此范例將向大家介紹如何應(yīng)用S7-200 SMART 的 USS 協(xié)議對(duì)西門子V20 變頻器進(jìn)行通訊控制。使大家更加熟練的掌握和靈活的應(yīng)用S7-200 SMART 的 USS通訊協(xié)議功能。

一、 通訊連接：

用電纜將S7-200 SMART Port 0端口與V20的RS485接口相連（注意端口連接規(guī)則：V20的P+對(duì)3、N-對(duì)8），如下圖所示：

二、 西門子V20系列變頻器通訊參數(shù)設(shè)置

1. 首先對(duì)變頻器恢復(fù)出廠設(shè)置：設(shè)置P0010=30，P0970=21

2. 選擇連接宏 Cn010 -USS控制

3. 選擇設(shè)定好連接宏為CN010后，設(shè)置P0003=3(專家級(jí))，修改P2014=0

三、 程序編寫

S7-200 SMART USS 標(biāo)準(zhǔn)指令庫(kù)包括 USS_INIT、USS_CTRL、USS_RPM_X、USS_WPM_X等指令。調(diào)用這些指令時(shí)會(huì)自動(dòng)增加一些子程序和中斷服務(wù)程序。

選擇 USS_INIT 指令，初始化模塊初始化S7-200 SMART的PORT0端口

EN：初始化程序 USS_INIT 只需在程序中執(zhí)行一個(gè)周期就能改變通信口的功能，以及進(jìn)行其他一些必要的初始設(shè)置，因此可以使用 SM0.1 或者沿觸發(fā)的接點(diǎn)調(diào)用 USS_INIT 指令；

Mode：模式選擇，執(zhí)行 USS_INIT 時(shí) ，Mode 的狀態(tài)決定在通訊端口上是否使用 USS 通信功能；

Baud：USS 通信波特率。此參數(shù)要和變頻器的參數(shù)設(shè)置*；

Port: 0 = CPU 集成的 RS485 通訊端口；1 = 可選CM 01 信號(hào)板。

Active：指示激活的變頻器站地址。

Done：初始化完成標(biāo)志

Error：初始化錯(cuò)誤代碼

Active參數(shù)：USS_INIT 子程序的 Active 參數(shù)用來表示網(wǎng)絡(luò)上哪些 USS 從站要被主站訪問，即在主站的輪詢表中激活。網(wǎng)絡(luò)上作為 USS 從站的驅(qū)動(dòng)裝置每個(gè)都有不同的 USS 協(xié)議地址，主站要訪問的驅(qū)動(dòng)裝置，其地址必須在主站的輪詢表中激活。USS_INIT 指令只用一個(gè) 32 位長(zhǎng)的雙字來映射 USS 從站有效地址表，Active 的無符號(hào)整數(shù)值就是它在指令輸入端的取值。

表 1. 從站地址映射

在這個(gè) 32 位的雙字中，每一位的位號(hào)表示 USS 從站的地址號(hào)；要在網(wǎng)絡(luò)中激活某地址號(hào)的驅(qū)動(dòng)裝置，則需要把相應(yīng)位號(hào)的位置設(shè)為二進(jìn)制“1"，不需要激活 USS 從站，相應(yīng)的位設(shè)置為”0"。zui后對(duì)此雙字取無符號(hào)整數(shù)就可以得出 Active 參數(shù)的取值。

在表 1 的例子中，如果使用站地址為 1 的 V20變頻器，則須在位號(hào)為 01 的位單元格中填入二進(jìn)制“1"。其他不需要激活的地址 對(duì)應(yīng)的位設(shè)置為”0"。取整數(shù)，計(jì)算出的 Active 值為 00000002 h，即 16#00000002，也等于十進(jìn)制數(shù)2。

建議使用 16 進(jìn)制數(shù)，這樣可以每 4 位一組進(jìn)行加權(quán)計(jì)算出 16 進(jìn)制數(shù)，并組合成一個(gè)整數(shù)。當(dāng)然也可以表示為十進(jìn)制或二進(jìn)制數(shù)值，但有時(shí)會(huì)很麻煩，而且不直觀。

如果一時(shí)難以計(jì)算出有多個(gè) USS 從站配置情況下的 Active 值，可以使用 Windows 自帶的計(jì)算器。將其設(shè)置為科學(xué)計(jì)算器模式，可以方便地轉(zhuǎn)換數(shù)制。

選擇 USS_CTRL指令，用于對(duì)單個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行運(yùn)行控制

EN： 使用 SM0.0 使能 USS_CTRL 指令

RUN：驅(qū)動(dòng)裝置的啟動(dòng)/停止控制

此停車是按照驅(qū)動(dòng)裝置中設(shè)置的斜坡減速指電機(jī)停止

OFF2：停車信號(hào) 2。此信號(hào)為“1”時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置將鎖主回路輸出，電機(jī)自由停車

OFF3：停車信號(hào) 3。此信號(hào)為“1”時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置將快速停車

F_ACK： 故障確認(rèn)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)生故障后，將通過狀態(tài)字向 USS 主站報(bào)告；如果造成故障的原因排除，可以使用此輸入端清除驅(qū)動(dòng)裝置的報(bào)警狀態(tài)，即復(fù)位。注意這是針對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的操作。

DIR： 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向控制。其“0/1”狀態(tài)決定運(yùn)行方向

Drive：驅(qū)動(dòng)裝置在 USS 網(wǎng)絡(luò)上的站號(hào)。從站必須先在初始化時(shí)激活才能進(jìn)行控制

Type： 向 USS_CTRL 功能塊指示驅(qū)動(dòng)裝置類型

Speed_SP：速度設(shè)定值。該速度是全速的一個(gè)百分?jǐn)?shù)；“Speed_SP”為負(fù)值將導(dǎo)致變頻器反向運(yùn)行。

Resp_R：從站應(yīng)答確認(rèn)信號(hào)。主站從 USS 從站收到有效的數(shù)據(jù)后，此位將為“1"一個(gè)程序掃描周期，表明以下的所有數(shù)據(jù)都是的

Error： 錯(cuò)誤代碼。0 = 無出錯(cuò)。其他錯(cuò)誤代碼請(qǐng)參考

Status：驅(qū)動(dòng)裝置的狀態(tài)字。此狀態(tài)字直接來自驅(qū)動(dòng)裝置的狀態(tài)字，表示了當(dāng)時(shí)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)

詳細(xì)的狀態(tài)字信息意義請(qǐng)參考相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置手冊(cè)。

Speed：驅(qū)動(dòng)裝置返回的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度值，實(shí)數(shù)。

Run_EN：運(yùn)行模式反饋，表示驅(qū)動(dòng)裝置是運(yùn)行（為 1）還是停止（為 0）

D_Dir：指示驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方向，反饋信號(hào)

Inhibit： 驅(qū)動(dòng)裝置禁止?fàn)顟B(tài)指示（0 - 未禁止，1 - 禁止?fàn)顟B(tài)）。禁止?fàn)顟B(tài)下驅(qū)動(dòng)裝置無法運(yùn)行。要清除禁止?fàn)顟B(tài)，故障位必須復(fù)位，并且 RUN, OFF2 和 OFF3 都為 0

Fault：故障指示位（0 - *，1 - 有故障）。表示驅(qū)動(dòng)裝置處于故障狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)裝置上會(huì)顯示故障代碼（如果有顯示裝置）。要復(fù)位故障報(bào)警狀態(tài)，必須先消除引起故障的原因，然后用 F_ACK 或者驅(qū)動(dòng)裝置的端子、或操作面板復(fù)位故障狀態(tài)。

因Speed_SP為速度是全速的一個(gè)百分?jǐn)?shù)，即輸入50HZ對(duì)應(yīng)*，轉(zhuǎn)換如下圖：

讀寫參數(shù)

在任一時(shí)刻 USS 主站內(nèi)只能有一個(gè)參數(shù)讀寫功能塊有效，否則會(huì)出錯(cuò)。因此如果需要讀寫 多個(gè)參數(shù)（來自一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置），必須在編程時(shí)進(jìn)行讀寫指令之間的輪替處理。

輪詢處理方式可以參考下面給出一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，方法不是*的。

讀取V20頻率實(shí)際值，讀參數(shù)號(hào)r0021，經(jīng)過濾波的頻率實(shí)際值[Hz]

EN： 要使能讀寫指令此輸入端必須為 1

XMT_REQ： 發(fā)送請(qǐng)求。必須使用一個(gè)沿檢測(cè)觸點(diǎn)以觸發(fā)讀操作，它前面的觸發(fā)條件必須與 EN 端輸入*

Drive： 要讀寫參數(shù)的驅(qū)動(dòng)裝置在 USS 網(wǎng)絡(luò)上的地址

Param： 參數(shù)號(hào)（僅數(shù)字）。此處也可以是變量

Index：參數(shù)下標(biāo)。有些參數(shù)由多個(gè)帶下標(biāo)的參數(shù)組成一個(gè)參數(shù)組，下標(biāo)用來指出具體的某個(gè)參數(shù)。對(duì)于沒有下標(biāo)的參數(shù)，可設(shè)置為 0

DB_Ptr： 讀寫指令需要一個(gè) 16 字節(jié)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，用間接尋址形式給出一個(gè)起始地址。此數(shù)據(jù)緩沖區(qū)與“庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)”不同，是每個(gè)指令（功能塊）各自獨(dú)立需要的。

此數(shù)據(jù)緩沖區(qū)也不能與其他數(shù)據(jù)區(qū)重疊，各指令之間的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)也不能沖突

Done： 讀寫功能完成標(biāo)志位，讀寫完成后置 1

Error：出錯(cuò)代碼。0 = 無錯(cuò)誤

Value：讀出的數(shù)據(jù)值。該數(shù)據(jù)值在 “Done”位為1時(shí)有效。

讀取V20電流實(shí)際值，讀參數(shù)號(hào)r0027，輸出電流實(shí)際值

讀寫實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)）類型參數(shù)

使用USS_RPM_R讀取參數(shù)P1058的值

注意：

（1）讀參數(shù)P1058，其數(shù)據(jù)類型為實(shí)數(shù)。

（2）只要M10.1接通一個(gè)上升沿，就完成一次P1058參數(shù)的讀操作。

（3）讀入的參數(shù)被放在VD116里。

（4）需要注意的是Index為0時(shí)代表讀Pxxx.0參數(shù)組

使用USS_RPM_R修改參數(shù)P1058的值

注意：

（1）寫參數(shù)P1058.In000，其數(shù)據(jù)類型為浮點(diǎn)數(shù)。

（2）只要給M10.2一個(gè)上升沿，就完成一次參數(shù)P1058.In000的寫操作。

（3）EEPR~的邏輯為0時(shí)，寫入的值只保存到RAM中，為1時(shí)，寫入得值保存到EEPROM。

（4）EEPROM中寫數(shù)據(jù)是有次數(shù)限制的，V20zui多不超過50000次

分配庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)地址

USS 指令庫(kù)需要大概 402 個(gè)字節(jié)的 V 存儲(chǔ)區(qū)用于支持其工作。調(diào)用 USS_INIT 指令后就可以為 USS 指令庫(kù)分配庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)。也可以在編程的稍后階段分配存儲(chǔ)區(qū)地址，但這一步是*的，否則程序無法通過編譯。

根據(jù) S7-200 SMART中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)分配原則，分配給庫(kù)指令的數(shù)據(jù)區(qū)不能與其他程序使用的數(shù)據(jù)區(qū)有任何重疊。否則會(huì)造成出錯(cuò)。

右擊庫(kù)，點(diǎn)擊庫(kù)存儲(chǔ)器

分配庫(kù)存儲(chǔ)器地址

zui后編譯下載整個(gè)項(xiàng)目

打開狀態(tài)圖表，設(shè)定頻率為5HZ，修改點(diǎn)動(dòng)頻率值為8.8HZ，運(yùn)行變頻器

西門子V20 3KW變頻器6SL3210-5BB23-0UV0

西門子V20 3KW變頻器6SL3210-5BB23-0UV0