uss协议实现s7-1200与g120变频器的通信

1、如何通过 USS 协议实现 S7-1200 与 G120 变频器的通信How to communication betn S7-1200 and G120 inverter by USS protocolwGetting StartedEdition (2009 年 11 月)摘 要 本文介绍了通过 USS 协议实现 S7-1200 与 G120 变频器的通信。USS 协议，S7-1200，G120，变频器Key WordsUSS protocol，S7-1200，G120，Frequency converterwIA&DT Service & Support18目录如何使用 USS 协议实现

2、 S7-1200 与 G120 变频器的通信1控制系统原理和接线图4硬件需求5 3需求5 4组态51PLC 硬件组态54. 2G120 参数设置7USS 通信原理与编程的实现85. 15. 25. 3附录S7 1200 PLC 与G120 通过 USS 通信的基本原理8S7 1200 PLC 进行 USS 通信的编程10S7 1200 PLC 进行 USS 通信的调试16 17wIA&DT Service & Support18西门子 S7-1200 紧凑型 PLC 在当前的市场中有着广泛的应用，作为经常与 SINAMICS G120 系列变频器共同使用的 PLC，其 USS 通信协议的使用一

3、直在市场上有着非常广泛的应用。本文将主要介绍如何使用 USS 通信协议来实现 S7-1200 与 G120 变频器的通信。1控制系统原理和接线图下图是本例中所使用的原理和接线图。w图 1:控制系统原理和接线图IA&DT Service & Support182硬件需求S7-1200 PLC 目前有 3 种类型的 CPU：1）S7-12112）S7-12123）S7-1214U。U。 U。这三种类型的 CPU 都可以使用 USS 通信协议通过通信模块 CM1241 RS485 来实现S7-1200 与 G120 变频器的通信。本例中使用的 PLC 硬件为：1）PM1207 电源2） S7-121

4、4C(6EP1 332-1SH71 )6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )6ES7 241 -1CH30 -0XB0 )6ES7 274 -1XH30 -0XA0 )3)4)CM1241 RS485模拟器本例中使用的 G120 变频器硬件为：1） SINAMICS G120 PM240 （6SL3244-0BA20-1BA0）2） SINAMICS G120 CU240S（6SL3224-0BE13-7UA0）3）MOTOR(1LA7060-4AB10)操作面板USS 通信电缆(9)w( 6XV1830-0EH10)3需求1) 编程Step7 Basic V10.5( 6ES7 82

5、2-0AA0-0YA0)4组态通过下述的实际操作来介绍如何在 Step7 Basic V10.5 中组态 S7-1214C 和G120 变频器的 USS 通信。4. 1PLC 硬件组态首先在 Step7 Basic V10.5 中建立一个项目，如图 1 所示。IA&DT Service & Support18图 2： 新建 S7 1200 项目在硬件配置中，添加 CPU1214C 和通信模块 CM1241 RS485 模块，如图 2 所示。w图 3： S7 1200 硬件配置在 CPU 的属性中，设置以太网的 IP 地址，建立 PG 与 PLC 的连接，如下图所示。图 4： S7 1200 I

6、P 地址的设置IA&DT Service & Support184. 2G120 参数设置变频器的参数设置如下表所示。w表 1 ：G120 变频器的参数设置IA&DT Service & Support18序号功能参数设定值1工厂设置复位P0010302工厂设置复位P97013快速启动设置P001014电机额定电压P0304380V5电机额定功率P03075.5KW6电机额定频率P031050Hz7电机额定转速P03111350r/min8USS 命令源P070059频率设定源P01000510最小电机频率P10800.0Hz11最大电机频率P108150.0Hz12启动斜坡时间P112010

7、.0S13延迟斜坡时间P112110.0S14结束快速启动设置P3900115激活模式P0003316参考频率P200050.0Hz17USS 数据传输速度P2010918USS 从站地址P2011119USS PZD 长度P2012220USS PKW 长度P2013421通信P2014022在E2PROM 保存数据P0971123激活模式P0003324激活参数模式P00103025从G120 中传输参数到 BOPP08021注意：表 1 中的 17，18，19，20 这四项参数值的设置必须使 PLC 的参数值与变频器的参数值相一致。而 19，20 这两个参数值必须设置成如表 1 中的值，

8、否则有可能变频器与S7-1200 通信有如下问题：可能不能读出从变频器反馈回来的参数值。5USS 通信原理与编程的实现5. 1 S7 1200 PLC 与 G120 通过 USS 通信的基本原理S7 1200 提供了的 USS 库进行 USS 通信，如下图所示：w图 5： S7 1200的 USS 库USS_DRV 功能块是 S7-1200 USS 通信的主体功能块，接受变频器的信息和控制变频器的指令都是通过这个功能快来完成的。必须在主 OB 中调用，不能在循环中断 OB 中调用。USS_PORT 功能块是 S7-1200 与变频器 USS 通信的接口,主要设置通信的接口参数。可在主 OB 或

9、中断 OB 中调用。USS_RPM 功能块是通过 USS 通信在循环中断 OB 中调用。变频器的参数。必须在主 OB 中调用，不能IA&DT Service & Support18USS_WPM 功能块是通过 USS 通信设置变频器的参数。必须在主 OB 中调用，不能在循环中断 OB 中调用。这些功能块与变频器之间的控制关系如下图所示：w图 6： USS 通信功能块与变频器的控制关系USS_DRV 功能块通过 USS_DRV_DB 数据块实现与 USS_PORT 功能块的数据接收与传送，而 USS_PORT 功能块是 S7-1200 PLC CM1241 RS485 模块与变频器之间的通信接口

10、。USS_RPM 功能块和 USS_WPM 功能块与变频器的通信与 USS_DRV 功能块的通信方式是相同的。每个 S7-1200 CPU 最多可带 3 个通信模块，而每个 CM1241 RS485 通信模块最多支持 16 个变频器。因此用户在一个 S7-1200 CPU 中最多可建立 3 个 USS 网络，而每个 USS网络最多支持 16 个变频器，总共最多支持 48 个USS 变频器。IA&DT Service & Support185. 2 S7 1200 PLC 进行 USS 通信的编程1USS 通USS 通口参数功能块的编程口参数功能块的编程如下图所示。图 7： USS 通口参数功能

11、块的编程wUSS_PORT 功能块用来处理 USS 网络上的通信，它是 S71200 CPU 与变频器的通信借口。每个 CM1241 RS485 模块有且必须有一个 USS_PORT 功能块。PORT：指的是通过哪个通信模块进行 USS 通信。BAUD：指的是和变频器进行通行的速率。 变频器的参数 P2010 种进行设置。 USS_DB：指的是和变频器通信时的 USS 数据块。每个通信模块最多可以有 16 个USS 数据块，每个 CPU 最多可以有 48 个 USS 数据块，具体的通信情况要和现场实际情况相联 系。每个变频器与 S7-1200 进行通信的数据块是唯一的。ERROR：输出错误。S

12、US：扫描或初始化的状态。S7-1200 PLC 与变频器的通信是与它本身的扫描周期不同步的，在完成一次与变频器的通信事件之前，S7-1200 通常完成了多个扫描。USS_PORT 通信的时间间隔是 S7-1200 与变频器通信所需要的时间，不同的通信波特率对应的不同的 USS_PORT 通信间隔时间。下图列出了不同的波特率对应的USS_PORT 最小通信间隔时间。IA&DT Service & Support18图 8：不同的波特率对应的 USS_PORT 最小通信间隔时间USS_PORT 在发生通信错误时，通常进行 3 次尝试来完成通信事件，那么 S7-1200与变频器通信的时间就是 US

13、S_PORT 发生通信超时的时间间隔。例如：如果通信波特率是 57600，那么 USS_PORT 与变频器通信的时间间隔应当大于最小的调用时间间隔，即大于36.1Ms 而小于 109Ms。S7-1200 USS 协议库默认的通信错误超时尝试次数是 2 次。基于以上的 USS_PORT 通信时间的处理，建议在循环中断 OB 块中调用USS_PORT 通信功能块。在建立循环中断 OB 块时，可以设置循环中断 OB 块的扫描时设置如下图所示：间，以满足通信的要求。循环中断 OBw图 9：循环中断 OB 块的扫描时间的设置IA&DT Service & Support182USS_DRV 功能块的编程

14、USS_DRV 功能块的编程如下图所示。w图 10： USS_DRV 功能块的编程USS_DRV 功能块用来与变频器进行交换数据，从而变频器的状态以及控制变频器的运行。每个变频器使用唯一的一个 USS_DRV 功能块，但是同一个 CM1241 RS485 模块的 USS 网络的所有变频器（最多 16 个）都使用同一个 USS_DRV_DB。IA&DT Service & Support18USS_DRV_DB：指定变频器进行 USS 通信的数据块。RUN： OFF2： OFF3：F_ACK：DIR ：指定 DB 块的变频器启动指令。紧急停止，停车。该位为 0 时停车。快速停车，带制动停车。 该

15、位为 0 时停车。变频器故障确认。变频器控制电机的转向。SPEED_SP： 变频器的速度设定值。ERROR： RUN_EN：D_DIR： INHIBIT： FAULT：SPEED：程序输出错误。变频器运行状态指示。变频器运行方向状态指示。变频器是否被的状态指示。变频器故障。变频器的反馈的实际速度值。DRIVE：变频器的 USS 站地址。变11 设置。wPZD_LEN： 变频器的循环过程字。 变频器参数 P2012 设置。注意：变频器的 PKW 的长度在这里是特殊需要注意的，在使用 USS 通信时必须是 4，如果改成 3 或者 127 都将不能反馈回来的过程值。IA&DT Service & S

16、upport183USS_RPM 功能块的编程USS_RPM 功能块的编程 如下图所示。w图 11：USS_RPM 功能块的编程USS_RPM 功能块用于通过 USS 通信从变频器参数请求。参数。REQ：DRIVE： 变频器的 USS 站地址。 PARAM： 变频器的参数代码。 INDEX： 变频器的参数索引代码USS_DB：指定变频器进行 USS 通信的数据块。DONE：ERROR：参数完成。参数错误。SUS：参数状态代码。VALUE： 所的参数的值。注意：进行参数功能块编程时，各个数据的数据类型一定要正确对应。如果需要设置变量参数时，注意该参数变量的初始值不能为 0，否则容易产生通信错误。

17、IA&DT Service & Support184USS_WPM 功能块的编程USS_WPM 功能块的编程如下图所示。w图 12：USS_WPM 功能块的编程USS_WPM 功能块用于通过 USS 通信设置变频器的参数。参数请求。REQ：DRIVE： 变频器的 USS 站地址。PARAM： 变频器的参数代码。INDEX： 变频器的参数索引代码。EEPROM：把参数到变频器的 EEPROM。VALUE： 设置参数的值。USS_DB： 指定变频器进行 USS 通信的数据块。IA&DT Service & Support18DONE：ERROR：参数完成。参数错误状态。SUS：参数状态代码。注意：

18、对写入参数功能块编程时，各个数据的数据类型一定要正确对应。如果需要设置变量进行写入参数值时，注意该参数变量的初始值不能为 0，否则容易产生通信错误。5. 3 S7 1200 PLC 进行 USS 通信的调试S7-1200 PLC 通过 CM1241 RS485 模块与变频器进行 USS 通信时，需要注意如下几点：1 当同一个 CM1241 RS485 模块带有多个（最多 16 个）USS 变频器时，这个时候通信的 USS_DB 是同一个，USS_DRV 功能块调用多次，每个 USS_DRV 功能块调用时，相对应的 USS 站地址与实际的变频器要一致，而其它的控制参数也要一致。w当同一个 S7-

19、1200 PLC 带有多个 CM1241 RS485 模块（最多 3 个）时，这个时候通信的 USS_DB 相对应的是 3 个，每个 CM1241 RS485 模块的 USS 网络使用相同的 USS_DB,不同的 USS 网络使用不同的 USS_DB。当对变频器的参数进行读写操作时，注意不能同时进行 USS_RPM 和USS_WPM 的操作，并且同一时间只能进行一个参数的读或者写操作，而不能进行多个参数的读或者写操作。在 S7-1200 PLC 与变频器的 USS 通信的实际使用过程中，需要根据网络的现场情况，对问题进行具体的解决。IA&DT Service & Support18附录自动化系统西门子（中国）工业自动化与驱动技术客户服务与支持中心首页：cn自动化系统 HYPERLINK http:/w/ http:/w中心：.cn/download/DocList.aspx?TypeId=0&Cat=1自动化系统 全球技术资源：/CN/view/zh/10805045/130000“找 HYPERLINK http:/w/ http:/w”自动化系统版区：.cn/service/answer/category.asp?cid=1027驱动技术西门子（中国）工业