变频器通信启动方式

　　（1）USS协议简介USS协议（UniversalSerialInterfaceProtocol，通用串行接口协议）是SIEMENS公司所有传动产品的通用通信协议，它是一种基于串行总线进行数据通信的协议。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31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作出响应并回送报文，从站之间不能直接进行数据通信。另外，还有一种广播通信方式，主站可以同时给所有从站发送报文，从站在接收到报文并作出相应的响应后，可不回送报文。
　　使用USS协议的优点。
　　a。对硬件设备要求低，减少了设备之间的布线。
　　b。无需重新连线就可以改变控制功能。
　　c。可通过串行接口设置或改变传动装置的参数。
　　d。可实时监控传动系统。
　　USS通信硬件连接注意要点。
　　a。条件许可的情况下，USS主站尽量选用直流型的CPU（针对S7200系列）。
　　b。一般情况下，USS通信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。
　　c。在采用屏蔽双绞线作为通信电缆时，把具有不同电位参考点的设备互连，会造成在互连电缆中产生不应有的电流，从而造成通信口的损坏。所以要确保通信电缆连接的所有设备共用一个公共电路参考点，或设备是相互隔离的，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针连接插头的插针1。建议将传动装置上的0V端子连接到机箱接地点。
　　d。尽量采用较高的波特率，通信速率只与通信距离有关，与干扰没有直接关系。
　　e。终端电阻的作用是用来防止信号反射的，并不用来抗干扰。如果在通信距离很近、波特率较低或点对点的通信的情况下，可不用终端电阻。多点通信的情况下，一般也只需在USS主站上加终端电阻就可以取得较好的通信效果。
　　f。当使用交流型的CPU22X和单相变频器进行USS通信时，CPU22X和变频器的电源必须接成同相位。
　　g。建议使用CPU226（或CPU224EM277）来调试USS通信程序。
　　h。不要带电插拔USS通信电缆，尤其是正在通信过程中，这样极易损坏传动装置和PLC的通信端口。如果使用大功率传动装置，即使传动装置掉电后，也要等几分钟，让电容放电后，再去插拔通信电缆。S7200利用USS通信速度给定，STEP7MicroWINV4。0软件中必须另外安装指令库，因为指令库不是STEP7MicroWINV4。0的标准配置，需要购买，随着STEP7MicroWINV4。0软件的升级，指令库自动升级，并不需要单独升级指令库。
　　（2）USS通信的应用以下用一个例子介绍USS通信的应用。
　　【例】用一台CPU226CN对变频器进行USS无级速度给定，已知电动机的技术参数，功率为0。06kW，额定转速为1440rmin，额定电压为380V，额定电流为0。35A，额定频率为50Hz。请制订解决方案。
　　解：软硬件配置。
　　a。1套STEP7MicroWINV4。0（含指令库）。b。1台MM440变频器。
　　c。1台CPU226CN。
　　d。1台电动机。
　　e。1根编程电缆（或者CP5611卡）。
　　f。1根屏蔽双绞线。硬件配置如图41所示。
　　【关键点】图41中，串口的第3脚与变频器的29脚相连，串口的第8脚与变频器的30脚相连，并不需要占用PLC的输出点。图416的USS通信连接是要求不严格时的做法，一般的工业现场不宜采用，工业现场的PLC端应使用专用的网络连接器，且终端电阻要接通，如图42所示，变频器端的连接图如图42所示，在购买变频器时附带有所需的电阻，并不需要另外购置。还有一点必须指出：如果有多台变频器，则只有最末端的变频器需要接入如图43所示的电阻。
　　相关指令介绍。
　　a。初始化指令。USSINIT指令被用于启用和初始化或禁止驱动器通信。在使用任何其他USS协议指令之前，必须执行USSINIT指令，且无错。一旦该指令完成，立即设置完成位，才能继续执行下一条指令。EN输入打开时，在每次扫描时执行该指令。仅限为通信状态的每次改动执行一次USSINIT指令。使用边缘检测指令，以脉冲方式打开EN输入。欲改动初始化参数，执行一条新USSINIT指令。USS输入数值选择通信协议：输入值1将端口0分配给USS协议，并启用该协议；输入值0将端口0分配给PPI，并禁止USS协议。Baud（波特率）将波特率设为1200bits、2400bits、4800bits、9600bits、19200bits、38400bits、57600bits或115200bits。Active（激活）表示激活驱动器。当USSINIT指令完成时，DONE（完成）输出打开。错误输出字节包含执行指令的结果。USSINIT指令格式见表43。站点号具体计算如下：
　　D0～D31代表32台变频器，要激活某一台变频器，就将该位置1，上面的表格将18号变频器激活，其16进制表示为：1600040000。若要将所有32台变频器都激活，则Active为16FFFFFFFF。如果只要激活第0台变频器，那么设置为1600000001，而不是想当然设置为1600000000，初学者容易犯此错误。
　　b。控制指令。USSCTRL指令被用于控制Active（激活）驱动器。USSCTRL指令将选择的命令放在通信缓冲区中，然后送至编址的驱动器Drive（驱动器）参数，条件是已在USSINIT指令的Activ（e激活）参数中选择该驱动器。仅限为每台驱动器指定一条USSCTRL指令。USSCTRL指令格式见表44。
　　具体描述如下。EN位必须打开，才能启用USSCTRL指令。该指令应当始终启用。RUN（运行）RUNSTOP（运行停止）表示驱动器是打开（1）还是关闭（0）。当RUN（运行）位打开时，驱动器收到一条命令，按指定的速度和方向开始运行。为了使驱动器运行，必须符合三个条件，分别是Drive（驱动器）在USSINIT中必须被选为Active（激活）；OFF2和OFF3必须被设为0；Fault（故障）和Inhibit（禁止）必须为0。当RUN（运行）关闭时，会向驱动器发出一条命令，将速度降低，直至电动机停止。OFF2位被用于允许驱动器滑行至停止。OFF3位被用于命令驱动器迅速停止。RespR（收到应答）位确认从驱动器收到应答。对所有的激活驱动器进行轮询，查找最新驱动器状态信息。每次S7200从驱动器收到应答时，RespR位均会打开，进行一次扫描，所有以下数值均被更新。FACK（故障确认）位被用于确认驱动器中的故障。当FACK从0转为1时，驱动器清除故障。DIR（方向）位表示驱动器应当移动的方向。驱动器（驱动器地址）输入是驱动器的地址，向该地址发送USSCTRL命令。有效地址：0～31。类型（驱动器类型）输入选择驱动器的类型。将3（或更早版本）驱动器的类型设为0。将4驱动器的类型设为1。SpeedSP（速度设定值）是作为全速百分比的驱动器速度。SpeedSP的负值会使驱动器反向旋转。范围：200。0～200。0。Error是一个包含对驱动器最新通信请求结果的错误字节。USS指令执行错误标题定义可能是因执行指令而导致的错误条件。Status是驱动器返回的状态字原始数值。Speed（反馈值）是作为全速百分比的驱动器速度。范围：200。0～200。0。RunEN（运行启用）表示驱动器是运行（1）还是停止（0）。DDir表示驱动器的旋转方向。Inhibit表示驱动器上的禁止位状态（0不禁止，1禁止）。欲清除禁止位，故障位必须关闭，RUN（运行）、OFF2和OFF3输入也必须关闭。Fault表示故障位状态（0无故障，1故障）。驱动器显示故障代码。欲清除故障位，应纠正引起故障的原因，并打开FACK位。设置变频器的参数。先查询MM440变频器的说明书，再依次在变频器中设定表44中的参数。
　　【关键点】P2011设定值为18，与程序中的地址一致，正确设置变频器的参数是USS通信成功的前提。此外，要选用USS通信的指令，只要双击在如图45所示的库中对应的指令即可。
　　编写程序。程序如图46所示。
　　USS通信