S7-200控制Micromaster 变频器的标准的USS指令,采用RS485接口方式,通过PLC可以方便地控制和监测Microaster变频器的运行和状态。
在使用USS协议和西门子变频器通讯时,需注意以下几项:(1)USS协议是使用PLC的0端口和变频器通讯的,对于有两个端口的S7系列PLC要注意不要使用错误的端口号,而且当端口0用于USS协议通讯时,就不能再用于其它的目的了,包括与STEP7 Micro/win的通讯;(2)在编程时,要注意使用的V存储器不要和给USS分配的冲突。
若在USS协议中使用的是VW4725~VW5117之间的V存储器,建议在编写程序时,尽量不要使用这个区域附近的V存储器,以防出现不可预料的情况。
USS协议编程顺序如下:(1)使用USS_INIT指令初始化变频器。
包括指定端口0用于USS协议,通讯的波特率和激活的变频器号等。
程序只能通过一次启动或改变USS参数。
此程序段可以在程序初始化子程序中完成;(2)使用DRV_CTRL激活变频器。
每条DRV_CTRL只能激活一台变频器。
而其它USS指令,如:READ_RPM(读变频器参数)、WRITE_RPM(写变频器参数)可以任意添加;(3)配置变频器参数,以便和USS指令中指定的波特率和地址相对应。
(4)连接PLC和变频器间的通讯电缆。
需要注意的是,因为是通讯,所以连线时一定要注意动力线和通讯线分开布线,并且通讯线要使用短而粗的屏蔽电缆,且屏蔽层要接到和变频器相同的接地点,否则会给通讯造成干扰,导致变频器不能正常运行。
通讯电缆的连线:PLC端“D”型头,1接屏蔽电缆的屏蔽层,3和8接变频器的两个通讯端子。
在干扰比较大的场合,接偏置电阻。
如图所示:S7系列的USS协议指令是成型的,我们在编程时不必理会USS 方面通过USS协议实现变频调速器与PLC的通讯控制来源:现代电子技术作者:薛小龙时间:2007-07-12发布人:卢春妙1 引言在某卫星地球站控制系统中,天线控制系统与监控系统的距离有1 000 m。
要求监控系统能实时读取和设置变频调的参数。
在天线控制系统中安装了西门子S7-200可编程控制器和西门子变频器调速器。
通过西门子S7-200的自由通讯口0与下挂的4台变频进行数字化的信息传递,采用USS协议。
通过USS协议,S7-200 PLC可以实时读取和设置变频调的相关参数。
通讯速率可达187~kb/s,通信介质采用RS 485屏蔽双绞线。
利用S7-200的自由通讯口1与上位监控机通过RS 485方式通讯,将变频器的信息通过S7-200实时传送到上位工控机中。
通过这样的方式可以有效地实现远程监控、减少电缆的数量,提高了系统的自动化水平及运行的可靠性。
本文介绍如何使用USS协议以及使用UISS协议要注意的问题。
2 使用USS协议的要求(1)初始化USS协议将专用作USS通讯;(2)USS指令影响所有的与PORT0自由口通讯相关的SM区;(3)USS指令使用14个子程序和3个中断程序;(4)USS指令使得用户程序对存储空间的需求最多可增加3 450 B;(5)USS指令的变量需要400 B的V存储区。
该区域的起始地址由用户指定并保留给USS变量;(6)USS指令还要求16 B的通讯缓存区;(7)在执行计算时,USS指令使用累加器AC0~AC3(8)USS指令不能用在中断程序中。
3 如何使用USS协议以及使用中要注意问题3.1 USS协议提供的4个功能(1)USS-INIT在自由可编程通讯模式下,对与S7-200接口进行的USS通讯进行初始化。
只有传输速率与通讯口需要定义所需的子程序、中断和符号标签自动生成。
(2)DRV CTRL为控制和监视变频器:在设定的旋转方向和速度上的启动/停止;快速停止;以最大额定速度的百分比表示的驱动器速率(一200%~+200%);驱动器故障的确认;当前驱动器状态的询问。
(3)READ PM用于从变频器读取参数。
(4)WRITE PM用于将参数写主变频器。
3.2 USS协议编程顺序(1)使用USS INIT指令初始化变频器,指定端口0用于LJSS协议,设置通讯的波特率指定哪个变频器激活等。
程序只能通过一次启动或改变USS 参数。
此程序段可以在程序初始化子程序中完成。
(2)使用DRV CTRL激活变频器。
每条DRVCTRL只能激活一台变频器。
而其他USS指令,如:REAl)RPM(读变频器参数)、WRITE RPM(写变频器参数)可以任意添加。
(3)配置变频器参数,以便和USS指令中指定的波特率和地址相对应。
(4)连接PLC和变频器间的通讯电缆。
需要注意的是,因为是通讯,所以连线时一定要注意动力线和通讯线分开布线,并且通讯线要使用短而粗的屏蔽电缆,且屏蔽层要接到和变频器相同的接地点,否则会给通讯造成干扰,导致变频器不能正常运行。
3.3需注意的问题(1)USS协议使用PLC的O端口和变频器通讯,对于有两个端口的S7系列PLC要注意不要使用错误的端口号,而且当端口O用于USS协议通讯时,就不能再用于其他的目的了,包括与STEP7 Micro/win的通讯;(2)在编程时,要注意使用的V存储器不要和给USS分配的存储器冲突。
若在USS协议中使用的是VW4725~'VW5117之间的V存储器,在编写程序时,不要使用这个区域附近的V存储器,以防出现不可预料的情况。
3.4使用USS协议程序举例4 连接和设置4系列变频器4.1连接连接4系列变频器,将485电缆的两端插人为USS操作提供的两个卡式接线端。
在S7-200上可使用标准PROFIBUS电缆和接头。
4.2 设置M4系列变频器(1)将驱动恢复为出厂设置:P0010=30P0970=1(2)使能对所有参数的读/写访问:P0003=3;(3)检查驱动的电机设置:P0304一额定电机电压P0305=额定电机电流P0306一额定电机功率P0307一额定电机频率P0308=额定电机速度(4)设置本/远程控制模式:P0700 INDEX0=5;(5)在COM链接中设置到USS的频率设定值:P1000 INDEX0=5:(6)斜坡上升时间:P1120=0∽650 S;(7)斜坡下降时间:P1121=0∽650 S;(8)设置串行链接参考频率:P2000=1~650 Hm(9)设置USS标准化:P2009 INDEX0=0;(10)设置RS 485串口波特率;(11)输入从站地址:P2011 INDEX 0=O~31;(12)设置串行链接超时:P2014INDEX 0=0~65 535 ms(13)P0971=1(启动传送)将参数设置的改变存入E2PROM。
5 结语在调速控制系统中,通讯技术的采用已经成为一种发展趋势。
USS协议作为一种小型自动化系统的解决方案,已多次成功地在现场运用。
USS 协议简介USS 协议(Universal Serial Interface Protocol 通用串行接口协议)是SIEMENS 公司所有传动产品的通用通讯协议,它是一种基于串行总线进行数据通讯的协议。
USS协议是主-从结构的协议,规定了在USS 总线上可以有一个主站和最多30 个从站;总线上的每个从站都有一个站地址(在从站参数中设定),主站依靠它识别每个从站;每个从站也只对主站发来的报文做出响应并回送报文,从站之间不能直接进行数据通讯。
另外,还有一种广播通讯方式,主站可以同时给所有从站发送报文,从站在接收道报文并做出相应的响应后可不回送报文。
使用USS 协议的优点1. 对硬件设备要求低,减少了设备之间的布线,2. 无需重新连线就可以改变控制功能,3. 可通过串行接口设置或改变传动装置的参数,4. 可实时的监控传动系统常用USS 主站的性能对比:USS 通讯硬件连接1. 条件许可的情况下,USS 主站尽量选用直流型的CPU(针对S7-200 系列)2. 一般情况下,USS 通讯电缆采用双绞线即可(如常用的以太网电缆),如果干扰比较大,可采用屏蔽双绞线。
3. 在采用屏蔽双绞线作为通讯电缆时,把具有不同电位参考点的设备互连会在互连电缆中产生不应有的电流,从而造成通讯口的损坏。
要确保通讯电缆连接的所有设备,或是共用一个公共电路参考点,或是相互隔离的,以防止不应有的电流产生。
屏蔽线必须连接到机箱接地点或9 针连接的插针1。
建议将传动装置上的0V 端子连接到机箱接地点4. 尽量采用较高的波特率,通讯速率只与通讯距离有关,与干扰没有直接关系。
5. 终端电阻的作用是用来防止信号反射的,并不用来抗干扰。
如果在通讯距离很近,波特率较低或点对点的通讯的情况下,可不用终端电阻。
多点通讯的情况下,一般也只需在USS 主站上加终端电阻就可以取得较好的通讯效果。
6. 当使用交流型的CPU22X 和单相变频器进行USS 通讯时,CPU22X 和变频器的电源必须接成同相位的。
7. 建议使用CPU226(或CPU224+EM277)来调试USS 通讯程序。
8. 不要带电插拔USS 通讯电缆,尤其是正在通讯过程中,这样极易损坏传动装置和PLC 的通讯端口。
如果使用大功传动装置,即使传动装置掉电后,也要等几分钟,让电容放电后,再去插拔通讯电缆。
USS 通讯的编程USS 协议是以字符信息为基本单元的协议,而CPU22X 的自由口通讯功能和CPU31XC-PTP 的RS422/485 串行口正好也是以ASCII 码的形式来发送接收信息的。
利用这些CPU 的RS485 串行口的通讯功能,由用户程序完成USS 协议功能,可实现与SIEMENS 传动装置简单而可靠的通讯连接。
1. USS 点对点通讯的编程要点:a) USS 主站(PLC)与USS 从站(传动装置)之间的通讯是异步方式的,负责与传动装置通讯的工作程序应采用后台工作方式,如何发送接收数据应与控制逻辑无关。
用户程序通过改变USS 报文中的STW 及HSW 的值,来控制变频器的启停及改变设定频率值。
b) 利用发送指令(如XMT,P_SEND,P_SND_RK)发送USS 报文至传动装置,利用接收指令(如RCV,P_RCV,P_RCV_RK)接收变频器返回的USS 报文。
同一时刻,只能有一个发送指令或接收指令被激活。
c) USS 通讯程序包括通讯端口初始化子程序、BCC 校验码计算子程序、数据发送子程序、数据接收子程序、通讯超时响应子程序、通讯流程控制子程序等。
可采用中断响应的方式,也可用查询相应标志位的方式来实现。
d) 设立发送接收数据缓存区与映像区,用户应通过改变映像区的USS 发送报文值来控制传动装置,或通过读取映像区USS 接收报文中的状态值来判断传动装置的当前状态。
以防止因干扰而接收到错误数据而使PLC 做出错误的判断和控制2. USS 多点通讯的编程要点a) 控制通讯的基本流程同上述点对点通讯方式b) 对各从站的控制应采取轮询方式,轮询程序同样也是后台工作方式工作的。