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浅谈S7-300plc与西门子MM4变频器的USS通讯方案

时间:2014-11-13 09:24:55   来源:http://www.china-siemens.cn/   

西门子MM4变频器型号请参考文章:“西门子变频器MM系列的型号大全”


S7-300plc西门子MM4变频器USS通讯
 
西门子MM4变频器都集成了串行接口,支持USS通信协议,通过USS协议可以对变频器进行控制和读写变频器参数。使用S7-300plcPLC有以下两种通讯方案:
 
1. 按照USS协议要求编写通讯报文,计算BCC校验,适用于从站数量比较少,较简单的应用;
2. 采用DriveES SIMATIC软件提供的S7-300plc库程序,自动生成从站轮询表程序,适用于从站数量比较多,较复杂的应用。
 
本文主要介绍通过第一种方案实现CPU314-2PtP与MM440的USS通讯。使用S7-300plc编写USS通讯程序分为以下几个步骤:
1. 依据USS协议编写报文;
2. 使用S7-300plc提供的串口数据发送程序发送USS报文;
3. 使用S7-300plc提供的串口数据接收程序接收USS报文;
4. 依据USS协议分析接收到的报文。
 
本文根据这4个步骤编写了如下内容:第1节简单介绍USS协议内容,了解USS协议报文格式;第2节根据USS协议列举了4条报文;第3节介绍PLC和变频器USS通讯的硬件组态;第4节介绍通过调用PLC中的发送和接收功能块实现USS协议报文的发送和接收。
 
1 USS协议介绍
USS协议是西门子专为驱动装置开发的通信协议。USS的工作机制是,通信是由主站发起,USS主站不断循环轮询各个从站,从站根据收到的指令,决定是否响应主站。从站不会主动发送数据。从站在以下条件满足时应答主站:接收到主站报文没有错误,并且本从站在接收到主站的报文中被寻址,上述条件不满足或者主站发出的是广播报文,从站不会做任何响应。USS的字符传输格式为11位,其中1位起始位、8位数据位、1偶校验、1位停止位。如下表所示:
起始位 数据位 校验位 停止位
1 0 1 2 3 4 5 6 7 偶X1 1
LSB MSB
USS字符帧结构 
 
USS协议的报文由一连串的字符组成,协议中定义了它们的功能,如下表所示:
STX LGE ADR 有效据区 BCC
1 2 3 … n
USS报文结构
 
• STX:长度1个字节,总是为02(Hex),表示一条信息的开始;
• LGE:长度1个字节,表明在LGE后字节的数量,上表中黄色区域长度;
• ADR:长度1个字节,表明从站地址;
• BCC:长度1个字节,异或校验和,USS报文中BCC前面所有字节异或运算的结果;
• 有效数据区:由PKW区和PZD区组成,如下表所示。
PKW区  PZD区
PKE IND PWE1 PWE2 … PWEm PZD1 PZD2 PZD1 PZDn
USS有效数据区
 
PKW区用于主站读写从站变频器参数:
• PKE:长度一个字,结构如下表,任务或应答ID请参考《MM440使用大全》第13章。
Bit15- Bit 12 Bit 11 Bit 10-Bit 0
Bit15- Bit 12 Bit 11 Bit 10-Bit 0
任务或应答ID 0 基本参数号PNU
PKW结构
 
变频器参数号<2000时,基本参数号PNU=变频器参数号,例如P700的基本参数号PNU=2BC(Hex)(700(Dec)=2BC(Hex))。
变频器参数号>=2000时,基本参数号PNU=变频器参数号-2000(Dec),例如P2155的基本参数号PNU=9B(Hex)(2155-2000=155(Dec)=9B(Hex))。
 
• IND:长度一个字,结构如下表。
 
Bit15- Bit 12 Bit 11- Bit 8 Bit 7 - Bit 0
PNU扩展 0(Hex) 参数下标
IND结构
 
变频器参数号<2000时,PNU扩展=0(Hex)。
变频器参数号>=2000时,PNU扩展=8(Hex)。
参数下标,例如P2155[2]中括号中的2表示参数下标为2。
• PWE:读取或写入参数的数值
PZD区用于主站与从站交换过程值数据:
• PZD1: 主站à从站 控制字
主站ß从站 状态字
• PZD2: 主站à从站 速度设定值
主站ß从站 速度反馈值
• PZDn: MM430/440支持最多8个PZD,MM420支持最多4个PZD
 
根据传输的数据类型和驱动装置的不同,PKW和PZD区的数据长度不是固定的,可以通过P2012、P2013 设置。本例采用4PKW,2PZD报文格式。
 
西门子MM4变频器型号请参考文章:“西门子变频器MM系列的型号大全

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