现代电气控制技术任振辉电子课件现代电气控制技术第8章节(2845KB).ppt

★6.6 USS协议控制电动机驱动器 USS协议（Universal Serial Interface Protocol，通用串行接口协议）是西门子公司所有传动产品的通用通信协议，是一种基于串行总线进行数据通信的协议，可以支持变频器同PC或PLC之间建立通信连接，适用于规模较小的自动化系统。 USS协议是STEP 7-Micro/WIN 4.0 软件工具包的一个组成部分，为主-从结构，总线上可以连接1个主站和最多31 个从站，各站点由唯一的标识码识别，标识码在从站参数中设定，主站根据站地址来识别从站；每个从站也只对主站发来的报文做出响应并回送报文，从站之间不能直接进行数据通信。除此之外，还有一种广播通信方式：主站同时给所有从站发送报文，从站接收报文并做出相应的响应，可以不回送报文。 6.6.1 使用USS协议的优点 使用 USS 协议具有以下优点： （1）对硬件设备要求低，减少了设备之间的布线； （2）无需重新连线就可以改变控制功能； （3）可通过串行接口设置或改变传动装置的参数； （4）可实时的监控传动系统。 6.6.2 USS通信硬件连接 一般情况下，USS通信电缆采用RS-485屏蔽双绞线，最远可达1000m。 要确保通信电缆所连接设备相互隔离，或使用公共电路参考点，防止不应有的电流产生。 屏蔽线应连接至机箱接地点或9针连接器的插针1，建议将传动装置上的0V 端子连接到机箱接地点。 尽量采用较高的波特率，因为通信速率与通信距离有关，与干扰没有直接关系。 6.6.3 USS协议的通信报文结构 USS协议中报文以字符STX开始，接着为长度说明（LGE）和地址字节（ADR），然后数据信息，最后以数据块的检验符（BCC）结束，如图 通信字符格式为1位起始位、1位停止位、1位偶校验位和8位数据位，USS协议的波特率最高可达187.5kbit/s。 STX：1个字节的ASCII字符，固定为02Hex?，表示报文的开始。 LGE：报文长度标识，指明报文中后跟的字节数目，占用1个字节。USS协议中报文长度可以变化，但必须在第2个字节（即LGE）中加以说明。 ADR：1个字节，为从站（变频器）地址，其位 结构如图 Data Area：数据信息，分为PKW区和PZD区，如表 7 6 5 4 3 2 1 0 0 X X PKW PZD PKE PWE1…PWEn PZD1…PZDn PKW为参数数据区，定义通信双方参数传送的机制，一般为8个字节，由PKE、IND和PWE三部分构成。 PZD为过程数据区，用来控制和监测变频器。 BCC：字节异或校验标志，为报文中位于BCC之前的所有字节“异或”运算的结果，用于检查报文是否有效，1个字节，BCC初始值为0。 注意：若采用USS广播方式通信，所有的从站都通过一个简单的报文进行寻址，可以实现若干组的多台变频器同时启停。 6.6.4 利用基本指令实现USS通信的编程 利用PLC的RS-485串行口的通信功能，由用户程序 完成USS 协议功能可实现与西门子传动装置的通信连接。 USS点对点通信的编程要点 ① 主站PLC与USS从站传动装置之间的通信为异步方式，负责与传动装置通信的工作程序应采用后台工作方式，如何接收、发送数据应与控制逻辑无关。 ② 利用发送指令将USS报文发送至传动装置，利用接收指令接收由变频器返回的USS 报文。 ③ USS通信程序包括通信端口初始化子程序、BCC校验码计算子程序、数据发送子程序、数据接收子程序、通信超时响应子程序、通信流程控制子程序等，可采用中断响应的方式或查询相应标志位的方式来实现。 ④ 设立发送接收数据缓存区与映像区，用户通过改变映像区的USS发送报文值来控制传动装置，通过读取映像区USS接收报文中的状态值来判断传动装置的当前状态,防止由于干扰而接收到的错误数据导致PLC做出错误的判断和控制。 USS 多点通信的编程要点 ① 控制通信的基本流程同点对点通信方式。 ② 对各从站的控制应采取轮询方式，轮询程序采用后台工作方式。 ③ 根据各传动装置控制任务的轻重在PLC 数据区建立从站地址表，按地址表轮询各传动装置。 ④ USS协议的实际物理地址只有30个，但轮询地址表的大小无限制，其有效站地址可以在表中根据实际应用需要反复出现。 ⑤ 不同的USS从站可以有不同的USS报文结构，如3 PKW + 2 PZD、4 PKW + 4 PZD、0 PKW + 6 PZD 等组合，但若整个系统要支持广播方式，则USS网络中的所有从站都必须有相同的PKW 区。 ⑥ 传动装置对以广播方式发送的指令做出响应后，不回送报文，因此PLC可以不再进入数据接收状态。 6.7 使用USS协议库控制MicroMaster变频器 变频器具有调节范围宽、精度高、可靠性好、效率高、操作方便、