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S7-1200的USS通信连载(1)-原理及硬件

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今天这篇文章,我们先来进行一些基础介绍。

USS协议是一种主从通信协议,网络中最多有1个主站(Master)和31个从站(Slave)。主站是PLC(或PG/PC),从站是变频器。主站可以主动发送信息,从站只能被动的应答,从站之间不能进行通信。

USS协议采用单双工的通信方式,可以进行发送或接收,但不能同时进行。

USS协议的字符帧包括如下几个内容:1位起始位、8位数据位、1位校验位和1位停止位,如下图;

USS协议的报文帧包括:

STX:起始字节(StartofText),值为02Hex,表示报文的开始;

LGE:第二个字节,表示报文的长度;

ADR:第三个字节,表示从站的地址及其它信息;

净数据区:包括PKW和PZD两种数据,稍后详细解释;

BCC:最后一个字节,BCC校验码;

USS协议报文帧如下图:

USS报文帧中的净数据区包括PKW数据和PZD数据:

PKW数据区:用来读取或修改变频器的参数,包括三个部分:

1)PKE:无符号整型,表示变频器参数代码;

2)IND:无符号整型,表示变频器的参数索引;

3)PWE:无符号整数,表示参数的值;

PKW数据区的长度由变频器参数P2013确定。例如,当P2013=3时,则PKW总共有3个字(6个字节)长度;PKW=127表示数据长度可变;

PZD数据区:变频器的循环过程字,用来控制电机的启停及调速。PZD的数据类型为:无符号整型,取值可以是2、4、6、8,默认是2。

PKW=3及PZD=2的USS报文帧如下图:

介绍了USS协议的基本原理及报文帧的结构,下面来看看S7-1200进行USS通信的硬件。

S7-1200系列PLC可以使用通信模块CM1241-RS485或者信号板CB1241-RS485接入到RS485网络中与变频器进行USS通信。每个S7-1200CPU最多可以连接3个CM1241-RS485模块和1个CB1241-RS485信号板,也就是总共4个RS485端口。每个RS485端口最多可以连接16个变频器,4个端口最多可以带动64个变频器;

S7-1200系列PLC还可以通过PROFINET或者PROFIBUS总线连接到ET200分布式系统,例如ET200SP或ET200MP。通过分布式系统中的RS485模块连接到西门子的变频器进行USS通信,如下图:

本例程使用的硬件为:CPU1215C、CM1241-RS485模块;SINAMICSG120CU240S、SINAMICSG120PM240、Motor(电机)。

注意:并不是所有的西门子SINAMICS变频器都可以通过USS与S7-1200系列PLC进行USS通信。G130、G150、S120和S150等不能与S7-1200进行USS通信。

结束