變頻器的聯(lián)網(wǎng)通訊培訓(xùn)（工程師培訓(xùn)）

培訓(xùn)資料名稱：變頻器的聯(lián)網(wǎng)通訊培訓(xùn)（工程師培訓(xùn)）所屬班組：xx匯報人：xx2變頻器的聯(lián)網(wǎng)運行1USS協(xié)議

2使用USS協(xié)議指令和變頻器通信

3使用PROFIBUS-DP模板和變頻器通信

在造紙、皮革、電線電纜等生產(chǎn)線的驅(qū)動控制系統(tǒng)中，目前多采用基于變頻器的交流傳動系統(tǒng)，對變頻器的控制多采用通過現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)控制方式。變頻器的網(wǎng)絡(luò)控制比起通過變頻器的外部端子進行控制，可提高系統(tǒng)的控制精度，減少系統(tǒng)的布線，使電氣控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上更簡潔明了，更易于安裝和維護。通過變頻器的總線接口，還可以實時監(jiān)控變頻器的運行狀態(tài)，從而及時的發(fā)現(xiàn)和排除故障。本章以西門子變頻器的USS通訊為例，介紹變頻器聯(lián)網(wǎng)運行的原理和方法。

所有的標(biāo)準(zhǔn)西門子變頻器都有一個串行接口，串行接口采用RS485雙線連接，其設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)環(huán)境的應(yīng)用對象。單一的RS485鏈路最多可以連接31臺變頻器，而且根據(jù)各變頻器的地址或者采用廣播信息都可以找到需要通訊的變頻器。鏈路中需要有一個主控制器（主站），而各個變頻器則是從屬的控制對象（從站）。采用串行接口對變頻器進行控制有很多優(yōu)點：大大減少布線的數(shù)量，通過串行接口設(shè)置和修改變頻器的參數(shù)，無需重新連線就可以改變控制功能，且可實時的監(jiān)控傳動系統(tǒng)。9.1

USS協(xié)議

USS協(xié)議（UniversalSerialInterfaceProtocol通用串行接口協(xié)議）是SIEMENS公司所有傳動產(chǎn)品的通用通訊協(xié)議，它是一種基于串行總線進行數(shù)據(jù)通訊的協(xié)議。USS協(xié)議是主-從結(jié)構(gòu)的協(xié)議，規(guī)定了在USS總線上可以有一個主站和最多31個從站；總線上的每個從站都有一個站地址（在從站參數(shù)中設(shè)定），主站依靠它識別每個從站；每個從站也只對主站發(fā)來的報文做出響應(yīng)并回送報文，從站之間不能直接進行數(shù)據(jù)通訊。此外，還有一種廣播通訊方式，主站可以同時給所有從站發(fā)送報文，從站在接收到報文并做出相應(yīng)的響應(yīng)后可不回送報文。9.1.1USS協(xié)議通訊報文的結(jié)構(gòu)每條報文都是以字符STX（=02hex）開始，接著是長度的說明（LGE）和地址字節(jié)（ADR）。然后是有效的數(shù)據(jù)字符。報文以數(shù)據(jù)塊的檢驗符（BCC）結(jié)束。報文結(jié)構(gòu)如圖9-1所示。（1）STX：STX區(qū)是一個字節(jié)的ASCII字符（02hex），表示一條報文信息的開始。（2）

LGE：LGE區(qū)是一個字節(jié)，指明這一條信息中后跟的字節(jié)數(shù)目。和地址字節(jié)（ADR）（3）

ADR

：ADR區(qū)是一個字節(jié)，是從站結(jié)點（即變頻器）的地址。圖9-2地址（ADR）字節(jié)的結(jié)構(gòu)

圖9-3有效的數(shù)據(jù)字符

（4）PKW+PZD：有效的數(shù)據(jù)字符。（5）BCC：BCC區(qū)是長度為一個字節(jié)的校驗和，用于檢查該信息是否有效。它是該信息中BCC前面所有字節(jié)“異或”運算的結(jié)果。9.1.2PKW區(qū)

PKW區(qū)說明參數(shù)識別ID-數(shù)值（PKW）接口的處理方式。PKW接口并非物理意義上的接口，而是一種機理，這一機理確定了參數(shù)在兩個通訊伙伴之間（例如控制裝置與變頻器）的傳輸方式，例如參數(shù)數(shù)值的讀和寫。

1.PKW區(qū)的信息內(nèi)容

PKW區(qū)前兩個字（PKE和IND）的信息是關(guān)于主站請求的任務(wù)（任務(wù)識別標(biāo)記ID）或應(yīng)答報文的類型（應(yīng)答識別標(biāo)記ID），PKW區(qū)第1個字的結(jié)構(gòu)見表9-1，PKW區(qū)第2個字的結(jié)構(gòu)見表9-2。PKW區(qū)的第3、第4個字規(guī)定報文中要訪問的變頻器的參數(shù)號（PNU）。PNU的編號與MICROMASTER4的參數(shù)號相對應(yīng)，例如，1082=P1082=Fmax，此參數(shù)用來設(shè)定變頻器可輸出的最高電動機頻率。表9-1PKW區(qū)第1個字的結(jié)構(gòu)

表9-2PKW區(qū)第2個字的結(jié)構(gòu)

表9-3完整的參數(shù)號產(chǎn)生機理

表9-4PKW區(qū)第3個字的結(jié)構(gòu)

表9-5PKW區(qū)第4個字的結(jié)構(gòu)

2.USS的任務(wù)和應(yīng)答

USS協(xié)議通訊報文中PKW區(qū)第1個字（PKE）的位15-12表示的是主站發(fā)送的任務(wù)代碼（任務(wù)識別標(biāo)記ID）或從站回傳的數(shù)據(jù)類型代碼（應(yīng)答識別標(biāo)記ID）。表9-6任務(wù)識別標(biāo)記ID的定義

表9-7應(yīng)答識別標(biāo)記ID的定義

如果變頻器的參數(shù)P2013選擇PKW為固定長度（3或4），那么，主站必須在PKW區(qū)正確地發(fā)送3或4個字（否則，從站將不能對報文作出響應(yīng)），從站的應(yīng)答PKW也是3或4個字。如果MICROMASTER4采用固定長度，則應(yīng)是4個字，因為3個字不足以支持很多參數(shù)（也就是雙字長的參數(shù)）。對于可變長度的PKW（127），主站只發(fā)送PKW區(qū)任務(wù)所必需的字?jǐn)?shù)，應(yīng)答報文的長度也只是需要多長就多長。

3.PKW實例

（1）讀出參數(shù)號在0002和1999之間的參數(shù)數(shù)值[例9-1]讀出參數(shù)P0700（700=2BC（hex））的數(shù)值USS→MICROMASTER4：12BC000000000000//請求參數(shù)P0700的數(shù)值.MICROMASTER4→USS：12BC00000002

應(yīng)答報文告訴我們，

P0700是一個單字長的參數(shù)，數(shù)值為0002（hex）。[例9-2]讀出參數(shù)P1082（1082=43A（hex））的數(shù)值USS→MICROMASTER4：143A000000000000//請求參數(shù)P1082的數(shù)值。MICROMASTER4→USS：243A000042480000

應(yīng)答報文告訴我們，這是一個雙字長參數(shù)，數(shù)值為42480000（IEEE浮點數(shù)）。IEEE浮點數(shù)的格式如下：位31=符號，位23至位30=階，位0至位22=尾數(shù)，用十進制數(shù)表示時是：數(shù)值=（（-1）的‘符號’次冪）

Χ（2的（階-127）次冪）Χ1.（尾數(shù)）。本例中：符號=0，階=84（hex）=132尾數(shù)為：（1）.900000=[1+9/16+0/256...]數(shù)值等于：（1）Χ

（32）Χ

（1.5625）=50.00。

（2）讀出參數(shù)號在2000和3999之間的參數(shù)數(shù)值

[例9-3]讀出參數(shù)P2000（基準(zhǔn)頻率）的數(shù)值USS→MM4：1000800000000000//請求參數(shù)P2000的數(shù)值。MM4→USS：2000800042480000

應(yīng)答報文告訴我們，這是一個雙字長參數(shù)，數(shù)值為42480000（IEEE浮點數(shù)）。

（3）讀出帶下標(biāo)參數(shù)的數(shù)值

[例9-4]讀出參數(shù)P2010[下標(biāo)1]的數(shù)值USS→MM4：100A800100000000//請求參數(shù)P2010[1]的數(shù)值。MM4→USS：100080010006

應(yīng)答報文告訴我們，這是一個單字長參數(shù)，數(shù)值為6（hex）。

注：在本例中，采用任務(wù)識別標(biāo)志6也是可以的。

（4）修改參數(shù)的數(shù)值[只改變RAM]

[例9-5]把參數(shù)P1082

的數(shù)值修改為40.00第1步：通過USS讀出參數(shù)數(shù)值USS→MM4：143A000000000000MM4→USS：243A000042480000

應(yīng)答識別標(biāo)志2表明，這是一個雙字長參數(shù)，所以我們必須采用任務(wù)識別標(biāo)志3“修改參數(shù)數(shù)值（雙字長）[只改變RAM]”。第2步：把參數(shù)數(shù)值修改為40.00（=42200000（IEEE浮點數(shù)））。USS→MM4：343A000042200000MM4→USS：243A000042200000

確認(rèn)這一參數(shù)的數(shù)值已修改完畢。

（5）利用P2013來設(shè)定PKW的長度

[例9-6]把P0700的數(shù)值設(shè)置為5（0700=2BC（hex））。P2013=127：USS→MM4：22BC000000050000MM4→USS：12BC00000005[例9-7]把P0700的數(shù)值設(shè)置為5（0700=2BC（hex））。P2013=4USS→MM4：22BC000000000005MM4→USS：12BC000000000005

注：在上面的例子中，如果把P2013設(shè)置為3，將不允許訪問雙字長（即非整數(shù)）的參數(shù)數(shù)值。在軟件版本1.05中，當(dāng)P2013設(shè)置為4時，單字長的參數(shù)數(shù)值出現(xiàn)在PWE1，而不是PWE2中。在以后的版本中，這一點進行了修正。如果用戶的軟件版本是1.05（參看參數(shù)r0018），并且試圖通過PKW讀/寫單字長的參數(shù)數(shù)值（即非BiCo整數(shù)數(shù)值的參數(shù)，例如P0700等），建議不要采用P2013=4的設(shè)置，因為，后來的軟件版本不支持上述的處理錯誤。如果PKW只用于讀/寫雙字長參數(shù)（例如斜坡時間等），采用P2013=4的設(shè)置是沒有問題的。

9.1.3PZD區(qū)

通訊報文的PZD(過程數(shù)據(jù))區(qū)是為控制和監(jiān)測變頻器而設(shè)計的。在主站和從站中收到的PZD總是以最高的優(yōu)先級加以處理。處理PZD的優(yōu)先級高于處理PKW的優(yōu)先級，而且，總是傳送接口上當(dāng)前最新的有效數(shù)據(jù)。PZD區(qū)的結(jié)構(gòu)如表9-8所示。表9-8PZD(過程數(shù)據(jù))區(qū)的結(jié)構(gòu)

1.過程數(shù)據(jù)區(qū)的任務(wù)報文（主站→MICROMASTER4）⑴STW（變頻器的控制字）PZD任務(wù)報文的第1個字是變頻器的控制字（STW）。通過USS控制的變頻器（參看參數(shù)P0700）所提供的控制字的含義如表9-9所示：表9-9變頻器的控制字

1.過程數(shù)據(jù)區(qū)的任務(wù)報文（主站→MICROMASTER4）（2）

HSW（主設(shè)定值）PZD任務(wù)報文的第2個字是主設(shè)定值（HSW）。這就是主頻率設(shè)定值，是由主設(shè)定值信號源USS提供的（參看參數(shù)P1000）。有兩種不同的方式（COM或BOP鏈路串行接口），按照P2009（“USS規(guī)格化”）的設(shè)置可以定義采用哪種方式。如果P2009設(shè)置為0，數(shù)值是以十六進制數(shù)的形式發(fā)送，即4000（hex）規(guī)格化為由P2000設(shè)定的頻率。如果P2009設(shè)置為1，數(shù)值是以絕對十進制數(shù)的形式發(fā)送（即4000（十進制）（=0FA0hex）等于40.00Hz。）

2.應(yīng)答報文（MICROMASTER4→主站）（1）

ZSW（變頻器的狀態(tài)字）PZD應(yīng)答報文的第1個字是變頻器的狀態(tài)字（ZSW）。變頻器的狀態(tài)字通常由參數(shù)r0052定義，其定義的含義如表9-10所示。（2）HIW（主要的運行參數(shù)實際值）PZD應(yīng)答報文的第2個字是主要的運行參數(shù)實際值（HIW）。通常，把它定義為變頻器的實際輸出頻率。通過P2009進行規(guī)格化，也適用于這一數(shù)值。表9-10變頻器的狀態(tài)字（ZSW）

3.PZD實例

[例9-8]正向運行，頻率40.00Hz必須設(shè)定P0700為4或5（分別是USS經(jīng)由RS232或RS485進行通訊），設(shè)定P1000為4或5（分別是USS經(jīng)由RS232或RS485進行通訊）。第1步：發(fā)送PZD命令：047E3333（hex）可能的應(yīng)答報文應(yīng)是：FA310000現(xiàn)象：如果接入了BOP，r0000應(yīng)當(dāng)用閃光顯示設(shè)定頻率為40.00Hz。第2步：發(fā)送PZD命令：

047F3333（hex）現(xiàn)象：變頻器應(yīng)按照P1120設(shè)定的斜坡速率，升速運行到40.00Hz。第3步：發(fā)送PZD命令：

047E0000（hex）或047E3333（hex）現(xiàn)象：變頻器停止運行。

[例9-9]通過USS使變頻器點動運行正向運行必須設(shè)定P0700為4或5（分別是USS經(jīng)由RS232或RS485進行通訊），變頻器必須是停止?fàn)顟B(tài)，并已準(zhǔn)備好投入運行。第1步：發(fā)送PZD命令:047E0000（hex）。變頻器的應(yīng)答應(yīng)該是:FA310000（hex）現(xiàn)象：變頻器開始點動運行第2步：發(fā)送PZD命令:057E0000（hex）?，F(xiàn)象：變頻器開始正向點動運行第3步：發(fā)送PZD命令:067E0000（hex）?，F(xiàn)象：變頻器開始正向點動運行第4步：發(fā)送PZD命令:047E0000（hex）?，F(xiàn)象：變頻器停止點動運行。

現(xiàn)象：變頻器停止運行。9.1.4采用USS廣播方式通訊

采用USS廣播方式通訊時，所有的從站都通過一個簡單的報文來尋址，這樣，分成若干組的多臺變頻器可以實現(xiàn)同時起動和停車。采用USS廣播方式通訊時，USS報文的第三個字節(jié)ADR的位5必須設(shè)置為1，其它位應(yīng)設(shè)置為0（等于從站地址32（十進制））；USS報文的PKW區(qū)必須是4個字長。而且，至少應(yīng)使第1個字的位15，位2和位1設(shè)置為“高”，也必須使第2個字的位15和位0設(shè)置為“高”，字3和字4隨意，這就給出了如下的PKW報文：8006800100000000（hex），這是在USS通訊規(guī)程中規(guī)定的。也可以在PKW區(qū)發(fā)送FFFFFFFFFFFFFFFF，因為這樣也可以使必須置1的那些位設(shè)置為“高”。

廣播方式下，PKW不能用于讀/寫參數(shù)的數(shù)值；通常，PZD是兩個字，通訊鏈路上所有的變頻器同時對命令和設(shè)定值作出反應(yīng)。

廣播方式下，各個從站不產(chǎn)生應(yīng)答報文，不對廣播的報文作出響應(yīng)。9.1.5MICROMASTER4有關(guān)USS通訊的參數(shù)設(shè)置

MICROMASTER4可以有兩種USS通訊接口：RS232和RS485。RS232接口用選件模塊（訂貨號為：6SE6400-1PC00-0AA0）實現(xiàn)。RS485接口時，是將端子14和15分別連接到P+和N-來實現(xiàn)。在有關(guān)的參數(shù)文獻(xiàn)中，采用RS485的USS有時稱為USS2，而采用RS232的USS稱為USS1。無論哪種情況下，報文的結(jié)構(gòu)都是相同的。通常，USS的參數(shù)有兩個下標(biāo)，[下標(biāo)0]對應(yīng)于RS485，而[下標(biāo)1]對應(yīng)于RS232。

1.

基本設(shè)置為了進行USS通訊，必須確定變頻器采用的是RS485接口，還是RS232接口。據(jù)此可以確定USS參數(shù)應(yīng)設(shè)定為哪個下標(biāo)。

P0003=2

P2010=USS

波特率。

P2011=USS

結(jié)點地址。一旦設(shè)置了這些參數(shù)，就可以進行通訊了。主站可以對變頻器的參數(shù)（PKW區(qū)）進行讀和寫，也可以監(jiān)測變頻器的狀態(tài)和實際的輸出頻率（PZD區(qū)）。

P0700=4或5。這一設(shè)置允許通過USS對變頻器進行控制。在“PZD區(qū)”一節(jié)中，給出了對每一位含義的解釋。常規(guī)的正向運行（RUN）和停車（OFF1）命令分別是047F（hex）和047E（hex）。

P1000=4或5。這一設(shè)置允許通過USS發(fā)送主設(shè)定值。這是缺省情況下用P2000進行的規(guī)格化，所以，4000（hex）=在P2000中設(shè)定的數(shù)值。

2.

一般的高級設(shè)置

P1000=x4或x5。允許附加設(shè)定值與USS主設(shè)定值相加（參看P1000的參數(shù)說明）。

P1000=4x或5x。允許把USS設(shè)定值作為附加設(shè)定值與變頻器的主設(shè)定值相加。以下參數(shù)只在專家訪問級有效（P0003=3）。

P0003=3

允許訪問專家訪問級的參數(shù)。

P2009=USS規(guī)格化（具有兼容性）。設(shè)置值為0時，根據(jù)P2000的基準(zhǔn)頻率進行頻率設(shè)定值的規(guī)格化。設(shè)置值為1時，允許設(shè)定值以絕對十進制數(shù)的形式發(fā)送（例如，4000（十進制）=0FA0（hex）=40.00Hz），這是為了與早期的MICROMASTER產(chǎn)品兼容。這對應(yīng)答報文中的實際值（HIW）也有效。

P2014=USS的停止傳輸時間（ms）。允許用戶設(shè)定一個時間，在經(jīng)過這個時間以后，如果USS通道接收不到報文，就將產(chǎn)生故障信號F070。缺省設(shè)定值是0ms，閉鎖了定時器。9.2

使用USS協(xié)議指令和變頻器通信

為方便使用USS協(xié)議，西門子公司為S7-200系列PLC提供了USS協(xié)議指令庫。STEP7-Micro/WIN軟件中的USS協(xié)議指令庫，包括預(yù)先組態(tài)好的子程序和中斷程序，這些子程序和中斷程序都是專門為通過USS協(xié)議與驅(qū)動通訊而設(shè)計的。通過USS指令，可以方便的控制這個物理驅(qū)動，并讀/寫驅(qū)動參數(shù)。USS協(xié)議指令庫以獨立軟件包的形式提供，安裝完成后，在STEP7-Micro/WIN指令樹的庫文件夾中可以找到這些指令。當(dāng)選擇一個USS指令時，系統(tǒng)會自動增加一個或多個相關(guān)的子程序（USS1到USS7）而不需編程者的參與。9.2.1USS協(xié)議指令的要求

STEP7--Micro/WIN指令庫提供14個子程序、3個中斷程序和8條指令支持USS協(xié)議。USS指令使用S7--200中的下列資源：（1）初始化USS協(xié)議將Port0專用作USS通訊。（2）USS指令影響所有的與Port0自由口通訊相關(guān)的SM區(qū)。（3）USS指令使用14個子程序和3個中斷程序。（4）USS指令使得您的用戶程序?qū)Υ鎯臻g的需求最多可增加3600字節(jié)。（5）USS指令的變量需要400字節(jié)的V存儲區(qū)。（6）有一些USS指令還要求16字節(jié)的通訊緩存區(qū)。（7）在執(zhí)行計算時，USS指令使用累加器AC0至AC3。（8）USS指令不能用在中斷程序中。

如果要將Port0恢復(fù)為PPI使之與STEP7-Micro/WIN通訊，可以使用另外一條USS_INIT指令重新設(shè)定Port0。還可以將S7-200的模式開關(guān)設(shè)為STOP，這樣就使Port0恢復(fù)為PPI通訊模式。

注意，停止與驅(qū)動的通訊也就停止了驅(qū)動。9.2.2變頻器通訊時間

S7-200PLC的循環(huán)掃描和變頻器的通訊是異步的。S7-200PLC完成與一個變頻器的通信之前需要完成若干個循環(huán)

掃描，這取決于連接的變頻器數(shù)目，波特率，以及CPU的掃描時間。有一些變頻器在使用參數(shù)訪問指令時要求更長的時延。參數(shù)訪問對時間的需求量取決于驅(qū)動的類型和要訪問的參數(shù)。在使用USS_INIT指令將Port0指定為USS協(xié)議后，S7-200會以表9-11所示的時間間隔輪詢所有激活的變頻器。

一次只能啟動一個USS_RPM_x或USS_WPM_x指令。要等到每個指令的Done位輸出指示完成，才能通過用戶邏輯觸發(fā)一個新的指令。每個變頻器只能使用一個USS_CTRL指令。表9-11變頻器通信時間

9.2.3USS協(xié)議編程順序

S7-200程序中使用USS協(xié)議指令的編程順序如下：1.在程序中插入USS_INIT指令并且該指令只在一個循環(huán)周期內(nèi)執(zhí)行一次，可以用USS_INIT指令啟動或改變USS通訊參數(shù)。2.將一個V存儲器地址分配給USS全局符號表中的第一個存儲單元。所有其它地址都是自動地分配的?？偣残枰?00連續(xù)字節(jié)。3.在用戶程序內(nèi)每一個激活變頻器只能有一條DRV_CTRL。可以任意添加READ_PM和WRITE_PM指令，但是每次只能激活其中的一個指令。4.配置變頻器參數(shù)，以便與程序中所用的波特率和地址相匹配。5.連接S7-200和變頻器之間的通信電纜。9.2.4USS協(xié)議指令

1.USS_INIT指令

USS_INIT指令用于允許和初始化或禁止MicroMaster變頻器通信。在可以使用任何其它USS協(xié)議指令之前，必須先執(zhí)行USS_INIT指令且沒有錯誤返回。指令執(zhí)行完后，完成位（Donebit）立即置位，然后才能繼續(xù)執(zhí)行下一條指令。圖9-4USS_INIT指令的格式圖9-5Active的格式說明

2.USS_CTRL指令

USS_CTRL指令用于控制激活的MicroMaster變頻器。USS_CTRL指令將選擇的命令放到通訊緩沖區(qū)內(nèi)；然后，如果已經(jīng)在USS_INIT指令的激活參數(shù)中選擇了變頻器，則此命令將被發(fā)送到該變頻器（變頻器參數(shù)）中。對于每一個變頻器只能使用一個USS_CTRL指令。圖9-6USS_CTRL指令的格式

3.USS_RPM_x指令

有三個用于USS協(xié)議的讀指令：

1）USS_RPM_W指令讀取一個無符號字類型的參數(shù)。

2）USS_RPM_D指令讀取一個無符號雙字類型的參數(shù)。

3）USS_RPM_R指令讀取一個浮點數(shù)類型的參數(shù)。圖9-7USS_RPM_x指令的格式

4.USS_WPM_x指令

有三個用于USS協(xié)議的寫指令：

1）USS_WPM_W指令寫一個無符號字類型的參數(shù)。

2）USS_WPM_D指令寫一個無符號雙字類型的參數(shù)。

3）USS_WPM_R指令寫一個浮點數(shù)類型的參數(shù)。圖9-8USS_WPM_x指令的格式

5.USS協(xié)議程序的實例

[例9-10]通過USS控制節(jié)點號為0的MicroMaster4變頻器。設(shè)定USS通訊速率為為19200波特率，由S7-200輸入端的I0.0控制變頻器的運行和停止，I0.1和I0.2控制停止方式，I0.4控制電機的運行方向，并可讀寫變頻器的參數(shù)。

9.3使用PROFIBUS-DP模板和變頻器通信PROFIBUS是ProcessFieldBus(過程現(xiàn)場總線)的縮寫，它是以SIEMENS公司為主由10多個公司和研究所一起開發(fā)的一種現(xiàn)場總線技術(shù)。PROFIBUS是一種開放的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，它是針對一般工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計和開發(fā)的。PROFIBUS的運行可以通過各式各樣的硬件連接介質(zhì)，例如光纖和RS485。有三種版本的PROFIBUS：FMS，DP和PA，所有這些版本都可以使用。常用的版本是DP，適用的控制對象是一般的工業(yè)應(yīng)用，這是西門子傳動產(chǎn)品支持的版本。也有適合于控制過程復(fù)雜、安全性要求嚴(yán)格的石油、化工等以模擬量為主的過程控制領(lǐng)域的PA技術(shù)。9.3.1PROFIBUS-DP總線概況

解決車間級通用性通信任務(wù)，用于紡織工業(yè)、樓宇自動化、電氣傳動、傳感器、PLC、低壓開關(guān)等一般自動化控制快速—即插即用—高效低成本。DP專為自動控制系統(tǒng)和設(shè)備級分散的I/O之間通信設(shè)計，使用DP模塊可取代價格昂貴的24V或0—20mA并行信號線，用于分布式

控制系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳輸

PA面向應(yīng)用—總線供電—本質(zhì)安全，專為過程自動化設(shè)計，是標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)安全的傳輸技術(shù)，用于安全性要求較高的場合及由總線供電的站點

PROFIBUS-DP一般用于車間設(shè)備級(Devices)的高速數(shù)據(jù)通信，主站(PLC或IPC等)通過標(biāo)準(zhǔn)的PROFIBUS-DP專用電纜與分散的現(xiàn)場設(shè)備(遠(yuǎn)程I／O、驅(qū)動器、閥門、智能傳感器或下層網(wǎng)絡(luò)等)進行通信，對整個DP網(wǎng)絡(luò)進行管理和控制。在PROFIBUS-DP中多數(shù)數(shù)據(jù)交換是周期性的，第一類主站(Master)循環(huán)地讀取各從站(Slaves)的輸入信息并向它們發(fā)出有關(guān)的輸出信息。另外，非循環(huán)通信還提供了強大的網(wǎng)絡(luò)及參數(shù)配置、故障診斷和報警處理等功能。

PROFIBUS-DP交換數(shù)據(jù)使用異步傳輸技術(shù)和NRZ(NonReturntoZero)編碼，傳輸速率從9.6kbit/s到12Mbit/s?，F(xiàn)在許多廠家生產(chǎn)類型眾多的PROFIBUS設(shè)備，這些設(shè)備包括從簡單的輸入或輸出模塊再到電動機控制器和PLC。MICROMASTER4變頻器可以通過PROFIBUS-DP通信模塊連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)中。

1.PROFIBUS-DP模板的使用

為了連接成PROFIBUS系統(tǒng)，必須采用PROFIBUS模板。這一模板安裝在變頻器的正面，通過RS485串行接口與變頻器進行通訊。雖然PROFIBUS系統(tǒng)比某些協(xié)議（例如USS協(xié)議）更為復(fù)雜，但是，它具有以下一些優(yōu)點：1)是開放的，定義透明的系統(tǒng)。2)由不同的制造商開發(fā)了多種產(chǎn)品。3)在工業(yè)應(yīng)用中證明效果很好。4)減少了現(xiàn)場布線的數(shù)量；便于(不用更改布線)重新編程，監(jiān)測和控制。5)速度快，通信速率最高可達(dá)12Mbit/s。6)一個DP系統(tǒng)最多可以連接125個從站。7)可以由一個主站或多個主站進行操作。8)通訊方式可以是點對點或廣播方式。9)有支持和開發(fā)軟件供使用。

2.PROFIBUS-DP模板

PROFIBUS模板是一個可選件，用戶采用這一選件后，可以通過PROFIBUS-DP串行總線對MICROMASTER4進行控制。用于MICROMASTER4變頻器的PROFIBUS模板具有以下特點：1)通過PROFIBUS總線系統(tǒng)可進行快速的周期通訊。2)

PROFIBUS支持的波特率可達(dá)12Mbit/s。3)

采用PROFIBUS-DP協(xié)議最多可以控制125臺變頻器（帶有重發(fā)器）。

4)符合EN50170規(guī)范的要求，保證串行總線系統(tǒng)的通訊是開放的。5)使用S7管理軟件，或其它任何專用的PROFIBUS調(diào)試工具，系統(tǒng)配置十分方便。6)采用專門設(shè)計的功能塊（S5）和軟件模塊（S7），可以簡便地集成到SIMATICS5或S7的PLC系統(tǒng)中。7)模板從變頻器的正面插入，操作十分方便。

8)可以通過串行總線讀出數(shù)字和模擬的輸入，控制數(shù)字和模擬的輸出。

9)處理數(shù)據(jù)的響應(yīng)時間為5mS。10)輸出頻率可以在變頻器的機旁控制，也可以通過串行總線進行遠(yuǎn)程控制。11)所有的變頻器參數(shù)都可以通過串行鏈路進行訪問。

按照VDI/VDE3689的規(guī)定，PROFIBUS-DP通訊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以是PPO

類型1或PPO類型3。其含義實際上就是，發(fā)送的數(shù)據(jù)總是過程數(shù)據(jù)（發(fā)送報文中的控制字，設(shè)定值，和接收報文中的狀態(tài)字，實際值）。如果總線的頻帶寬度或PLC的存儲空間非常寶貴，那么，參數(shù)數(shù)據(jù)的交換就可能被封鎖。如果沒有指定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的PPO類型，缺省的PPO類型是1，允許進行參數(shù)數(shù)據(jù)的交換。從串行鏈路傳輸?shù)倪^程數(shù)據(jù)與參數(shù)數(shù)據(jù)相比，具有更高的優(yōu)先級，這就是說，修改設(shè)定值或改變變頻