每次S7-200更改为RUN模式时，载入配置/轮廓表。在项目中仅限使用一次本子程序，并确保程序在每次扫描时呼叫本子程序。要将SM0.0（始终开启）用作EN参数的输入。MOD_EN参数必须开启，才能启用其他位置子程序向位控模块发送命令。如果MOD_EN参数关闭，位控模块会异常中止所有正在执行的命令。POSx_CTRL子程序的输出参数提供位控模块的当前状态。当位控模块完成任何一个子程序时，Done参数会开启。Error参数包含本子程序的结果。该子程序各输入/输出参数含义见表8-13。
表8-13 POSx_CTRL子程序各输入/输出参数表
8 POSx_GOTO：子程序命令位控模块进入所需的位置，开启EN位会启用此子程序。在“完成”位发出子程序执行已经完成的信号前，应确定EN位保持开启。开启START参数向位控模块发出一个GOTO命令。对于在START参数开启，且位控模块当前不繁忙时执行的每次扫描，该子程序向位控模块发送一个GOTO命令。为了确保仅发送了一个GOTO命令，应使用边缘探测元素用脉冲方式开启START参数。Pos参数包含一个数值，指示移动的位置（绝对移动）或移动的距离（相对移动）。根据所选的测量单位，该数值是脉冲（DINT）或工程单位（REAL）数目。Speed参数确定该移动的最高速度。其各输入/输出参数见表8-14。
表8-14 POSx_GOTO子程序各输入/输出参数表
2）程序编写。编写如图8-43所示的程序，并将其下载到PLC，并运行程序，当合上SB1时，步进电动机运行，当合上SB2或者SB3时，步进电动机停止，当碰到硬限位开关SQ1或者SQ2时，步进电动机也停止运行。
图8-43 程序
图8-43 程序（续）
【关键点】首先硬件系统的接线要正确，再者要注意组态正确。EM 253用于开环控制，含义是EM 253不能接受反馈信号（如光电编码器的信号），并非指整个控制系统就是开环，若EM 253与伺服系统连接时，伺服驱动器与伺服电动机构成自闭环系统，也可以说这个控制系统是闭环的。
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