学习情境11S7-200与变频器USS通信
西门子S7-200和Micro Master变频器之间的通讯协议USS
西门子S7-200和Micro Master变频器之间的通讯协议USS 传统的PLC与变频器之间的接口大多采用的是依靠PLC的数字量输出来控制变频器的启停，依靠PLC的模拟输出来控制变频器的速度给定，这样做存在以下问题：1、需要控制系统在设计时采用很多硬件，价格昂贵2、现场的布线多容易引起躁声和干扰3、PLC 和变频器之间传输的信息受硬件的限制，交换的信息量很少。
4、在变频器的启停控制中由于继电器接触器等硬件的动作时间有延时，影响控制精度。
5、通常变频器的故障状态由一个接点输出，PLC能得到变频器的故障状态，但不能准确的判断当故障发生时，变频器是何种故障。
如果PLC通过与变频器进行通讯来进行信息交换，可以有效地解决上述问题，通讯方式使用的硬件少，传送的信息量大，速度快，等特点可以有效地解决上述问题，另外，通过网络，可以连续地对多台变频器进行监视和控制，实现多台变频器之间的联动控制和同步控制，通过网络还可以实时的调整变频器的参数。
目前各个厂家的变频器都相继的开发出了支持连网的功能，比如，很多变频器都有了支持现场总线（如：DEVICENET、PROFIBUS、AS_I）等的接口协议，可以很方便的与PLC 进行数据通信。
现在主要介绍西门子S7-200和Micro Master变频器之间的通讯协议USS，使用USS通讯协议，用户可以通过程序调用的方式实现S7-200和Micro Master变频器之间的通信，编程的工作量小，通讯网络由PLC和变频器内置的RS485通讯口和双绞线组成，一台S7-200最多可以和31台变频器进行通讯，这是一种费用低、使用方便的通讯方式。
一、USS通讯协议介绍USS通讯协议的功能，所有的西门子变频器都带有一个RS485通讯口，PLC作为主站，最多允许31个变频器作为通讯连路中的从站，根据各变频器的地址或者采用广播方式，可以访问需要通讯的变频器，只有主站才能发出通讯请求报文，报文中的地址字符指定要传输数据的从站，从站只有在接到主站的请求报文后才可以向从站发送数据，从站之间不能直接进行数据交换。
西门子PLC的USS通信程序原来是这样编写，赶紧转发收藏！
西门子PLC的USS通信程序原来是这样编写，赶紧转发收藏！展开全文S7-200 SMART本体集成的RS 485 通信口可以工作在自由口模式下，支持 USS 通信协议。
S7-200 SMART 与驱动装置（变频器）进行 USS 通信时可以：1）根据驱动装置的具体USS 通信规范，我们自己编程实现USS 通信。
此方式可以保证该驱动装置的所有USS 通信功能都能得到使用；2）使用西门子提供的 USS 通信指令库，实现与 Micro Master 系列的 MM3/MM4 和 SINAMICS G110/V20 的USS 通信。
此指令库只能有限地支持与其他驱动装置的 USS 连接。
使用西门子提供的USS 指令库，这样我们就不必自己配置复杂的PKW/PZD 数据，或者计算校验字节。
S7-200 SMART的 USS 编程主要包括如下几个步骤：参数设置和硬件接线部分可参考我们技成培训网上/1990/《西门子变频器参数设置和实操训练》课程的相关章节，在这不再阐述；1调用USS初始化指令S7-200 SMART USS 标准指令库包括USS_INIT、USS_CTRL、USS_RPM_X、USS_WPM_X等指令。
调用这些指令时会自动增加一些子程序和中断服务程序。
USS 库应用首先要进行 USS 通信的初始化。
使用 USS_INIT 指令初始化 USS 通信功能。
图 1. 选择 USS_INIT 指令打开 USS 指令库分支，像调用子程序一样调用 USS_INIT 指令。
图 2. 调用 USS_INIT 指令图中：EN：初始化程序USS_INIT 只需在程序中执行一个周期就能改变通信口的功能，以及进行其他一些必要的初始设置，因此可以使用SM0.1 或者沿触发的接点调用 USS_INIT 指令；Mode：模式选择，执行USS_INIT 时，Mode 的状态决定在通讯端口上是否使用 USS 通信功能；＝1 设置为 USS 通信协议并进行相关初始化＝0 恢复为 PPI 协议并禁用USS通信Baud：USS 通信波特率。
西门子S7-200和Micro Master变频器之间的通讯协议USS
西门子S7-200和Micro Master变频器之间的通讯协议USS 传统的PLC与变频器之间的接口大多采用的是依靠PLC的数字量输出来控制变频器的启停，依靠PLC的模拟输出来控制变频器的速度给定，这样做存在以下问题：1、需要控制系统在设计时采用很多硬件，价格昂贵2、现场的布线多容易引起躁声和干扰3、PLC 和变频器之间传输的信息受硬件的限制，交换的信息量很少。
4、在变频器的启停控制中由于继电器接触器等硬件的动作时间有延时，影响控制精度。
5、通常变频器的故障状态由一个接点输出，PLC能得到变频器的故障状态，但不能准确的判断当故障发生时，变频器是何种故障。
如果PLC通过与变频器进行通讯来进行信息交换，可以有效地解决上述问题，通讯方式使用的硬件少，传送的信息量大，速度快，等特点可以有效地解决上述问题，另外，通过网络，可以连续地对多台变频器进行监视和控制，实现多台变频器之间的联动控制和同步控制，通过网络还可以实时的调整变频器的参数。
目前各个厂家的变频器都相继的开发出了支持连网的功能，比如，很多变频器都有了支持现场总线（如：DEVICENET、PROFIBUS、AS_I）等的接口协议，可以很方便的与PLC 进行数据通信。
现在主要介绍西门子S7-200和Micro Master变频器之间的通讯协议USS，使用USS通讯协议，用户可以通过程序调用的方式实现S7-200和Micro Master变频器之间的通信，编程的工作量小，通讯网络由PLC和变频器内置的RS485通讯口和双绞线组成，一台S7-200最多可以和31台变频器进行通讯，这是一种费用低、使用方便的通讯方式。
一、USS通讯协议介绍USS通讯协议的功能，所有的西门子变频器都带有一个RS485通讯口，PLC作为主站，最多允许31个变频器作为通讯连路中的从站，根据各变频器的地址或者采用广播方式，可以访问需要通讯的变频器，只有主站才能发出通讯请求报文，报文中的地址字符指定要传输数据的从站，从站只有在接到主站的请求报文后才可以向从站发送数据，从站之间不。
项目11 USS通信
项目11 S7-200与变频器的USS通信11.1 学习目标通过本项目的学习与训练，使学生在了解自由口通信模式、USS协议、自由口通信指令、USS指令库的基础上，通过简单的实例训练，最终能够独立完成S7-200与MM4系列变频器的USS通信连接、参数设置、系统调试、故障诊断等任务，并达到以下目标。
11.1.1 知识目标了解S7-200 PLC自由口通信模式，掌握USS通信协议的特点及应用情况，知道西门子有哪些设备支持USS通信协议；理解S7-200 PLC的自由口通信协议控制字（SMB30和SMB130）各位的意义，知道如何将S7-200 PLC的通信端口设置为USS方式；知道如何设置MM4系列变频器的相关参数，使其能够通过USS协议与S7-200 PLC建立通信连接；理解USS通信指令的功能，掌握USS通信指令的使用步骤。
11.1.2 技能目标能够熟练使用S7-200 PLC的发送指令（XMT）、接收指令（RCV）或USS指令（USS_INT、USS_CTRL、USS_RPM_x、USS_WPM_x），通过合理设置通信端口的自由口通信模式，建立S7-200 PLC与西门子变频器之间的通信连接，编写设备调试程序，最终能够实现用S7-200 PLC的通信端口控制变频器的运行、停止、改变输出频率等目的。
11.2 知识准备11.2.1 USS通信概述1. USS协议简介USS（Universal Serial Interface Protocol，通用串行接口协议）协议是西门子公司为其变频器所开发的通用通信协议，可以支持变频器与PC或PLC之间的通信连接，是一种基于串行总线进行数据通信的协议。
S7-200 PLC可以将其通信端口设置为自由口模式的USS协议，以便实现PLC对变频器的控制。
USS协议是主-从结构协议，规定了在USS总线上可以有一个主站（PLC）和最多31个从站（变频器）；总线上的每个从站都有唯一的标识码（即站地址，在从站参数中设定），主站依靠标识码识别各个从站；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。
使用uss协议库的s7-200与变频器通信
第五节使用USS协议库的S7-200与变频器的通信USS 协议指令是 STEP7-Micro/WIN 32 软件工具包一个组成部分，STEP 7-Micro/WIN 32 软件工具包通过专为 USS 协议通信而设计的预配置子程序和中断程序，使MicroMaster 变频器的控制更为方便，这些程序在STEP 7-Micro/WIN 指令树的库文件夹中作为指令出现。
使用这些新指令可控制变频器和读/写变频器参数，当你选择 USS 协议指令时，会自动添加一个或几个有关的子程序 (USS 1 至 USS 7) 而不需编程者的参与。
1 USS_INITUSS_INIT 指令用于允许和初始化或禁止 MicroMaster变频器通信，在可以使用任何其它 USS 协议指令之前，必须先执行 USS_INIT 指令且没有错误返回。
指令执行完后，完成位Done bit 立即置位，然后才能继续执行下一条指令，当 EN 输入为接通时，每一次扫描执行指令。
每一次要改变通信状态，必须精确地执行一次 USS_INIT 指令。
因此应通过一个边沿跳变检测指令来检测 EN 的脉冲接通，一旦 USS 协议已启动，在改变初始化参数之前，必须通过执行一个新的 USS_INIT 指令，以禁止 USS 协议。
USS 输入的值选择通信协议，1 将端口 0 分配给USS 协议和允许该协议，0 将端口0 分配给PPI 并禁止USS 协议。
BAUD 设定波特率在 1200 2400 4800 9600 或 19200。
ACTIVE 指示哪一个变频器是激活的，共32位（第0-31位），每一位对应一台变频器。
例如第0位为1时，则表示激活0号变频器；第0位为0则不激活它。
被激活的变频器都是自动地在后台进行轮询控制，以控制其运行和采集其状态。
当 USS_INIT 指令完成时DONE输出接通ERR 输出字节包含指令执行的结果。
2 DRV_CTRLDRV_CRTL指令用于控制 ACTIVE MicroMaster 变频器。
S7-200-USS通信
S7-200 USS 通信
• 概述
– 定义 – USS 通信报文传输格式 – USS_INIT 指令 – USS_CTRL 指令 – USS 读/写参数指令 – MM 440 变频器的参数设置
• Micro/Win 指令库的管理
– 指令库的安装
– 指令库的卸载
– 指令库的添加
– PZD1：主站发给从站的控制字/从站 返回主站的状态字
– PZD2： 主站发给从站的给定/从站返 回主站的实际反馈
USS 通信报文传输格式
• 注意：
• 对于不同的驱动装置和工作模式， PKW 和 PZD 的长度可以按一定规 律定义。 一旦确定就不能在运行中 随意改变。
• PKW 可以访问所有对 USS 通信开 放的参数；而 PZD 仅能访问特定 的控制和过程数据。
USS_CTRL 指令
• EN：使用 SM0.0 使能USS_CTRL 指令。
• RUN：驱动装置的启动/停止控制。 0为停车，1为启动。 此停车是按照驱动装置中设置的斜 坡减速指电机停止。
• OFF2: 停车信号 2。此信号为“1” 时，驱动装置将
USS_CTRL 指令
• Drive：驱动装置在USS网络上的站 号。 从站必须先在初始化时激活才能进 行控制。
– （5）某些USS指令也要求有一个16 个字节的通讯缓冲区。作为指令的参 数，需要为该缓冲区在V内存中提供 一个起始地址。建议为USS指令的每 个实例指定一个独特的缓冲区。
概述
• 定义
• USS 通信报文传输格式
• USS_INIT 指令
• USS_CTRL 指令
• USS 读/写参数指令
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USS 通信报文传输格式
西门子PLC与变频器USS通讯控制实训(连线方法和详细程序)
PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训——PLC、变频器USS通讯控制实训（蒙飚整理）一、实训目的1.掌握USS通信指令的使用及编程2.掌握变频器USS通讯系统的接线、调试、操作二、控制要求总体控制要求：PLC根据输入端的控制信号，经过程序运算后由通讯端口控制变频器运行。
三、功能指令使用及程序流程图（程序）S指令使用（最简单的调试）1.1、USS_INIT指令:被用于启用和初始化或禁止MicroMaster驱动器通讯。
在使用任何其他USS协议指令之前，必须先执行USS_INIT指令，才能继续执行下一条指令。
1.1.1、EN：输入打开时，在每次扫描时执行该指令。
仅限为通讯状态的每次改动执行一次USS_INIT指令。
使用边缘检测指令，以脉冲方式打开EN输入。
欲改动初始化参数，执行一条新USS_INIT指令。
1.1.2、MODE（模式）:输入值1时将端口0分配给USS协议，并启用该协议；输入值0时将端口0分配给PPI，并禁止USS协议。
1.1.3、BAUD（波特率）：将波特率设为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或115200。
1.1.4、ACTIVE（激活）表示激活的驱动器。
其中D0～D31代表有32台变频器，四台为一组，共分成八组。
如果要激活某台变频器就使该位为1，现在激活18号变频器，即为表二所示。
，构成16进位数得出Active即为0004000 若同时有32台变频器须激活，则Altive为16＃FFFFFFFF，此外还有一条指令用到站点号，USS-CTRL中的Drive驱动站号不同于USS-INIT中的Active激活号，Active激活号指定哪几台变频器须要激活，而Drive驱动站号是指先激活后的哪台电机驱动，因此程序中可以有多个USS-CTRC指令。
1.2、USS_CTRL指令：被用于已在USS_INIT指令中ACTIVE（激活）的驱动器。
且仅限为一台驱动器。
S7-200_USS通信
• Micro/Win 指令库的管理
指令库的安装 指令库的卸载 指令库的添加 指令库的删除
• 编程示例
– 功能要求 – 实现步骤
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概述
S7-200
Hardware Software Workshop
• 定义 • USS 通信报文传输格式 • USS_INIT 指令 • USS_CTRL 指令
• USS 读/写参数指令
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概述
S7-200
Hardware Software Workshop
• 定义 • USS 通信报文传输格式 • USS_INIT 指令 • USS_CTRL 指令
• USS 读/写参数指令
• MM 440 变频器的参数设置
8
USS 通信报文传输格式
S7-200
Hardware Software Workshop
S7-200 USS 通信
S7-200
Hardware Software Workshop
1
S7-200 USS 通信
S7-200
Hardware Software Workshop
• 概述
– – – – – – – – – – 定义 USS 通信报文传输格式 USS_INIT 指令 USS_CTRL 指令 USS 读/写参数指令 MM 440 变频器的参数设置
•
（5）容易实现，成本较低。
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定义
S7-200
Hardware Software Workshop
• STEP 7-Micro/WIN USS 指令库提供14个子程序、3个 中断例行程序和8条指令，极大地简化了 USS 通信的开 发和实现。使用USS 指令库必须满足以下需求：