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USS通信基本原理

USS 協議（Universal Serial Interface Protocol，即通用串行接口協議）是西門子專為驅動裝置開發的通用通信協議，它是一種基于串行總線進行數據通信的協議。USS 通信總是由主站發起，USS 主站不斷輪詢各個從站，從站根據收到主站報文，決定是否、以及如何響應。從站必須在接收到主站報文之后的一定時間內發回響應到主站，否則主站將視該從站出錯。USS 協議是主從結構的協議，總線上的每個從站都有唯一的從站地址。一個 S7-1200 CPU 中Zui多可安裝三個 CM 1241 RS422/RS485模塊和一個 CB 1241 RS485 板，每個 RS485 端口Zui多控制 16 臺驅動器。

S7-1200與V20的USS通信

【一】使用環境

TIA Portal STEP 7 V16

CPU1215C DC/DC/DC V4.4

CM1241 RS422/RS485 V2.2

SINAMICS SINAMICS V20（6SL3210-5BE03-7UV0）

1LA9 電機（1LA9060-4KA10-Z）

【二】實現功能S7-1200 與西門子傳動設備 V20 之間 USS 通信，控制變頻器的啟停和頻率，并讀取和修改變頻器的加減速時間。

兩類指令“USS通信”與“USS”區別

如圖 1 所示，S7-1200 USS 有兩個 USS 指令庫（1）“USS通信” 指令庫下的指令除了適用于 S7-1200 中央機架串口模塊（CM 1241 V2.1 以上或 CB 1241 且 S7-1200 CPU V4.1 以上），還可用于分布式 I/O PROFINET 或 PROFIBUS 的 ET200SP/ET200MP 串口通信模塊。（2）“USS通信” 是目前Zui新的指令庫，并且以后的更新也會基于這個指令庫。一般情況下，“USS” 只是在老項目中使用。下面的介紹以 “USS 通信” 指令庫為例。（3）“USS” 指令庫下的指令只能用于 S7-1200 中央機架串口模塊（CM 1241 或 CB 1241）

圖 1.S7-1200 PLC 的 USS 通信指令

SINAMICS V20變頻器設置

SINAMICS V20 的啟停和頻率控制通過 PZD 過程數據來實現，參數讀取和修改通過 PKW 參數通道來實現。可以使用連接宏 Cn010 實現 SINAMICS V20 的 USS 通信，也可以直接修改變頻器參數。變頻器參數設置步驟如下：（一）恢復工廠設置 設置參數 P0010（調試參數）= 30，P0970（工廠復位）= 21（二）設置用戶訪問級別 設置參數 P0003（用戶訪問級別）= 3 (專家訪問級別)（三）設置 SINAMICS V20 變頻器 USS 通信所需的命令源、協議、波特率、地址等參數。選擇連接宏 Cn010 后，需要將參數 P2013 的值由 127（PKW長度可變）修改為 4（PKW長度為 4）；（1）此外對于本例需要將參數 P2010 的值由 8（波特率 38400）修改為 6(本例中使用波特率為 9600），P2010 值與波特率對應關系參見表 1。

參數值	6	7	8	9	10	11	12
波特率（bps）	9600	19200	38400	57600	76800	93750	115200

表 1 P2010 值與波特率對應關系（2）本例中使用如下表 2 所列的設置值。

參數	描述	設置值	備注
P0700[0]	選擇命令源	5	命令源來源于 RS485 總線
P1000[0]	選擇設定源	5	設定值來源于 RS485 總線
P2000[0..2]	基準頻率值	50.00	百分比 ==> P2000 的值
P2023[0]	RS485 協議選擇	1	USS協議
P2010[0]	USS 波特率	6	波特率為 9600
P2011[0]	USS 地址	1	USS 站地址為 1
P2012[0]	USS PZD 長度	2	USS PZD 長度為 2 個字長
P2013[0]	USS PKW 長度	4	USS PKW 長度為 4
P2014[0]	USS 報文間斷時間	500	可設置范圍 0-65535 ms。報文間隔超過此設定時間還沒有接收到下一條報文信息，則變頻器將會停止運行。

表 2.SINAMICS V20 設置變頻器參數值（四）變頻器重新上電在更改通信協議 P2023 后，需要對變頻器重新上電。在此過程中，請在變頻器斷電后等待數秒，確保 LED 燈熄滅或顯示屏空白后再次接通電源。