使用USS協(xié)議的要求、注意事項(xiàng)及應(yīng)用實(shí)例分析

1、 引 言

在某衛(wèi)星地球站控制系統(tǒng)中，天線控制系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的距離有1 000 m。要求監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)時(shí)讀取和設(shè)置變頻調(diào)的參數(shù)。在天線控制系統(tǒng)中安裝了西門(mén)子S7-200可編程控制器和西門(mén)子變頻器調(diào)速器。通過(guò)西門(mén)子S7-200的自由通訊口0與下掛的4臺(tái)變頻進(jìn)行數(shù)字化的信息傳遞，采用USS協(xié)議。通過(guò)USS協(xié)議，S7-200 PLC可以實(shí)時(shí)讀取和設(shè)置變頻調(diào)的相關(guān)參數(shù)。通訊速率可達(dá)187～kb/s，通信介質(zhì)采用RS 485屏蔽雙絞線。利用S7-200的自由通訊口1與上位監(jiān)控機(jī)通過(guò)RS 485方式通訊，將變頻器的信息通過(guò)S7-200實(shí)時(shí)傳送到上位工控機(jī)中。

通過(guò)這樣的方式可以有效地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、減少電纜的數(shù)量，提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平及運(yùn)行的可靠性。本文介紹如何使用USS協(xié)議以及使用UISS協(xié)議要注意的問(wèn)題。

2、使用USS協(xié)議的要求

（1）初始化USS協(xié)議將專用作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指令使得用戶程序?qū)Υ鎯?chǔ)空間的需求最多可增加3 450 B；

（5）USS指令的變量需要400 B的V存儲(chǔ)區(qū)。該區(qū)域的起始地址由用戶指定并保留給USS變量；

（6）USS指令還要求16 B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～AC3

（8）USS指令不能用在中斷程序中。

3、如何使用USS協(xié)議以及使用中要注意問(wèn)題

3．1 USS協(xié)議提供的4個(gè)功能

（1）USS-INIT

在自由可編程通訊模式下，對(duì)與S7-200接口進(jìn)行的USS通訊進(jìn)行初始化。只有傳輸速率與通訊口需要定義所需的子程序、中斷和符號(hào)標(biāo)簽自動(dòng)生成。

（2）DRV CTRL

為控制和監(jiān)視變頻器：

在設(shè)定的旋轉(zhuǎn)方向和速度上的啟動(dòng)／停止；

快速停止；

以最大額定速度的百分比表示的驅(qū)動(dòng)器速率（一200％～+200％）；

驅(qū)動(dòng)器故障的確認(rèn)；

當(dāng)前驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)的詢問(wèn)。

（3）READ PM

用于從變頻器讀取參數(shù)。

（4）WRITE PM

用于將參數(shù)寫(xiě)主變頻器。

3．2 USS協(xié)議編程順序

（1）使用USS INIT指令初始化變頻器，指定端口0

用于LJSS協(xié)議，設(shè)置通訊的波特率指定哪個(gè)變頻器激活

等。程序只能通過(guò)一次啟動(dòng)或改變USS參數(shù)。此程序段

可以在程序初始化子程序中完成。

（2）使用DRV CTRL激活變頻器。每條DRVCTRL只能激活一臺(tái)變頻器。而其他 USS指令，如：REAl）RPM（讀變頻器參數(shù)）、WRITE RPM（寫(xiě)變頻器參數(shù)）可以任意添加。

（3）配置變頻器參數(shù)，以便和USS指令中指定的波特率和地址相對(duì)應(yīng)。

（4）連接PLC和變頻器間的通訊電纜。需要注意的是，因?yàn)槭峭ㄓ?，所以連線時(shí)一定要注意動(dòng)力線和通訊線分開(kāi)布線，并且通訊線要使用短而粗的屏蔽電纜，且屏蔽層要接到和變頻器相同的接地點(diǎn)，否則會(huì)給通訊造成干擾，導(dǎo)致變頻器不能正常運(yùn)行。

3．3需注意的問(wèn)題

（1）USS協(xié)議使用PLC的O端口和變頻器通訊，對(duì)于有兩個(gè)端口的S7系列PLC要注意不要使用錯(cuò)誤的端口號(hào)，而且當(dāng)端口O用于USS協(xié)議通訊時(shí)，就不能再用于其他的目的了，包括與STEP7 Micro/win的通訊；

（2）在編程時(shí)，要注意使用的V存儲(chǔ)器不要和給USS分配的存儲(chǔ)器沖突。若在USS協(xié)議中使用的是VW4725～‘VW5117之間的V存儲(chǔ)器，在編寫(xiě)程序時(shí)，不要使用這個(gè)區(qū)域附近的V存儲(chǔ)器，以防出現(xiàn)不可預(yù)料的情況。

3．4使用USS協(xié)議程序舉例

4、連接和設(shè)置4系列變頻器

4．1連接

連接4系列變頻器，將485電纜的兩端插人為USS操作提供的兩個(gè)卡式接線端。在S7-200上可使用標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS電纜和接頭。

4．2 設(shè)置M4系列變頻器

（1）將驅(qū)動(dòng)恢復(fù)為出廠設(shè)置：

P0010=30

P0970=1

（2）使能對(duì)所有參數(shù)的讀/寫(xiě)訪問(wèn)：P0003=3；

（3）檢查驅(qū)動(dòng)的電機(jī)設(shè)置：

P0304一額定電機(jī)電壓

P0305=額定電機(jī)電流

P0306一額定電機(jī)功率

P0307一額定電機(jī)頻率

P0308=額定電機(jī)速度

（4）設(shè)置本/遠(yuǎn)程控制模式：P0700 INDEX0=5；

（5）在COM鏈接中設(shè)置到USS的頻率設(shè)定值：

P1000 INDEX0=5：

（6）斜坡上升時(shí)間：P1120=0∽650 S；

（7）斜坡下降時(shí)間：P1121=0∽650 S；

（8）設(shè)置串行鏈接參考頻率：P2000=1～650 Hm

（9）設(shè)置USS標(biāo)準(zhǔn)化：P2009 INDEX0=0；

（10）設(shè)置RS 485串口波特率；

（11）輸入從站地址：P2011 INDEX 0=O～31；

（12）設(shè)置串行鏈接超時(shí)：

P2014INDEX 0=0～65 535 ms

（13）P0971=1（啟動(dòng)傳送）將參數(shù)設(shè)置的改變存入E2PROM。

5 、結(jié) 語(yǔ)

在調(diào)速控制系統(tǒng)中，通訊技術(shù)的采用已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)。USS協(xié)議作為一種小型自動(dòng)化系統(tǒng)的解決方案，已多次成功地在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用。

責(zé)任編輯：gt