S7-200USS通信

HardwareSoftwareWorkshopS7-2001S7-200USS通信1HardwareSoftwareWorkshopS7-2002•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–MM440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–指令库的删除•编程示例–功能要求–实现步骤2S7-200USS通信HardwareSoftwareWorkshopS7-2003•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•MM440变频器的参数设置3概述HardwareSoftwareWorkshopS7-2004•S7-200与西门子MicroMaster系列变频器（如MM440、MM420、MM430以及MM3系列、新的变频器SINAMICSG110）之间使用USS通信协议进行通信。通过STEP7-Micro/WIN32V3.2以上版本指令库中的USS库指令，可简单方便地实现通信，控制实际驱动器和读取／写入驱动器参数。•USS通信总是由主站发起，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、以及如何响应。从站永远不会主动发送数据。从站在以下条件满足时应答：–（1）接收到的主站报文没有错误。–（2）本从站在接收到主站报文中被寻址。•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。•对于主站来说，从站必须在接收到主站报文之后的一定时间内发回响应。否则主站将视为出错。定义HardwareSoftwareWorkshopS7-2005•USS协议的特点为：•（1）支持多点通信（因而可以应用在RS485等网络上）。•（2）采用单主站的“主－从”访问机制。•（3）一个网络上最多可以有32个节点（最多31个从站）。•（4）简单可靠的报文格式，使数据传输灵活高效。•（5）容易实现，成本较低。定义HardwareSoftwareWorkshopS7-2006•STEP7-Micro/WINUSS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：–（1）初始化USS协议将端口0指定用于USS通讯。使用USS_INIT指令为端口0选择USS通讯协议或PPI通讯协议。选择USS协议与驱动器通讯后，端口0将不能用于其他任何操作，包括与STEP7--Micro/WIN通讯。–（2）在使用USS协议通讯的程序开发过程中，应该使用带两个通讯端口的S7-200CPU如CPU226、CPU224XP或EM277PROFIBUS模块（与计算机中PROFIBUSCP连接的DP模块）。这样第二个通讯端口可以用来在USS协议运时通过STEP7--Micro/WIN监控应用程序。–（3）USS指令影响与端口0上自由接口通讯相关的所有SM位置。定义HardwareSoftwareWorkshopS7-2007–（4）USS指令的变量要求一个400个字节V内存块。该内存块的起始地址由用户指定，保留用于USS变量。–（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。定义HardwareSoftwareWorkshopS7-2008•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•MM440变频器的参数设置8概述HardwareSoftwareWorkshopS7-2009•（1）字符帧格式：USS的字符传输格式符合UART规范，即使用串行异步传输方式。USS在串行数据总线上的字符传输帧为11位长度，包括：•连续的字符帧组成USS报文。在一条报文中，字符帧之间的间隔延时要小于两个字符帧的传输时间（当然这个时间取决于传输速率）。S7-200CPU的自由口通信模式正好能够支持上述字符帧格式。•把S7-200的自由口定义为以上字符传输模式，就能通过编程，实现USS协议报文的发送和接收。主站控制器的所支持的通信模式必须和所要控制的驱动装置所要求的一致，这是实现S7-200和西门子驱动装置通信的基础。USS通信报文传输格式HardwareSoftwareWorkshopS7-20010•（2）报文帧格式:协议的报文简洁可靠，高效灵活。报文由一连串的字符组成，协议中定义了它们的特定功能：•以上每小格代表一个字符（字节）。含义如下：–STX：起始字符，总是02h–LGE：报文长度–ADR：从站地址及报文类型–BCC：BCC校验符–在ADR和BCC之间的数据字节，称为USS的净数据。主站和从站交换的数据都包括在每条报文的净数据区域内。USS通信报文传输格式HardwareSoftwareWorkshopS7-20011•净数据区由PKW区和PZD区组成：•以上每小格代表一个字（两个字节），含义如下：–PKW：此区域用于读写参数值、参数定义或参数描述文本，并可修改和报告参数的改变。其中：–PKE：参数ID。包括代表主站指令和从站响应的信息，以及参数号等–IND：参数索引，主要用于与PKE配合定位参数–PWEm：参数值数据USS通信报文传输格式HardwareSoftwareWorkshopS7-20012–PZD：此区域用于在主站和从站之间传递控制和过程数据。控制参数按设定好的固定格式在主、从站之间对应往返。如：–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–PZDn：……–根据传输的数据类型和驱动装置的不同，PKW和PZD区的数据长度都不是固定的，它们可以灵活改变以适应具体的需要。但是，在用于与控制器通信的自动控制任务时，网络上的所有节点都要按相同的设定工作，并且在整个工作过程中不能随意改变。USS通信报文传输格式HardwareSoftwareWorkshopS7-20013•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。•PKW在许多驱动装置中是作为后台任务处理，因此PZD的实时性要比PKW好。USS通信报文传输格式HardwareSoftwareWorkshopS7-20014•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•MM440变频器的参数设置14概述HardwareSoftwareWorkshopS7-20015•使用USS库指令前必须使用USS_INIT指令初始化USS通信参数。•a.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；•b.Mode：模式选择，执行USS_INIT时，Mode的状态决定是否在Por上使用USS通信功能；•0-恢复Port0为PPI从站模式•1-设置Port0为USS通信协议并进行相关初始化USS_INIT指令HardwareSoftwareWorkshopS7-20016•使用USS库指令前必须使用USS_INIT指令初始化USS通信参数。•c.Baud：USS通信波特率，此参数要和变频器的参数设置一致。•波特率的允许值为2400、4800、9600、19200、38400、57600或115200bit/s。•d.Active：此参数决定网络上的哪些USS从站在通信中有效。•e.Done：初始化完成标志。•f.Error：初始化错误代码。USS_INIT指令HardwareSoftwareWorkshopS7-20017•USS_INIT子程序的Active参数用来表示网络上哪些USS从站要被主站访问，即在主站的轮询表中激活。网络上作为USS从站的驱动装置每个都有不同的USS协议地址，主站要访问的驱动装置，其地址必须在主站的轮询表中激活。USS_INIT指令只用一个32位长的双字来映射USS从站有效地址表，Active的无符号整数值就是它在指令输入端的取值。•在这个32位的双字中，每一位的位号表示USS从站的地址号；要在网络中激活某地址号的驱动装置，则需要把相应位号的位置设为二进制“1”，不需要激活USS从站，相应的位设置为”0“。最后对此双字取无符号整数就可以得出Active参数的取值。•在上面的例子中，使用站地址为3的MM440变频器，则须在位号为03的位单元格中填入二进制“1”。其他不需要激活的地址对应的位设置为”0“。取整数，计算出的Active值为00000008h，即16#00000008，也等于十进制数8。USS_INIT指令HardwareSoftwareWorkshopS7-20018•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•MM440变频器的参数设置18概述HardwareSoftwareWorkshopS7-20019•USS_CTRL指令用于对单个驱动装置进行运行控制。这个功能块利用了USS协议中的PZD数据传输，控制和反馈信号更新较快。•网络上的每一个激活的USS驱动装置从站，都要在程序中调用一个独占的USS_CTRL指令，而且只能调用一次。需要控制的驱动装置必须在USS初始化指令运行时定义为“激活”。USS_CTRL指令HardwareSoftwareWorkshopS7-20020•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，驱动装置将封锁主回路输出，电机自由停车。•OFF3:停车信号3。此信号为”1“时，驱动装置将快速停车。•F_ACK：故障确认。当驱动装置发生故障后，•将通过状态字向USS主站报告；如果造成故障的原因排除，可以使用此输入端清除驱动装置的报警状态，即复位。注意这是针对驱动装置的操作。•DIR：电机运转方向控制。其“0/1”状态决定运行方向USS_CTRL指令HardwareSoftwareWorkshopS7-20021•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。•Type：向USS_CTRL功能块指示驱动装置类型。•0-MM3系列，或更早的产品；•1-MM4系列，SINAMICSG110。•Speed_SP：速度设定值。速度设定值必须是一个实数，给出的数值是变频器的频率范围百分比还是绝对的频率值取决于变频器中的参数设置（如MM440的P2009）。•Resp_R：从站应答确认信号。主站从USS从站收到有效的数据后，此位将为“1”一个程序扫描周期，表明以下的所有数据都是最新的。•k.Error：错误代码。0=无出错。USS_CTRL指令HardwareSoftwareWorkshopS7-20022•Status：驱动装置的状态字。此状态字直接来自驱动装置的状态字，表示了当时的实际运行状态，详细的状态字信息意义请参考相应的驱动装置手册。•Speed：驱动装置返回的实际运转速度值，实数。•Run_EN：运行模式反馈，表示驱动装置是运行（为1）还是停止（为0）•D_Dir：指示驱动装置的运转方向，反馈信号。•Inhibit：驱动装置禁止状态指示（0-未禁止，1-禁止状态）。禁止状态下驱动装置无法运行。要清除禁止状态，故障位必须复位，并且RUN,OFF2和OFF3都为0。•Fault：故障指示位（0-无故障，1-有故障）。表示驱动装置处于故障状态，驱动装置上会显示故障代码（如果有显示装置）。要复位故障报警状态，必须先消除引起故障的原因，然后用F_ACK或者驱动装置