1 系統(tǒng)配置

1.1軟硬件配置
（1）配備支持USS通信功能控制單元G120變頻器，異步電機(jī)。本例中，使用的控制單元是CU240E-2，固件版本V4.5。
（2）S7-200 PLC，與PC的連接電纜。本例中，使用的是CPU224 XP CN，連接電纜使用CP5512。
（3）安裝了Step7 Micro-Win V4.0軟件和USS協(xié)議庫(kù)的PC機(jī)。本例中，使用的是Step7 Micro-Win V4.0 SP6，USS協(xié)議庫(kù)為2.3版本。

在進(jìn)行PLC編程之前，請(qǐng)確認(rèn)USS協(xié)議庫(kù)已經(jīng)安裝，如圖1-1。

圖1-1

2.2 S7-200與控制單元間的接線

圖1-2

CU240E-2的控制端子排如圖1-2，從控制單元底部看，共有5個(gè)接線端子，其中2號(hào)端子為RS485P，3號(hào)端子為RS485N，用于通信數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

圖1-3

S7-200作為USS通信主站，其通信端口和變頻器從站的接線如圖1-3。在通信網(wǎng)絡(luò)的首、末端需要使用終端電阻。
對(duì)于S7-200，需要在通信端口端子3和8之間，連接一阻值為120歐姆的電阻。
對(duì)于變頻器，把通信網(wǎng)絡(luò)末端的CU240E-2終端電阻撥碼開關(guān)撥到ON位置即可（位置在圖1-1中，標(biāo)號(hào)⑨）；中間位置的CU240E-2，終端電阻撥碼開關(guān)必須撥到OFF位置。
本例中，S7-200（CPU224 XP CN）使用通信端口Port 0和變頻器進(jìn)行通信。




2 變頻器設(shè)置

2.1 地址設(shè)置
變頻器的USS通信地址可以通過控制單元上的總線地址撥碼開關(guān)（位置在圖1-1中，標(biāo)號(hào)⑤）進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)?shù)刂窊艽a開關(guān)的位置都為OFF時(shí)，也可用過參數(shù)P2021進(jìn)行設(shè)置。

2.2 參數(shù)設(shè)置
除了設(shè)置地址之外，還需要對(duì)變頻器一些基本的通信參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，才可以進(jìn)行USS通信，如表2-1所示：

表2-1

 

3 PLC編程

3.1使用USS協(xié)議的初始化模塊初始化S7-200的PORT0端口

圖3-1

功能塊說明：

注： 此處以及下文的“功能塊說明”僅介紹了功能塊內(nèi)的主要管腳
          功能，未說明的管腳功能，請(qǐng)參考Step7 Micro-Win V4.0軟件的
          幫助文件。

輸入：
EN：使能。每次改變通訊狀態(tài)都應(yīng)該執(zhí)行一次初始化指令，EN信號(hào)應(yīng)該通過脈沖激活。本例中，Port 0端口一直作為USS通信端口使用，因此使用SM0.1初始化一次即可。
Mode：1——為端口0指定USS協(xié)議，并啟用該協(xié)議。
Baud：波特率，應(yīng)與變頻器定義的波特率一致。本例中，使用9600。
Active：激活驅(qū)動(dòng)器地址，參考圖3-2。本例中，使用2#1000，即激活驅(qū)動(dòng)器地址3。

圖3-2 激活驅(qū)動(dòng)器地址3和5

3.2 使用USS_CTRL功能塊控制變頻器的運(yùn)行

3.2.1 USS_CTRL功能塊編程

圖3-3

功能塊說明：

輸入：

EN：通常情況總是激活。
RUN：?jiǎn)?dòng)變頻器。0-停止；1-啟動(dòng)。
OFF2：自由停車。0-正常；1-自由停車。
OFF3：快速停止。0-正常；1-快速停止。
F _ACK：故障復(fù)位。通過上升沿對(duì)變頻器進(jìn)行故障復(fù)位。
DIR：運(yùn)行方向。0-正轉(zhuǎn)；1-反轉(zhuǎn)
Drive：變頻器USS地址，0-31。本例使用3。
Speed~：速度設(shè)定值，通過百分比進(jìn)行設(shè)定，范圍 -200.0~~200.0%。

輸出：

Error：錯(cuò)誤代碼。有關(guān)錯(cuò)誤代碼說明，請(qǐng)參考表3-1。
Status：變頻器返回的狀態(tài)字。有關(guān)G120變頻器狀態(tài)字，請(qǐng)參考《參數(shù)手冊(cè)》有關(guān)r52參數(shù)的說明。
Speed：變頻器返回的速度實(shí)際值的百分比。
Run_EN：變頻器運(yùn)行狀態(tài)。0-停止；1-運(yùn)行。
D_Dir：變頻器運(yùn)行方向。0-正轉(zhuǎn)；1-反轉(zhuǎn)。
Inhibit：變頻器禁止位狀態(tài)。0-正常；1-禁止。
Fault：變頻器故障狀態(tài)。0-正常；1-故障。

表3-1

3.2.2 分配庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)，編譯，下載。
在編譯程序之前，選擇 “程序塊” ->“ 庫(kù)”， 右鍵點(diǎn)擊，選擇“庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)”。在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊 “建議地址” 選擇V存儲(chǔ)區(qū)的地址后點(diǎn)擊 “OK”退出。如圖3-4。

圖3-4

分配庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)之后，編譯并下載。

3.2.3 控制變頻器運(yùn)行。
此時(shí)，即可通過USS通信，控制變頻器的運(yùn)行。
例，
打開狀態(tài)表監(jiān)控，如圖3-5。
M1.0為變頻器的啟停控制位，初始值為0，從0強(qiáng)制為1后，變頻器即可運(yùn)行。
VD30為變頻器的速度設(shè)定值，強(qiáng)制為20.0后，變頻器將以20%的速度運(yùn)行。
VW20，VD22分別為變頻器返回的狀態(tài)字和速度實(shí)際值。

圖3-5


3.3 讀寫參數(shù)
根據(jù)參數(shù)的不同數(shù)據(jù)類型，需要使用不同的功能塊進(jìn)行變頻器參數(shù)的讀寫。下文中，將通過舉例進(jìn)行介紹。
注：目前，USS協(xié)議庫(kù)的參數(shù)讀寫功能塊，僅適用于讀寫參數(shù)號(hào)在3999以下的參數(shù)。對(duì)于參數(shù)號(hào)在4000以上的參數(shù)，如果要進(jìn)行讀寫，可參考《操作說明》，7.4.2.4節(jié)，使用自由口編程的方式進(jìn)行讀寫，在此不作介紹。

3.3.1 使用USS_RPM_R功能塊讀取浮點(diǎn)型參數(shù)

圖3-6

功能塊說明：
輸入：
EN：需要讀取參數(shù)時(shí)激活。
XMT_~：操作請(qǐng)求。使用上升沿激活。
Drive：變頻器USS地址。本例中，使用3。
Param：要讀取的參數(shù)號(hào)。本例中，讀取參數(shù)r27（輸出電流實(shí)際值）。
Index：參數(shù)下標(biāo)。本例中，r27無下標(biāo)，必須定義為下標(biāo)0。
輸出：
Value：返回的參數(shù)值。

編譯、下載之后，打開狀態(tài)表監(jiān)控，如圖3-7。把M6.0，從0強(qiáng)制為1后，VD560返回值為0.33。即r27=0.33。

圖3-7 

3.3.2 使用USS_WPM_R功能塊修改浮點(diǎn)型參數(shù)

圖3-8

功能塊說明：
輸入：
EN：需要修改參數(shù)時(shí)激活。
XMT_~：操作請(qǐng)求。使用上升沿激活。
EEPR~：寫入EEPROM存儲(chǔ)器。（注：對(duì)CU240B/E-2無效）
Drive：變頻器USS地址。本例中，使用3。
Param：要修改的參數(shù)號(hào)。本例中，修改參數(shù)P1120（斜坡上升時(shí)間）。
Index：參數(shù)下標(biāo)。本例中，修改下標(biāo)0。
Value：要寫入的參數(shù)值。

編譯、下載之后，打開狀態(tài)表監(jiān)控，如圖3-9。把M7.0，從0強(qiáng)制為1后，VD630的當(dāng)前值15.0將會(huì)寫入?yún)?shù)P1120的下標(biāo)0中，即P1120.0=15.0。

圖3-9

3.3.3 使用USS_RPM_W功能塊讀取U16（無符號(hào)16位）類型參數(shù)

圖3-10

功能塊說明：
輸入：
EN：需要讀取參數(shù)時(shí)激活。
XMT_~：操作請(qǐng)求。使用上升沿激活。
Drive：變頻器USS地址。本例中，使用3。
Param：要讀取的參數(shù)號(hào)。本例中，讀取參數(shù)P210（電源電壓）。
Index：參數(shù)下標(biāo)。本例中，P210無下標(biāo)，必須定義為下標(biāo)0。
輸出：
Value：返回的參數(shù)值。

編譯、下載之后，打開狀態(tài)表監(jiān)控，如圖3-11。把M2.0，從0強(qiáng)制為1后，VDW160返回值為440。即P210=440。

圖3-11

3.3.4 使用USS_WPM_W功能塊修改U16（無符號(hào)16位）類型參數(shù)

圖3-12

功能塊說明：
輸入：
EN：需要修改參數(shù)時(shí)激活。
XMT_~：操作請(qǐng)求。使用上升沿激活。
EEPR~：寫入EEPROM存儲(chǔ)器。（注：對(duì)CU240B/E-2無效）
Drive：變頻器USS地址。本例中，使用3。
Param：要修改的參數(shù)號(hào)。本例中，修改參數(shù)P1211（自動(dòng)重啟嘗試次數(shù)）。
Index：參數(shù)下標(biāo)。P1211無下標(biāo)，必須定義為下標(biāo)0。
Value：要寫入的參數(shù)值。

編譯、下載之后，打開狀態(tài)表監(jiān)控，如圖3-13。把M3.0，從0強(qiáng)制為1后，VW230的當(dāng)前值2將會(huì)寫入?yún)?shù)P1211的下標(biāo)0中，即P1211=2。

圖3-13

3.3.5 使用USS_RPM_D功能塊讀取U32（無符號(hào)32位）類型參數(shù)

圖3-14

功能塊說明：
輸入：
EN：需要讀取參數(shù)時(shí)激活。
XMT_~：操作請(qǐng)求。使用上升沿激活。
Drive：變頻器USS地址。本例中，使用3。
Param：要讀取的參數(shù)號(hào)。本例中，讀取參數(shù)P730（DO0功能）。
Index：參數(shù)下標(biāo)。本例中，P730無下標(biāo)，必須定義為下標(biāo)0。
輸出：
Value：返回的參數(shù)值。
編譯、下載之后，打開狀態(tài)表監(jiān)控，如圖3-15。把M4.0，從0強(qiáng)制為1后，VD360返回值為16#0034FC03。即P730=52.3。

圖3-15

注：16#0034FC03到52.3的轉(zhuǎn)換說明
當(dāng)使用讀寫參數(shù)的功能塊時(shí)，類似于P730=52.3這樣的BICO連接參數(shù)，需要經(jīng)過如下轉(zhuǎn)換：
高字，0034（16進(jìn)制）= 52（十進(jìn)制）；
低字中的高字節(jié)，對(duì)于CU240B/E-2，規(guī)定為FC（16進(jìn)制）；
低字中的低字節(jié)，03（16進(jìn)制）= 3（十進(jìn)制）。
所以， 0034FC03（16進(jìn)制）= 52.3（十進(jìn)制）

3.3.6 使用USS_WPM_D功能塊修改U32（無符號(hào)32位）類型參數(shù)

圖3-16

功能塊說明：
輸入：
EN：需要修改參數(shù)時(shí)激活。
XMT_~：操作請(qǐng)求。使用上升沿激活。
EEPR~：寫入EEPROM存儲(chǔ)器。（注：對(duì)CU240B/E-2無效）
Drive：變頻器USS地址。本例中，使用3。
Param：要修改的參數(shù)號(hào)。本例中，修改參數(shù)P731（DO1功能）。
Index：參數(shù)下標(biāo)。本例中，P731無下標(biāo)，必須定義為下標(biāo)0。
Value：要寫入的參數(shù)值。
編譯、下載之后，打開狀態(tài)表監(jiān)控，如圖3-17。把M5.0，從0強(qiáng)制為1后，VD430的當(dāng)前值16#0034FC0C將會(huì)寫入?yún)?shù)P731中，即P731=52.12。有關(guān)0034FC0C（16進(jìn)制）到52.12的轉(zhuǎn)換，請(qǐng)參考3.5.1節(jié)中的注釋。