LC通過USS協(xié)議網(wǎng)絡(luò)控制變頻器的運(yùn)行.ppt

第8講PLC通過USS協(xié)議網(wǎng)絡(luò)控制變頻器的運(yùn)行,一、USS通信及硬件連接,二、USS協(xié)議專用指令,三、PLC通過USS協(xié)議網(wǎng)絡(luò)控制變頻器的運(yùn)行,一、USS通信及硬件連接,1、使用USS協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)使用USS協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)如下：（1）USS協(xié)議對(duì)硬件設(shè)備要求低，減少了設(shè)備之間布線的數(shù)量。（2）無需重新布線就可以改變控制功能。（3）可通過串行接口設(shè)置來修改變頻器的參數(shù)。（4）可連續(xù)對(duì)變頻器的特性進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。（5）利用S7-200CPU組成USS通信的控制網(wǎng)絡(luò)具有較高的性價(jià)比。,2、S7-200CPU通信接口的引腳分配,3、USS通信硬件連接,（1）通信注意事項(xiàng)a、條件許可的情況下，USS主站盡量選用直流型的CPU。當(dāng)使用交流型的CPU22X和單相變頻器進(jìn)行USS通信時(shí)，CPU22X和變頻器的電源必須接成同相位的。b、一般情況下，USS通信電纜采用雙絞線即可，如果干擾比較大，可采用屏蔽雙絞線。c、在采用屏蔽雙絞線作為通信電纜時(shí)，把具有不同電位參考點(diǎn)的設(shè)備互聯(lián)后在連接電纜中形成不應(yīng)有的電流，這些電流導(dǎo)致通信錯(cuò)誤或設(shè)備損壞。要確保通信電纜連接的所有設(shè)備公用一個(gè)公共電路參考點(diǎn)，或是相互隔離以防止干擾電流產(chǎn)生。屏蔽層必須接到外殼地或9針連接器的1腳上。,d、盡量采用較高的波特率，通信速率只與通信距離有關(guān)，與干擾沒有直接關(guān)系。e、終端電阻的作用是用來防止信號(hào)反射的，并不用來抗干擾。如果通信距離很近，波特率較低或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信情況下，可不用終端電阻。f、不要帶電插拔通信電纜，尤其是正在通信過程中，這樣極易損壞傳動(dòng)裝置和PLC的通信端口。,（2）S7-200與MM440變頻器的連接將MM440的通信端子為P+（29）和N-（30）分別接至S7-200通信口的3號(hào)與8號(hào)針即可。,二、USS協(xié)議專用指令,使用USS指令，首先要安裝指令庫，正確安裝結(jié)束后，打開指令樹中的“庫”項(xiàng)，出現(xiàn)多個(gè)USS協(xié)議指令，如圖所示，且會(huì)自動(dòng)添加一個(gè)或幾個(gè)相關(guān)的子程序。,1、USS_INT指令,（1）僅限為通信狀態(tài)的每次改動(dòng)執(zhí)行一次USS_INIT指令。使用邊緣檢測(cè)指令，以脈沖方式打開EN輸入。欲改動(dòng)初始化參數(shù)，執(zhí)行一條新的USS_INIT指令。（2）“Mode”輸入數(shù)值選擇通信協(xié)議：輸入值1將端口分配給USS協(xié)議，并啟用該協(xié)議；輸入值0將端口分配給PPI，并禁止USS協(xié)議。（3）“Baud”將波特率設(shè)為1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或115200。（4）“Active”表示激活驅(qū)動(dòng)器。某些驅(qū)動(dòng)器僅支持地址031。每一位對(duì)應(yīng)一臺(tái)變頻器，如圖22-3所示。如第0位為1表示激活0號(hào)變頻器，激活的變頻器自動(dòng)地被輪詢，以控制其運(yùn)行和采集其狀態(tài)。,。,2、USS_CTRL,USS_CTRL指令用于控制處于激活狀態(tài)的變頻器，每臺(tái)變頻器只能使用一條該指令。,指令說明：（1）USS_CTRL（端口0）或USS_CTRL_P1（端口1）指令被用于控制ACTIVE（激活）驅(qū)動(dòng)器。USS_CTRL指令將選擇的命令放在通信緩沖區(qū)中，然后送至編址的驅(qū)動(dòng)器DRIVE（驅(qū)動(dòng)器）參數(shù)，條件是已在USS_INIT指令的ACTIVE（激活）參數(shù)中選擇該驅(qū)動(dòng)器。（2）僅限為每臺(tái)驅(qū)動(dòng)器指定一條USS_CTRL指令。,（3）某些驅(qū)動(dòng)器僅將速度作為正值報(bào)告。如果速度為負(fù)值，驅(qū)動(dòng)器將速度作為正值報(bào)告，但逆轉(zhuǎn)D_Dir（方向）位。（4）EN位必須為ON，才能啟用USS_CTRL指令。該指令應(yīng)當(dāng)始終啟用。（5）RUN表示驅(qū)動(dòng)器是ON還是OFF。當(dāng)RUN（運(yùn)行）位為ON時(shí)，驅(qū)動(dòng)器收到一條命令，按指定的速度和方向開始運(yùn)行。為了使驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行，必須符合以下條件：1）DRIVE（驅(qū)動(dòng)器）在USS_INIT中必須被選為ACTIVE（激活）。2）OFF2和OFF3必須被設(shè)為0。3）Fault（故障）和Inhibit（禁止）必須為0。,（6）當(dāng)RUN為OFF時(shí)，會(huì)向驅(qū)動(dòng)器發(fā)出一條命令，將速度降低，直至電動(dòng)機(jī)停止。OFF2位被用于允許驅(qū)動(dòng)器自由降速至停止。OFF2被用于命令驅(qū)動(dòng)器迅速停止。（7）Resp_R（收到應(yīng)答）位確認(rèn)從驅(qū)動(dòng)器收到應(yīng)答。對(duì)所有的激活驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行輪詢，查找最新驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)信息。每次S7-200從驅(qū)動(dòng)器收到應(yīng)答時(shí)，Resp_R位均會(huì)打開，進(jìn)行一次掃描，所有數(shù)值均被更新。（8）F_ACK（故障確認(rèn)）位被用于確認(rèn)驅(qū)動(dòng)器中的故障。當(dāng)F_ACK從0轉(zhuǎn)為1時(shí)，驅(qū)動(dòng)器清除故障。（9）DIR（方向）位用來控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向。（10）Drive（驅(qū)動(dòng)器地址）輸入是MicroMaster驅(qū)動(dòng)器的地址，向該地址發(fā)送USS_CTRL命令。有效地址：031。,（11）Type（驅(qū)動(dòng)器類型）輸入選擇驅(qū)動(dòng)器的類型。將MicroMaster3（或更早版本）驅(qū)動(dòng)器的類型設(shè)為0，將MicroMaster4驅(qū)動(dòng)器的類型設(shè)為1。（12）Speed_SP（速度設(shè)定值）是作為全速百分比的驅(qū)動(dòng)器速度。Speed_SP的負(fù)值會(huì)使驅(qū)動(dòng)器反向旋轉(zhuǎn)方向，其范圍為-200.0%200.0%。（13）“Fault”表示故障位的狀態(tài)（0無錯(cuò)誤，1有錯(cuò)誤），驅(qū)動(dòng)器顯示故障代碼（有關(guān)驅(qū)動(dòng)器信息，請(qǐng)參閱用戶手冊(cè)）。欲清除故障位，糾正引起故障的原因，并打開F_ACK位。,（14）Inhibit表示驅(qū)動(dòng)器上的禁止位狀態(tài)（0不禁止，1禁止）。欲清除禁止位，故障位必須為OFF，運(yùn)行、OFF2和OFF3輸入也必須為OFF。（15）D_Dir表示驅(qū)動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)方向。（16）Run_EN（運(yùn)行啟用）表示驅(qū)動(dòng)器是在運(yùn)行（1）還是停止（0）。（17）Speed是以全速百分比表示的驅(qū)動(dòng)器速度，其范圍為：-200.0%200.0%。（18）Staus是驅(qū)動(dòng)器返回的狀態(tài)字原始數(shù)值。,（19）Error是一個(gè)包含對(duì)驅(qū)動(dòng)器最新通信請(qǐng)求結(jié)果的錯(cuò)誤字節(jié)。USS指令執(zhí)行錯(cuò)誤主題定義了可能因執(zhí)行指令而導(dǎo)致的錯(cuò)誤條件。（20）Resp_R（收到的響應(yīng)）位確認(rèn)來自驅(qū)動(dòng)器的響應(yīng)。對(duì)所有的激活驅(qū)動(dòng)器都要輪詢最新的驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)信息。每次S7-200接收到來自驅(qū)動(dòng)器的響應(yīng)時(shí)，每掃描一次，Resp_R位就會(huì)接通一次并更新所有相應(yīng)的值。,3、USS_RPM,USS_RPM指令用于讀取變頻器的參數(shù)，USS協(xié)議有3條讀指令：（1）USS_RPM_W指令讀取一個(gè)無符號(hào)字類型的參數(shù)。（2）USS_RPM_D指令讀取一個(gè)無符號(hào)雙字類型的參數(shù)。（3）USS_RPM_R指令讀取一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)類型的參數(shù)。,指令說明：（1）一次僅限將一條讀?。║SS_RPM_x）或?qū)懭耄║SS_WPM_x）指令設(shè)為激活。（2）EN位必須為ON，才能啟用請(qǐng)求傳送，并應(yīng)當(dāng)保持ON，直至設(shè)置“完成”位，表示進(jìn)程完成。例如，當(dāng)XMT_REQ輸入為ON，在每次掃描時(shí)向MicroMaster傳送一條USS_RPM_x請(qǐng)求。因此，XMT_REQ輸入應(yīng)當(dāng)通過一個(gè)脈沖方式打開。（3）“Drive”輸入是MicroMaster驅(qū)動(dòng)器的地址，USS_RPM_x指令被發(fā)送至該地址。單臺(tái)驅(qū)動(dòng)器的有效地址是031。（4）“Param”是參數(shù)號(hào)碼?！癐ndex”是需要讀取參數(shù)的索引值?！皵?shù)值”是返回的參數(shù)值。必須向DB_Ptr輸入提供16個(gè)字節(jié)的緩沖區(qū)地址。該緩沖區(qū)被USS_RPM_x指令用于存儲(chǔ)向MicroMaster驅(qū)動(dòng)器發(fā)出的命令結(jié)果。（5）當(dāng)USS_RPM_x指令完成時(shí)，“Done”輸出ON，“Error”輸出字節(jié)和“Value”輸出包含執(zhí)行指令的結(jié)果。“Error”和“Value”輸出在“Done”輸出打開之前無效。,4、USS_WPM,USS_WPM指令用于寫入變頻器的參數(shù)，USS協(xié)議共有3種寫入指令：（1）USS_WPM_W（端口0）或USS_WPM_W_P1（端口1）指令寫入不帶符號(hào)的字參數(shù)。（2）USS_WPM_D（端口0）或USS_WPM_D_P1（端口1）指令寫入不帶符號(hào)的雙字參數(shù)。（3）USS_WPM_R（端口0）或USS_WPM_R_P1（端口1）指令寫入浮點(diǎn)。,指令說明：（1）一次僅限將一條讀?。║SS_RPM_x）或?qū)懭耄║SS_WPM_x）指令設(shè)為激活。（2）當(dāng)MicroMaster驅(qū)動(dòng)器確認(rèn)收到命令或發(fā)送一則錯(cuò)誤條件時(shí)，USS_WPM_x事項(xiàng)完成。當(dāng)該進(jìn)程等待應(yīng)答時(shí)，邏輯掃描繼續(xù)執(zhí)行。（3）EN位必須為ON，才能啟用請(qǐng)求傳送，并應(yīng)當(dāng)保持打開，直至設(shè)置“Done”位，表示進(jìn)程完成。例如，當(dāng)XMT_REQ輸入為ON，在每次掃描時(shí)向MicroMaster傳送一條USS_WPM_x請(qǐng)求。因此，XMT_REQ輸入應(yīng)當(dāng)通過一個(gè)脈沖方式打開。（4）當(dāng)驅(qū)動(dòng)器打開時(shí)，EEPROM輸入啟用對(duì)驅(qū)動(dòng)器的RAM和EEPROM的寫入，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器關(guān)閉時(shí)，僅啟用對(duì)RAM的寫入。請(qǐng)注意，該功能不受MM3驅(qū)動(dòng)器支持，因此該輸入必須關(guān)閉。（5）其他參數(shù)的含義及使用方法參考USS_RPM指令。,三、PLC通過USS協(xié)議網(wǎng)絡(luò)控制變頻器的運(yùn)行,1、項(xiàng)目要求S7-200PLC通過USS協(xié)議網(wǎng)絡(luò)控制MicroMasterMM440變頻器，控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)停止、自由停止和正反轉(zhuǎn)，并能夠通過PLC讀取變頻器參數(shù)、設(shè)置變頻器參數(shù)。,2、變頻器的設(shè)置,在將變頻器連至S7-200之前，必須確保變頻器具有以下系統(tǒng)參數(shù)，即使用變頻器上的基本操作面板的按鍵設(shè)置參數(shù)。（1）復(fù)位為出廠默認(rèn)設(shè)置值（可選）：P0010=30（出廠的設(shè)定值），P0970=1（參數(shù)復(fù)位）。（2）如果忽略該步驟，確保以下參數(shù)的設(shè)置：P2012=USS的PZD長度。常規(guī)的PZD長度是2個(gè)字長。這一參數(shù)允許用戶選擇不同的PZD長度，以便對(duì)目標(biāo)進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)。例如，3個(gè)字的PZD長度時(shí)，可以有第2個(gè)設(shè)定值和實(shí)際值。實(shí)際值可以是變頻器的輸出電流（P2016或P2019下標(biāo)3=r0027）。P2013=USS的PKW長度。默認(rèn)值設(shè)定為127（可變長度）。也就是說，被發(fā)送的PKW長度是可變的，應(yīng)答報(bào)文的長度也是可變的，這將影響USS報(bào)文的總長度。如果要寫一個(gè)控制程序，并采用固定長度的報(bào)文，那么，應(yīng)答狀態(tài)字（ZSW）總是出現(xiàn)在同樣的位置。MicroMaster4變頻器最常用的PKW固定長度是4個(gè)字長，因?yàn)樗梢宰x寫所有的參數(shù)。,（3）設(shè)置電動(dòng)機(jī)參數(shù)如下：1）P0003=3，用戶訪問級(jí)為專家級(jí)，使能讀/寫所有參數(shù)。2）P0010=調(diào)試參數(shù)過濾器，=1快速調(diào)試，=0準(zhǔn)備。3）P0304=電動(dòng)機(jī)額定電壓（以電動(dòng)機(jī)銘牌為準(zhǔn)）。4）P0305=電動(dòng)機(jī)額定電流（以電動(dòng)機(jī)銘牌為準(zhǔn)）。5）P0307=電動(dòng)機(jī)額定功率（以電動(dòng)機(jī)銘牌為準(zhǔn)）。6）P0308=電動(dòng)機(jī)額定功率因數(shù)（以電動(dòng)機(jī)銘牌為準(zhǔn)）。7）P0310=電動(dòng)機(jī)額定頻率（以電動(dòng)機(jī)銘牌為準(zhǔn)）。8）P0311=電動(dòng)機(jī)額定速度（以電動(dòng)機(jī)銘牌為準(zhǔn)）。,（4）設(shè)置本地/遠(yuǎn)程控制模式。1）P0700=5，通過COM鏈路（經(jīng)由RS485）進(jìn)行通信的USS設(shè)置，即通過USS對(duì)變頻器進(jìn)行控制。2）P1000=5，這一設(shè)置可以允許通過COM鏈路的USS通信發(fā)送頻率設(shè)定值。（5）設(shè)置RS-485串口USS波特率：P2010在不同值有不同的波特率，即P2010=4（2400b/s）；P2010=5（4800b/s）；P2010=6（9600b/s）；P2010=7（19200b/s）；P2010=8（38400b/s）；P2010=9（57600b/s）；這一參數(shù)必須與PLC主站采用的波特率相一致，如本項(xiàng)目中PLC和變頻器的波特率都設(shè)為9600b/s。（6）輸入從站地址。P2011=USS節(jié)點(diǎn)地址（031），這是為變頻器指定的唯一從站地址。,（7）斜坡上升時(shí)間（可選）：P1120=0650.00，這是一個(gè)以秒（s）為單位的時(shí)間，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)機(jī)加速到最高頻率。（8）斜坡下降時(shí)間（可選）：P1121=0650.00，單位為秒（s），在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)機(jī)減速到完全停止。（9）設(shè)置串行鏈接參考頻率：P2000=1650，單位為Hz，默認(rèn)值為50。（10）設(shè)置USS的規(guī)格化：P2009=USS規(guī)格化（具有兼容性）。設(shè)置值為0時(shí)，根據(jù)P2000的基準(zhǔn)頻率進(jìn)行頻率設(shè)定值的規(guī)格化。設(shè)置值為1時(shí)，允許設(shè)定值以絕對(duì)十進(jìn)制數(shù)的形式發(fā)送。如在規(guī)格化時(shí)設(shè)置基準(zhǔn)頻率為50.00Hz，則所對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)是4000，十進(jìn)制數(shù)值是16384。,（11）P2016和P2019：允許用戶確定，在RS-232C和RS-485串行接口的情況下，答應(yīng)報(bào)文PZD中應(yīng)該返回哪些狀態(tài)字和實(shí)際值，其