USS通信协议.docx

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1、USS通信协议西门了 S7-1200紧凑型PLC伍当前的山场中有蒼广泛的应用，作为经常与SINAMICSG120系列变频器共同使 用的PLC.其USS通信协议的使用一宜在币场上有着非常广泛的W用。本文将主要介绍如何使用USS通信协议 来实现S7-1200与G120变频器的通信。1. 控制系统原理和接线图卜图是本例中所使用的原理和接线图。熔断器KTP6O024 V DCPM1207CPU1214CCM1241RS485图1:控制系统原理和接线图2硬件需求S7-1200 PLC目前有3种类型的CPU：1) S7-1211CCPU.2) S7-1212CCPUO3 S7-1214CCPUo 这三种类

2、型的CPU都町以使用USS通信协议通过通信模块CM1241 RS485来实现S7-1200与G120变频器的 通信。本例中使用的PLC硬件为：1) PM1207 电源(6EP1 332-1SH71 )2) S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -OXBO )3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -OXBO )4) 模拟器(6ES7 274 -1XH30 -OXAO )本例中使用的G120变频器硬件为：1) SINAMICSG120 PM240 (6SL3244-0BA20-1BA0)2) SINAMICSG120CU240S 6SL3224-0BE

3、13-7UA0)3) SIEMENS MOTOR (1LA7060-4AB10)4) 操作面板(XAU221-001469)5) USS 通信电缆(6XV1830-0EH10)3. 软件需求1)编程软件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)4. 组态我们通过卜述的实际操作来介绍如何在Step7 Basic V10.5中组态S7-1214C和G120变频器的USS通信。4.1 PLC硬件组态首先在Step7 Basic V 10.5中建立一个项目,如图1所示。图2：新建S7 1200项目在硬件配置中,添加CPU1214C和通信模块CM1241 RS485

4、模块.如图2所示。101 1图3： S7 1200硬件配置在CPU的属性中.设置以太网的IP地址.建立PG与PLC的连接.如卜图所示。图4： S7 1200 IP地址的设置4.2G120参数设置变频器的参数设置如卜农所示。序巧功能参数设定值1工厂设宜复位P0010302工厂设宜复位P97013快速启动设宜P001014电机额定电压P0304380V5电机额定功率P03075.5KW6电机额定频率P031050Hz7电机额定转速P03111350r/min8USS命令源P070059频率设定源P01000510最小电机频率P10800.0Hz11最大电机频率P108150.0Hz12启动斜坡时间

5、P112010.0S13延迟斜坡时间P112110.0S14结束快速启动设宜P3900115激活专家模式P0003316参考频率P200050.0Hz17USS数据传输速度P2010918USS从站地址P2011119USS PZD长度P2012220USS PKW长度P2013421通信监控P2014022在E2PROM保存数据P0971123激活专家模式P0003324激活参数模式P00103025从G120中传输参数到BOPP08021表1 : G120变频器的参数设置注意：表1中的忆18. 19. 20这四项参数值的设置必须使PLC的参数值与变频器的参数值相一致。而19.20这两个参数

6、值必须设置成如表1中的值否则有对能变频器与S7-1200通信有如卜问题4能不能读出从变 频器反馈回來的参数值。5. USS通信原理与編程的实现5.1 S7 1200 PLC与G120通过USS通信的基本原理S7 1200提供了专用的USS库进行USS通信.如卜图所示:Libraries Project library3 1=1 All wEZZProject library10/12魁 Testing(IILUILibuallesfr Global librariesLtf居记也El LJJ Hlvll Buttons & Switches MJ MODBUSLU ussIJSS_DRV I

7、0USS_POR.TI.O_IJSS_RPM 1.0IJSSJVPM 1.0 Parts (Project library) Name图5： S7 1200专用的USS库USS_DRV功能块是S7-1200 USS通信的主体功能块接受变频器的信息和控制变频器的指令都是通过这 个功能快来完成的。必须在主OB中调用.不能在循环中断OB中调用。USS_PORT功能块是S7-1200与变频器USS通信的接口,主要设盘通信的接口参数。可在主OB或中断 OB中调用USS_RPM功能块是通过USS通信读取变频器的参数。必须在主OB中调用，不能在循环中斷OB中调 用.USS_WPM功能块是通过USS通信设置变

8、频器的参数。必须在主OB中调用.不能在循环中断OB中调 用.这些专用功能块与变频器之间的控制关系如卜图所示：W3im.oacorurn vnon)CAOC-VMS.亠1 JTTOirJW-gcrc 仁KMI-rgrT4 7nni.wPRJ 冋 nu rrm m?gJlMTMBKW y *wcw|rroi5f*nn rwo.9M4hMHI“MO AM rAT-l W.lliA Mtw - SWT $UJUS$- M*IUW. StAfW?、74按制uH.wir75 KAIN)Jim u/vw S1OV1 UUJ_UW.fResrva13tj DfTvei234567a91011121314151

9、6状态USS DRV D6通过RS隔送行通信图6： USS通信功能块与变频器的控制关系USS.DRV功能块通过USS_DRV_DB数拯块实现与USS.PORT功能块的数据接收与传送.而 USS_PORT功能块是S7-1200 PLC CM1241 RS485模块与变频器之间的通信接口。USS_RPM功能块和 USS_WPM功能块与变频器的通信与USS_DRV功能块的通信方式是相同的。毎个S7-1200CPU最多可带3个通信模块.而毎个CM1241 RS485通信模块最多支持16个变频器。因 此用八在一个S7-1200 CPU中垠多可建立3个USS网络.而每个USS网络掖多支持16个变频器总共最

10、多 支持48个USS变频器5. 2 S7 1200 PLC进行USS通信的编程1. USS通信接口参数功能块的编程USS通信接口参数功能块的编程如卜图所示。EN%FC1070USSPORT*ENOPORTr57600 -baudERRORWB17SS_DR/_DB”USS.DBSTATUS%DB2.DBX6.0 Dd_blodc_r.-1 errorI6#O%DB2.DBW4 Dd_blodc_r. status图7： USS通信接口参数功能块的编程USS_PORT功能块用来处理USS网络上的通信它是S71200 CPU与变频器的通信借口。每个CM1241 RS485 模块有且必须有一个USS

11、_PORT功能块。PORT：指的是通过哪个通信模块进行USS通信。BAUD：指的是和变频器进行通行的速率。变频器的参数P2010种进行设置。USS_DB：指的是和变频器通信时的USS数据块。每个通信模块眾多町以有16个USS数拯块.每个CPU玻 多可以有48个USS数抑:块.具体的通信悄况要和现场实际借况相联系。毎个变频器与S7-1200进行通信的数 据块是唯一的。ERROR：输出错误。STATUS：扫描或初始化的状态。S7-1200 PLC与变频器的通信是与它本身的扫描周期不同步的.在完成一次与变频器的通信申件之前.S7-1200 通常完成了多个扫描。USS.PORT通信的时间间隔是S7-1

12、200与变频器通信所需要的时间.不同的通信波特率对应的不同的 USS_PORT通信间隔时冰 卜图列出了不同的波特率対应的USS_PORT僉小通信间隔时间。Baud rateCalculated minimum USS_P0RT callInterval (milliseconds)Drive message interval timeout per drive (milliseconds)12007902370240040512154800212.56389600116.33491920068.22053840044.11335760036.1109:(11520028.185图8：不同的波特

13、率对应的USS_PORT城小通信何隔时间USS_PORT在发生通信错误时.通常进行3次尝试來完成通信爭件.那么S7-1200与变频器通信的时间就是USS_PORT发生通信趙时的时间间隔。例如：如果通信波待率是57600.那么USS_PORT与变频器通信的时何间隔应为大于城小的调用时间间隔.即大于36.1 Ms而小于109Ms. S7-1200 USS协议库默认的通信错误趙时尝试次数是2次。基于以上的USS.PORT通信时间的处理，我们建议在術坏中断0B块中调用USS_PORT通信功能块。在 建立循坏中断0B块时.我们町以设迓循环中斯0B块的扫描时间，以满足通信的要求。循环中断0B块的扫描 时间

14、的设置如卜图所示:Name:Cyclic interniprOrga nizptionblock3)Program cycle Startup Time delay interiuptCyclic interruHard-vvare interruptTwne error interrupt Diagnostic errvrinterruptLanguage;NumberManual Automatic7 Symbolic access onlyFunctionblock(FB)Descri potion:-Cyclic iiitefrupC OB y.iII mtenupt cell: pr

15、egi占reo亡:口11：、占tutr definedAleThe interval can be d-*fined in this dialog or in th亡 prop*ities of tht OBFunction (FC)Data blockmore.图9：循坏中断OB块的扫描时间的设置2. USS_DRV功能块的编程USS.DRV功能块的编程如卜图所示。%10.0OP STARTRUN%DB1“U55_DRV_DB“ J%rB1071nUSS DRVENONDRERROR%M1.2,ERROR,%MQ.OMP STARTI I%IO.1“E STOP-STATUSOFF2%IO.

16、2 FAST STOP* -RUN EN%M200.14 DRIVE RUNNINGOFF3I%IO.3TAULTACCF ACKD DIRI%M200.2h DRIVE INVE册I%IO.4 “DIRECTION” -INHIBIT%M200.3 dDRIVEINHIBfT1 -DRIVEFAULT2 PZD.LENSPEEDDIRTFAULT”30.0 actrual speed30.0%DB2.DBD8 Data-block.V. SEniNGSPEED11 -SPEED SP图10： USS_DR V功能块的编程USS_DRV功能块用来与变频器进行交换数据.从而读取变频器的状态以及控

17、制变频器的运行 =每个变频器使用 唯 的一个USS_DRV功能块.但是同一个CM1241 RS485模块的USS网络的所有变频器（城多16个）都使 用同一个 USS_DRV_DB：USS_DRV_DB：指定变频器进行USS通信的数拯块。RUN：捋定DB块的变频器启动捋令。0FF2：紧急停止，自由停车。该位为0时停车。0FF3：快速停车，带制动停车。该位为0时停挙。F_ACK：变频器故障确认。DIR :变频器控制电机的转向。SPEED_SP： 变频器的速度设定值。ERROR：RUN_EN：D_DIR：INHIBIT：程序输出错误。变频器运行状态指示。变频器运行方向状态指示。 变频器是否被禁止的状

18、态指示。USS通信协议FAULT：SPEED：变频器故障。变频器的反馈的实际速度值。DRIVE： PZD LEN：变频器的USS站地址。变频器参数P2011设置。 变频器的循环过程字。变频器参数P2012设垃。注童：变频器的PKW的长度在这里是特殊需要注意的.在使用USS通信时必须是4,如果改成3或者127都 将不能读取反馈回来的过程值。3. USS.RPM功能块的编程USS_RPM功能块的编程如卜图所示。%10.6MRPM_en,e1 IfC1o72 ”USS_RPbfENENOI 110%11.0%M10.0MRPM_requesf REQDONE4 MRPM done111 -DRIVE

19、0ERROR4 “RPM error2013%DB2.DBW24QD ata.brocrr-%DB2.DBW22RPM_p ammeter -PARAMData block r.STATUSRPM.Status0-INDEX4%DB2.DBW20“Ddtd_block_1“%DB1RPM_Pa rameter_MUSS DRV DB USS DBVALUEvalue图11： USS_RPM功能块的编程USS.RPM功能块用于通过USS通信从变频器读取参数。REQ：DRIVE：PARAM：INDEX：读取参数请求。变频器的USS站地址。变频器的参数代码。变频器的参数索引代码USS_DB：指定变频

20、器进行USS通信的数据块。DONE：读取参数完成。ERROR：STATUS：VALUE：读取参数错谋。读取参数状态代码。所读取的参数的值。注总：进行读取参数功能块编程时.齐个数据的数拥类型一定要正确対应。如果需要设置变量读取参数时.注意 该参数变童的初始值不能为0.否则容易产生通信错i吴。4. USS.WPM功能块的编程USS_WPM功能块的编程如下图所示。%10.7WPM en%FC1073HU5S WPMUW11.0i WPM done%I1.1WPM request*ERROR- VALUE%DB1“U5S_DW_DB“ USS.DB图12： USS_WPM功能块的编程USS_WPM 功

21、能块用干通过USS通信设置变频器的參数。REQ：读取参数请求DRIVE：变频器的USS站地址。PARAM： 变频器的参数代码。INDEX：变频器的参数索引代码。EEPROM：把参数存储到变频器的EEPROMoVALUE：设置参数的值。USS_DB： 指定变频器进行USS通信的数拥块。DONE：读取参数完成。ERROR：读取参数错误状态。STATUS： 读取参数状态代码。注总：对写入参数功能块编程时.存个数拯的数据类型一定要正确对应。如果需要设置变量进行写入参数值时. 注意该参数变駅的初始值不能为6否则容易产生通信错谋。5. 3 S7 1200 PLC进行USS通信的调试S7-1200 PLC通

22、过CM1241RS485模块与变频器进行USS通信时.需要注意如卜几点：1半同一个CM1241 RS485模块带有多个（城多16个）USS变频器时，这个时候通信的USS_DB是同-个，USS.DRV功能块调用多次.毎个USS.DRV功能块调用时，相对应的USS站地址与实际的变 频器要一致.而其它的控制参数也要一致。2. 当同一个S7-1200 PLC带有多个CM1241 RS485模块（掖多3个时.这个时候通信的USS_DB相 对应的是3个，每个CM1241 RS485模块的USS网络使用相同的USS_DB,不同的USS网络使用不同的 USS_DB。3. 当对变频器的参数进行读写操作时.注总不能同时进行USS_RPM和USS.WPM的操作.并且同一时 间只能进行一个参数的读或者写操作.而不能进行多个参数的读或者写操作。S7-1200 PLC与变频器的USS通信的实际使用过程中.需要根抑;网络的现场怙况.对问题进行具体的解决。14 / 12