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1、使用USS协议指令和变频器通信 11-1 使用 USS 协议指令和变频器通信 本章描述能使 S7-200 控制 MicroMaster 变频器的标准 USS 协议指令USS 协议指令是 STEP 7-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 夹中作为指令出现的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 (US
2、S 1 至 USS 7)而不需 编程者的参与 本章概况 节 证明 页 11.1 USS 协议指令的要求 112 11.2 编程顺序 113 11.3 USS 协议指令 114 11.4 变频器连接 1113 11.5 变频器的设置 1114 11 使用USS协议指令和变频器通信 11-2 11.1 USS 协议指令的要求 USS 协议指令需要能提供以下资源的 CPU ? 容量1250 字节至 1750 字节 (取决于所使用的指令) ? 端口 0 (仅一个) ? 8 个子程序和 3 个中断 ? 400字节容量的 V 存储器和 一个用于某些指令的16 字节缓冲区 资源利用 USS 协议指令应用以下
3、资源 ? 端口 0: 当端口 0 用于 USS 协议通信时它不能再用于其它目的包括与 STEP 7- Micro/WIN 的通信USS_INIT 指令控制端口 0 分配给USS 协议或 PPI 一旦端口 0 分配给 USS 使用只有通过其它 USS_INIT 指令的程序再分配或将MODE开关置于 在 STOP才能重新用于 STEP 7-Micro/WIN 通信停止与变频器的通信会导致变频器 停止工作建议在 USS 协议应用程序的程序开发过程中开发者应用一个CPU 226 或 EM 277 PROFIBUS DP与 PC 中的一个 PROFIBUS CP 卡一起使用当USS协议运行 时这样做能提
4、供第二个通信端口用于监视 STEP 7-Micro/WIN 应用程序 ? 在端口0上与自由端口通信有关的所有SM位置都会受USS协议指令的影响 ? 用户程序空间除了被每个指令占用的空间外尚有由USS协议程序所占用的最多为 1750字节的用户程序空间开销 ? V存储器一个从用户分配的存储单元开始的V存储器的400字节程序块是为USS变量 保存的一个从用户分配的存储单元开始的16字节通信缓冲区是某些指令所需要 的建议为USS协议指令的每个实例分配一个唯一的缓冲区 ? 9个子例行程序和3个中断都取自USS协议 全局符号表配置 当为第一个符号输入一个地址后全局符号表自动计算和分配表中的剩余符号图 11
5、-1表示 符号表的 USS标记需要为符号表分配一个占用 400字节的起始 V区位置 起始的V区地址 图11-1 符号表配置 使用USS协议指令和变频器通信 11-3 变频器通信时间 与变频器的通信对 CPU扫描是异步的完成一个变频器通信事务通常需要几次 CPU 扫 描这取决于连接的变频器数目波特率以及 CPU 的扫描时间表 11-1表示通信处理时 间一旦 USS_INIT 指令将端口 0分配给 USS协议CPU有规律地按表 11-1中的时间间隔轮 询所有有效的变频器必须为每个变频器设定超时参数以适应这种轮询时间 表 11-1 变频器能信时间 波特率 轮询有效变频器的间隔时间ms 1200 46
6、0最大/230典型*变频器数 2400 240最大/120典型*变频器数 4800 130最大/65典型*变频器数 9600 80最大/40典型*变频器数 19200 50最大/25典型*变频器数 约束 一次只能启动一个 READ_PM 或 WRITE_PM 指令在用户逻辑启动一个新指令之前每个指 令的 Done输出应发出输出完成的信号对每个变频器只能使用一个 DRV_CTRL指令 11.2 编程顺序 使用 USS 协议指令的编程顺序如下 1. 将 USS_INIT 指令置于用户程序会自动将几个隐含的子程序和中断程序加到程序内 只能通过一次扫描调用USS_INIT以启动或改变 USS 通信参数
7、有关USS_INIT指令的 更详细情况见11-4页 2. 将一个V存储器地址分配给 USS 全局符号表中的第一个存储单元所有其它地址都是 自动地分配的总共需要 400 连续字节选择图11-1中的USS标签即可看到相关的符 号表 3. 在用户程序内每一个激活变频器只能有一条 DRV_CTRL可以任意添加 READ_PM 和 WRITE_PM 指令但是每次只能激活其中的一个指令 4. 配置变频器参数以便与程序中所用的波特率和地址相匹配参阅 11.5 节中的变频 器设置 5. 连接 CPU 和变频器之间的通信电缆非常重要的是连接到变频器的任何控制设备 (如PLC)均需用一根短粗的电缆连接到和变频器相
8、同的接地点或星形接线的中 点 注意 有不同参数电位的设备互连会在互连电缆中流通不希望有的电流 这些不希望有的电流会引起通信故障或损坏设备 要确实保证通信电缆连接的所有设备或是共用一个公共电路参考点或是相互隔离的 以防止不希望有的电流流通见 2.3 节中的用隔离电路的接地和电路参考点 屏蔽线必须连接到机箱接地点或 9针连接器的插针 1建议将 MicroMoster 变频器上的端子 2- 0V 连接到机箱接地点 注 如不能读出 USS 指令块上的所有变量从菜单上选择 View Zoom然后增加栏的宽度即可 使用USS协议指令和变频器通信 11-4 11.3 USS 协议指令 USS_INIT US
9、S_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
10、端口 0分配给 PPI 并禁止 USS协议 BAUD 设定波特率在 1200240048009600或 19200 ACTIVE 指示哪 一个变频器是激活的有些变频器只支持地址 0 至 30图 11-2 表示激活 变频器输入的描述和格式标记为 ACTIVE 的任何变频器都是自动地在后台进行轮询控 制的汇集状态并防止变频器的串行链路超时参考 11-3 页的表 11-1计算状态轮询 之间的时间有关串行链路超时参数 P093 如何配置参数11.5节 Drive 0 激活位0 驱动器未激活1 驱动器激活 D rive 1 激活位0 驱动器未激活1 驱动器激活 图 11-2 激活变频器的描述和格式 当
11、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11-6 页上 的表 11-6 定义在指令执行中可能出现的错误类型表 11-2 表示 USS 子程序的操作数和数据 类型 表11-2 USS_INIT 子例行程序用的操作数和数据类型 输入/输出 操作数 数据类型 USS VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, Constant, *VD, *AC, *LD 字节 BAUD VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, AIW, Constant, AC *VD, *AC, *LD 字 ACTIVE VD, ID, Q
12、D, MD, SD, SMD, LD, AC, Constant, *VD, *AC, *LD 双字 DONE I, Q, M, S, SM, T, C, V, L 布尔数 ERR VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, *VD, *AC, *LD 字节 D0 Drive 0 激活位0 驱动器未激活1 驱动器激活 D1 Drive 1 激活位0 驱动器未激活1 驱动器激活 使用USS协议指令和变频器通信 11-5 图 11-3 表示如何使用 LADFBD 和 STL 语言编写 USS_INIT 子程序 图 11-3 在 USS_INIT 子程序中使用 LADFBD和
13、STL语言 DRV_CTRL DRV_CRTL 指令用于控制 ACTIVE MicroMaster 变频器 DRV_CRTL 指令将选择的命令放在一个通信缓冲区内缓 冲区中的命令发送到编址的变频器DRIVE 参数如果 该变频器已由 USS_INIT 指令的 ACTIVE 参数选 中的话 每个变频器只应有一个 DRV_ CTRL 指令 EN 位必须接通以启动 DRV_CRTL 指令 典型地这个 指令总是在允许状态 RUNRUN/STOP指示变频器是接通1或是断开 0当 RUN位是接通时MicroMaster 变频器收到一个 命令以便开始以规定的速度和方向运动为了使变频器 运动必须具备以下条件 ?
14、 在USS_INIT 中将变频器激活 ? OFF1 和 OFF2必须设定为 0 ? FAULT 和 INHIBIT 必须为0 当 RUN 断开时则发送 MicroMaster 变频器一个命令电 动机速度降低一直到停止 OFF2 位用来使 MicroMaster 变频器减速到停止OFF3 位 用来命令 MicroMaster 变频器快速停止 F_ACK故障确认位用来确认一个故障当 F_ACK 从 低变高时变频器清除故障FAULT DIR方向位指示变频器应向那个方向运动0-逆时针方 向1-顺时针方向 DRIVE变频器地址输入是 DRV_CTRL 命令发送给 MicroMaster 变频器的地址有效
15、地址为 0 至 31 使用USS协议指令和变频器通信 11-6 SPD_SP速度设定点是全速度百分值的变频速度-200.0% 至 200.0%SPD_SP 负值使 变频器反方向旋转 注 每台变频器只能分配一个 DRV_CTR 指令 RSP_R(收到响应)位确认从变频器来的响应对所有激活的变频器轮询最新的变频状态信息 每当 CPU从变频器收到一个响应RSP_R位接通进行一次扫描并更新以下所有的数值 ERR 是一个错误状态字节它包含与变频器通讯请求的最新结果 11-16 页上的表 11-6定义 指令执行中可能会出现的错误 STATUS是由变频器返回的状态字的原始值图 11-4表示标准状态字和主反馈
16、的状态位 SPEED 是全速度有分值的变频器速度-200.0% 至 200.0% 注 有些变频器只报告正值的速度如果速度是负值变频器仍报告正值的速度但是将 DIR_CW方向位反向 RUN_ENRUN允许指示变频器正在运行1或已停止0 DIR_CW 指示变频器的旋转方向0-逆时针方向 1-顺时针方向 INHIBIT 指示变频器上的禁止位的状态0-不禁止 1-被禁止要清除禁止位 FAULT 位 必须断开RUNOFF2以及 OFF3 输入也必须断开 FAULT 指示故障位的状态0-无故障 1-故障变频器显示故障代码 参阅变频器使用 手册要清除 FAULT 位需消除故障原因并接通 F_ACK位 表 11-3 表示 DRV_CTRL 子程序的操作数和数据类型 准备好启动 准备好运行 允许运行 存在驱动器故障 当前是滑行停止命令 当前是快速停止命令 禁止接通 有驱动器的警告信息 没有使用 总是为 1 允许串联运行 锁定串联运行一只能本地操作 频率已达到 频率没有达到 变频器输出是顺时钟 变频器输出是逆时钟 留作将来之用这个位不一定总是为 0 留作将来之用这个
