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(bào)人：xx2變頻器的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)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(dòng)控制系統(tǒng)中，目前多采用基于變頻器的交流傳動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)變頻器的控制多采用通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(guò)變頻器的外部端子進(jìn)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(jiǎn)潔明了，更易于安裝和維護(hù)。通過(guò)變頻器的總線接口，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控變頻器的運(yùn)行狀態(tài)，從而及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和排除故障。本章以西門(mén)子變頻器的USS通訊為例，介紹變頻器聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的原理和方法。

所有的標(biāo)準(zhǔn)西門(mén)子變頻器都有一個(gè)串行接口，串行接口采用RS485雙線連接，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)環(huán)境的應(yīng)用對(duì)象。單一的RS485鏈路最多可以連接31臺(tái)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(gè)主控制器（主站），而各個(gè)變頻器則是從屬的控制對(duì)象（從站）。采用串行接口對(duì)變頻器進(jìn)行控制有很多優(yōu)點(diǎn)：大大減少布線的數(shù)量，通過(guò)串行接口設(shè)置和修改變頻器的參數(shù)，無(wú)需重新連線就可以改變控制功能，且可實(shí)時(shí)的監(jiān)控傳動(dòng)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(dòng)產(chǎn)品的通用通訊協(xié)議，它是一種基于串行總線進(jìn)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(gè)主站和最多31個(gè)從站；總線上的每個(gè)從站都有一個(gè)站地址（在從站參數(shù)中設(shè)定），主站依靠它識(shí)別每個(gè)從站；每個(gè)從站也只對(duì)主站發(fā)來(lái)的報(bào)文做出響應(yīng)并回送報(bào)文，從站之間不能直接進(jìn)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(shí)給所有從站發(fā)送報(bào)文，從站在接收到報(bào)文并做出相應(yīng)的響應(yīng)后可不回送報(bào)文。9.1.1USS協(xié)議通訊報(bào)文的結(jié)構(gòu)每條報(bào)文都是以字符STX（=02hex）開(kāi)始，接著是長(zhǎng)度的說(shuō)明（LGE）和地址字節(jié)（ADR）。然后是有效的數(shù)據(jù)字符。報(bào)文以數(shù)據(jù)塊的檢驗(yàn)符（BCC）結(jié)束。報(bào)文結(jié)構(gòu)如圖9-1所示。（1）STX：STX區(qū)是一個(gè)字節(jié)的ASCII字符（02hex），表示一條報(bào)文信息的開(kāi)始。（2）

LGE：LGE區(qū)是一個(gè)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(gè)字節(jié)，是從站結(jié)點(diǎn)（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(zhǎng)度為一個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)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(yùn)算的結(jié)果。9.1.2PKW區(qū)

PKW區(qū)說(shuō)明參數(shù)識(shí)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(jī)理，這一機(jī)理確定了參數(shù)在兩個(gè)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(xiě)。

1.PKW區(qū)的信息內(nèi)容

PKW區(qū)前兩個(gè)字（PKE和IND）的信息是關(guān)于主站請(qǐng)求的任務(wù)（任務(wù)識(shí)別標(biāo)記ID）或應(yīng)答報(bào)文的類型（應(yīng)答識(shí)別標(biāo)記ID），PKW區(qū)第1個(gè)字的結(jié)構(gòu)見(jiàn)表9-1，PKW區(qū)第2個(gè)字的結(jié)構(gòu)見(jiàn)表9-2。PKW區(qū)的第3、第4個(gè)字規(guī)定報(bào)文中要訪問(wèn)的變頻器的參數(shù)號(hào)（PNU）。PNU的編號(hào)與MICROMASTER4的參數(shù)號(hào)相對(duì)應(yīng)，例如，1082=P1082=Fmax，此參數(shù)用來(lái)設(shè)定變頻器可輸出的最高電動(dòng)機(jī)頻率。表9-1PKW區(qū)第1個(gè)字的結(jié)構(gòu)

表9-2PKW區(qū)第2個(gè)字的結(jié)構(gòu)

表9-3完整的參數(shù)號(hào)產(chǎn)生機(jī)理

表9-4PKW區(qū)第3個(gè)字的結(jié)構(gòu)

表9-5PKW區(qū)第4個(gè)字的結(jié)構(gòu)

2.USS的任務(wù)和應(yīng)答

USS協(xié)議通訊報(bào)文中PKW區(qū)第1個(gè)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(shí)別標(biāo)記ID）或從站回傳的數(shù)據(jù)類型代碼（應(yīng)答識(shí)別標(biāo)記ID）。表9-6任務(wù)識(shí)別標(biāo)記ID的定義

表9-7應(yīng)答識(shí)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(zhǎng)度（3或4），那么，主站必須在PKW區(qū)正確地發(fā)送3或4個(gè)字（否則，從站將不能對(duì)報(bào)文作出響應(yīng)），從站的應(yīng)答PKW也是3或4個(gè)字。如果MICROMASTER4采用固定長(zhǎng)度，則應(yīng)是4個(gè)字，因?yàn)?個(gè)字不足以支持很多參數(shù)（也就是雙字長(zhǎng)的參數(shù)）。對(duì)于可變長(zhǎng)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(bào)文的長(zhǎng)度也只是需要多長(zhǎng)就多長(zhǎng)。

3.PKW實(shí)例

（1）讀出參數(shù)號(hào)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(qǐng)求參數(shù)P0700的數(shù)值.MICROMASTER4→USS：12BC00000002

應(yīng)答報(bào)文告訴我們，

P0700是一個(gè)單字長(zhǎng)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(qǐng)求參數(shù)P1082的數(shù)值。MICROMASTER4→USS：243A000042480000

應(yīng)答報(bào)文告訴我們，這是一個(gè)雙字長(zhǎng)參數(shù)，數(shù)值為42480000（IEEE浮點(diǎn)數(shù)）。IEEE浮點(diǎn)數(shù)的格式如下：位31=符號(hào)，位23至位30=階，位0至位22=尾數(shù)，用十進(jìn)制數(shù)表示時(shí)是：數(shù)值=（（-1）的‘符號(hào)’次冪）

Χ（2的（階-127）次冪）Χ1.（尾數(shù)）。本例中：符號(hào)=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(hào)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(qǐng)求參數(shù)P2000的數(shù)值。MM4→USS：2000800042480000

應(yīng)答報(bào)文告訴我們，這是一個(gè)雙字長(zhǎng)參數(shù)，數(shù)值為42480000（IEEE浮點(diǎn)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(qǐng)求參數(shù)P2010[1]的數(shù)值。MM4→USS：100080010006

應(yīng)答報(bào)文告訴我們，這是一個(gè)單字長(zhǎng)參數(shù)，數(shù)值為6（hex）。

注：在本例中，采用任務(wù)識(shí)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(guò)USS讀出參數(shù)數(shù)值USS→MM4：143A000000000000MM4→USS：243A000042480000

應(yīng)答識(shí)別標(biāo)志2表明，這是一個(gè)雙字長(zhǎng)參數(shù)，所以我們必須采用任務(wù)識(shí)別標(biāo)志3“修改參數(shù)數(shù)值（雙字長(zhǎng)）[只改變RAM]”。第2步：把參數(shù)數(shù)值修改為40.00（=42200000（IEEE浮點(diǎn)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(lái)設(shè)定PKW的長(zhǎng)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(wèn)雙字長(zhǎng)（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(shí)，單字長(zhǎng)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(diǎn)進(jìn)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(guò)PKW讀/寫(xiě)單字長(zhǎng)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?yàn)?，后?lái)的軟件版本不支持上述的處理錯(cuò)誤。如果PKW只用于讀/寫(xiě)雙字長(zhǎng)參數(shù)（例如斜坡時(shí)間等），采用P2013=4的設(shè)置是沒(méi)有問(wèn)題的。

9.1.3PZD區(qū)

通訊報(bào)文的PZD(過(guò)程數(shù)據(jù))區(qū)是為控制和監(jiān)測(cè)變頻器而設(shè)計(jì)的。在主站和從站中收到的PZD總是以最高的優(yōu)先級(jí)加以處理。處理PZD的優(yōu)先級(jí)高于處理PKW的優(yōu)先級(jí)，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(guò)程數(shù)據(jù))區(qū)的結(jié)構(gòu)

1.過(guò)程數(shù)據(jù)區(qū)的任務(wù)報(bào)文（主站→MICROMASTER4）⑴STW（變頻器的控制字）PZD任務(wù)報(bào)文的第1個(gè)字是變頻器的控制字（STW）。通過(guò)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(guò)程數(shù)據(jù)區(qū)的任務(wù)報(bào)文（主站→MICROMASTER4）（2）

HSW（主設(shè)定值）PZD任務(wù)報(bào)文的第2個(gè)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(hào)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(jìn)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(duì)十進(jìn)制數(shù)的形式發(fā)送（即4000（十進(jìn)制）（=0FA0hex）等于40.00Hz。）

2.應(yīng)答報(bào)文（MICROMASTER4→主站）（1）

ZSW（變頻器的狀態(tài)字）PZD應(yīng)答報(bào)文的第1個(gè)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(yùn)行參數(shù)實(shí)際值）PZD應(yīng)答報(bào)文的第2個(gè)字是主要的運(yùn)行參數(shù)實(shí)際值（HIW）。通常，把它定義為變頻器的實(shí)際輸出頻率。通過(guò)P2009進(jìn)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(shí)例

[例9-8]正向運(yùn)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(jìn)行通訊），設(shè)定P1000為4或5（分別是USS經(jīng)由RS232或RS485進(jìn)行通訊）。第1步：發(fā)送PZD命令：047E3333（hex）可能的應(yīng)答報(bào)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(yùn)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(yùn)行。

[例9-9]通過(guò)USS使變頻器點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行正向運(yùn)行必須設(shè)定P0700為4或5（分別是USS經(jīng)由RS232或RS485進(jìn)行通訊），變頻器必須是停止?fàn)顟B(tài)，并已準(zhǔn)備好投入運(yùn)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(kāi)始點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行第2步：發(fā)送PZD命令:057E0000（hex）。現(xiàn)象：變頻器開(kāi)始正向點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行第3步：發(fā)送PZD命令:067E0000（hex）?，F(xiàn)象：變頻器開(kāi)始正向點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行第4步：發(fā)送PZD命令:047E0000（hex）?，F(xiàn)象：變頻器停止點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行。

現(xiàn)象：變頻器停止運(yùn)行。9.1.4采用USS廣播方式通訊

采用USS廣播方式通訊時(shí)，所有的從站都通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的報(bào)文來(lái)尋址，這樣，分成若干組的多臺(tái)變頻器可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)起動(dòng)和停車(chē)。采用USS廣播方式通訊時(shí)，USS報(bào)文的第三個(gè)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(jìn)制））；USS報(bào)文的PKW區(qū)必須是4個(gè)字長(zhǎng)。而且，至少應(yīng)使第1個(gè)字的位15，位2和位1設(shè)置為“高”，也必須使第2個(gè)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(bào)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?yàn)檫@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(xiě)參數(shù)的數(shù)值；通常，PZD是兩個(gè)字，通訊鏈路上所有的變頻器同時(shí)對(duì)命令和設(shè)定值作出反應(yīng)。

廣播方式下，各個(gè)從站不產(chǎn)生應(yīng)答報(bào)文，不對(duì)廣播的報(bào)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(hào)為：6SE6400-1PC00-0AA0）實(shí)現(xiàn)。RS485接口時(shí)，是將端子14和15分別連接到P+和N-來(lái)實(shí)現(xiàn)。在有關(guān)的參數(shù)文獻(xiàn)中，采用RS485的USS有時(shí)稱為USS2，而采用RS232的USS稱為USS1。無(wú)論哪種情況下，報(bào)文的結(jié)構(gòu)都是相同的。通常，USS的參數(shù)有兩個(gè)下標(biāo)，[下標(biāo)0]對(duì)應(yīng)于RS485，而[下標(biāo)1]對(duì)應(yīng)于RS232。

1.

基本設(shè)置為了進(jìn)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(gè)下標(biāo)。

P0003=2

P2010=USS

波特率。

P2011=USS

結(jié)點(diǎn)地址。一旦設(shè)置了這些參數(shù)，就可以進(jìn)行通訊了。主站可以對(duì)變頻器的參數(shù)（PKW區(qū)）進(jìn)行讀和寫(xiě)，也可以監(jiān)測(cè)變頻器的狀態(tài)和實(shí)際的輸出頻率（PZD區(qū)）。

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

P1000=4或5。這一設(shè)置允許通過(guò)USS發(fā)送主設(shè)定值。這是缺省情況下用P2000進(jìn)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(jí)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(shuō)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(wèn)級(jí)有效（P0003=3）。

P0003=3

允許訪問(wèn)專家訪問(wèn)級(jí)的參數(shù)。

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

P2014=USS的停止傳輸時(shí)間（ms）。允許用戶設(shè)定一個(gè)時(shí)間，在經(jīng)過(guò)這個(gè)時(shí)間以后，如果USS通道接收不到報(bào)文，就將產(chǎn)生故障信號(hào)F070。缺省設(shè)定值是0ms，閉鎖了定時(shí)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(mén)子公司為S7-200系列PLC提供了USS協(xié)議指令庫(kù)。STEP7-Micro/WIN軟件中的USS協(xié)議指令庫(kù)，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(mén)為通過(guò)USS協(xié)議與驅(qū)動(dòng)通訊而設(shè)計(jì)的。通過(guò)USS指令，可以方便的控制這個(gè)物理驅(qū)動(dòng)，并讀/寫(xiě)驅(qū)動(dòng)參數(shù)。USS協(xié)議指令庫(kù)以獨(dú)立軟件包的形式提供，安裝完成后，在STEP7-Micro/WIN指令樹(shù)的庫(kù)文件夾中可以找到這些指令。當(dāng)選擇一個(gè)USS指令時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)增加一個(gè)或多個(gè)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(kù)提供14個(gè)子程序、3個(gè)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(gè)子程序和3個(gè)中斷程序。（4）USS指令使得您的用戶程序?qū)Υ鎯?chǔ)空間的需求最多可增加3600字節(jié)。（5）USS指令的變量需要400字節(jié)的V存儲(chǔ)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(jì)算時(shí)，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(kāi)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(dòng)的通訊也就停止了驅(qū)動(dòng)。9.2.2變頻器通訊時(shí)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(gè)變頻器的通信之前需要完成若干個(gè)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(shí)間。有一些變頻器在使用參數(shù)訪問(wèn)指令時(shí)要求更長(zhǎng)的時(shí)延。參數(shù)訪問(wèn)對(duì)時(shí)間的需求量取決于驅(qū)動(dòng)的類型和要訪問(wèn)的參數(shù)。在使用USS_INIT指令將Port0指定為USS協(xié)議后，S7-200會(huì)以表9-11所示的時(shí)間間隔輪詢所有激活的變頻器。

一次只能啟動(dòng)一個(gè)USS_RPM_x或USS_WPM_x指令。要等到每個(gè)指令的Done位輸出指示完成，才能通過(guò)用戶邏輯觸發(fā)一個(gè)新的指令。每個(gè)變頻器只能使用一個(gè)USS_CTRL指令。表9-11變頻器通信時(shí)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U(xiǎn)SS_INIT指令并且該指令只在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)執(zhí)行一次，可以用USS_INIT指令啟動(dòng)或改變USS通訊參數(shù)。2.將一個(gè)V存儲(chǔ)器地址分配給USS全局符號(hào)表中的第一個(gè)存儲(chǔ)單元。所有其它地址都是自動(dòng)地分配的。總共需要400連續(xù)字節(jié)。3.在用戶程序內(nèi)每一個(gè)激活變頻器只能有一條DRV_CTRL?？梢匀我馓砑覴EAD_PM和WRITE_PM指令，但是每次只能激活其中的一個(gè)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(méi)有錯(cuò)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(shuō)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(duì)于每一個(gè)變頻器只能使用一個(gè)USS_CTRL指令。圖9-6USS_CTRL指令的格式

3.USS_RPM_x指令

有三個(gè)用于USS協(xié)議的讀指令：

1）USS_RPM_W指令讀取一個(gè)無(wú)符號(hào)字類型的參數(shù)。

2）USS_RPM_D指令讀取一個(gè)無(wú)符號(hào)雙字類型的參數(shù)。

3）USS_RPM_R指令讀取一個(gè)浮點(diǎn)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(gè)用于USS協(xié)議的寫(xiě)指令：

1）USS_WPM_W指令寫(xiě)一個(gè)無(wú)符號(hào)字類型的參數(shù)。

2）USS_WPM_D指令寫(xiě)一個(gè)無(wú)符號(hào)雙字類型的參數(shù)。

3）USS_WPM_R指令寫(xiě)一個(gè)浮點(diǎn)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(shí)例

[例9-10]通過(guò)USS控制節(jié)點(diǎn)號(hào)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(yùn)行和停止，I0.1和I0.2控制停止方式，I0.4控制電機(jī)的運(yùn)行方向，并可讀寫(xiě)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(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線)的縮寫(xiě)，它是以SIEMENS公司為主由10多個(gè)公司和研究所一起開(kāi)發(fā)的一種現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。PROFIBUS是一種開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，它是針對(duì)一般工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的。PROFIBUS的運(yùn)行可以通過(guò)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(duì)象是一般的工業(yè)應(yīng)用，這是西門(mén)子傳動(dòng)產(chǎn)品支持的版本。也有適合于控制過(guò)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(guò)程控制領(lǐng)域的PA技術(shù)。9.3.1PROFIBUS-DP總線概況

解決車(chē)間級(jí)通用性通信任務(wù)，用于紡織工業(yè)、樓宇自動(dòng)化、電氣傳動(dòng)、傳感器、PLC、低壓開(kāi)關(guān)等一般自動(dòng)化控制快速—即插即用—高效低成本。DP專為自動(dòng)控制系統(tǒng)和設(shè)備級(jí)分散的I/O之間通信設(shè)計(jì)，使用DP模塊可取代價(jià)格昂貴的24V或0—20mA并行信號(hào)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(guò)程自動(dòng)化設(shè)計(jì)，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(chǎng)合及由總線供電的站點(diǎn)

PROFIBUS-DP一般用于車(chē)間設(shè)備級(jí)(Devices)的高速數(shù)據(jù)通信，主站(PLC或IPC等)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的PROFIBUS-DP專用電纜與分散的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(遠(yuǎn)程I／O、驅(qū)動(dòng)器、閥門(mén)、智能傳感器或下層網(wǎng)絡(luò)等)進(jìn)行通信，對(duì)整個(gè)DP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)及參數(shù)配置、故障診斷和報(bào)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。現(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(jiǎn)單的輸入或輸出模塊再到電動(dòng)機(jī)控制器和PLC。MICROMASTER4變頻器可以通過(guò)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(guò)RS485串行接口與變頻器進(jìn)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(diǎn)：1)是開(kāi)放的，定義透明的系統(tǒng)。2)由不同的制造商開(kāi)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(chǎng)布線的數(shù)量；便于(不用更改布線)重新編程，監(jiān)測(cè)和控制。5)速度快，通信速率最高可達(dá)12Mbit/s。6)一個(gè)DP系統(tǒng)最多可以連接125個(gè)從站。7)可以由一個(gè)主站或多個(gè)主站進(jìn)行操作。8)通訊方式可以是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或廣播方式。9)有支持和開(kāi)發(fā)軟件供使用。

2.PROFIBUS-DP模板

PROFIBUS模板是一個(gè)可選件，用戶采用這一選件后，可以通過(guò)PROFIBUS-DP串行總線對(duì)MICROMASTER4進(jìn)行控制。用于MICROMASTER4變頻器的PROFIBUS模板具有以下特點(diǎn)：1)通過(guò)PROFIBUS總線系統(tǒng)可進(jìn)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(tái)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(kāi)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(mén)設(shè)計(jì)的功能塊（S5）和軟件模塊（S7），可以簡(jiǎn)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(guò)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(shí)間為5mS。10)輸出頻率可以在變頻器的機(jī)旁控制，也可以通過(guò)串行總線進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。11)所有的變頻器參數(shù)都可以通過(guò)串行鏈路進(jìn)行訪問(wèn)。

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(shí)際上就是，發(fā)送的數(shù)據(jù)總是過(guò)程數(shù)據(jù)（發(fā)送報(bào)文中的控制字，設(shè)定值，和接收?qǐng)?bào)文中的狀態(tài)字，實(shí)際值）。如果總線的頻帶寬度或PLC的存儲(chǔ)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(méi)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(jìn)行參數(shù)數(shù)據(jù)的交換。從串行鏈路傳輸?shù)倪^(guò)程數(shù)據(jù)與參數(shù)數(shù)據(jù)相比，具有更高的優(yōu)先級(jí)，這就是說(shuō)，修改設(shè)定值或改變變頻