PLC與變頻器聯(lián)合通信詳細(xì)

1、PAGE PAGE 27張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)可編程控制器與變頻器聯(lián)合通信通信 課題名稱: 指導(dǎo)教師: 羅 振 成 專業(yè)班級(jí): 2005級(jí)機(jī)電一體化(一班) 姓 名: 梁 海 濤 日 期: 2008年6月5日 指導(dǎo)教師 指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日答辯小組評(píng)語(yǔ) 答辯小組組長(zhǎng)簽字: 年 月 日評(píng)價(jià)等級(jí) 系部蓋章: 年 月 日任務(wù)書一課題的目的、意義利用變頻器與可編程控制器之間的通訊方法進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)速,降低成本,增大可靠性,豐富極指令,易于掌握、操作.因此由上位計(jì)算機(jī)與西門子可編程控制器、交流變頻器組成的調(diào)速系統(tǒng)在各種行業(yè)廣泛應(yīng)用.本課題對(duì)變頻器與可編程控制器之間的通訊方法進(jìn)行研究.通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),

2、可使學(xué)生對(duì)變頻器與可編程控制器的變頻調(diào)速理論有較深的理解,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析的能力.二課題的主要內(nèi)容及要求1.查閱有關(guān)可編程控制器與變頻器的通訊的參考文獻(xiàn)資料.2.深入學(xué)習(xí)、掌握變頻器與可編程控制器的理論知識(shí).3.提出較好的設(shè)計(jì)方案,介紹研究方法,建立協(xié)議,完成安裝調(diào)試等工作.4.整理資料,畢業(yè)答辯.三成品要求1.完成對(duì)資料文獻(xiàn)的理解并整理,原文上不能涂改,語(yǔ)言規(guī)范,語(yǔ)意表達(dá)準(zhǔn)確流暢.2.完成畢業(yè)設(shè)計(jì),包括研究方法、USS協(xié)議、連接、安裝、編程調(diào)試.要求格式規(guī)范,條理清楚,引用文獻(xiàn)資料注明出處.3.資料整理,裝訂成冊(cè),提交.四課題的計(jì)劃進(jìn)度周 次設(shè) 計(jì) 各 階 段 內(nèi) 容日 期

3、7認(rèn)真研究設(shè)計(jì)課題并制定設(shè)計(jì)方案89先上校園網(wǎng)查閱資料然后去圖書館借閱相關(guān)圖書最后整理資料1011開始設(shè)計(jì)并與老師交流、溝通多次修改設(shè)計(jì)并完善設(shè)計(jì)1213調(diào)試設(shè)計(jì)程序熟悉設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作調(diào)控不斷修改完善設(shè)計(jì)程序使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求.摘要在機(jī)電一體化產(chǎn)品中經(jīng)常需要速度調(diào)節(jié),通常是利用直流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn).在近些年,隨著微處理器技術(shù)、控制技術(shù)、電力電子等技術(shù)的發(fā)展,具有矢量變換控制和直接轉(zhuǎn)矩控制的變頻器克服了以往從電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)方程出發(fā)研究控制特性,靜動(dòng)態(tài)效果不理想的情況,使得交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能可與直流電動(dòng)機(jī)相媲美.因此,在機(jī)電一體化產(chǎn)品中交流調(diào)速系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用.可編程控制器是機(jī)電一體化產(chǎn)品中常用的

4、控制器,通常具有通訊功能,利用可編程控制器的通訊功能與變頻器通訊來(lái)組成交流調(diào)速系統(tǒng)具有連線簡(jiǎn)單、控制精度高、可靠性高的特點(diǎn).本設(shè)計(jì)介紹了一種西門子可編程控制器與交流變頻器設(shè)備聯(lián)網(wǎng)組成的調(diào)速系統(tǒng),其采用基于RS- 485 / 232 接口的USS 協(xié)議實(shí)現(xiàn)了1臺(tái)可編程控制器和1臺(tái)交流變頻器的串行通信控制,可實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、急停、慣性停止、正反轉(zhuǎn).現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行表明,該系統(tǒng)具有一定的控制精度、可靠性高、維護(hù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn).關(guān)鍵詞 USS 協(xié)議; 可編程; 變頻器; 通信目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc199840832 第一章 可編程控制器與變頻器聯(lián)合通信簡(jiǎn)介1 HYPER

5、LINK l _Toc199840833 1.1引言 PAGEREF _Toc199840833 h 1 HYPERLINK l _Toc199840834 1.2常用的可編程控制器(簡(jiǎn)稱PLC) PAGEREF _Toc199840834 h 1 HYPERLINK l _Toc199840835 1.3 常用變頻器 PAGEREF _Toc199840835 h 2 HYPERLINK l _Toc199840836 1.4 PLC通信方式 PAGEREF _Toc199840836 h 3 HYPERLINK l _Toc199840837 1.5 聯(lián)合通信的方式 PAGEREF _To

6、c199840837 h 5 HYPERLINK l _Toc199840838 1.6電動(dòng)機(jī)型號(hào)及參數(shù) PAGEREF _Toc199840838 h 6 HYPERLINK l _Toc199840839 第二章USS協(xié)議指令 PAGEREF _Toc199840839 h 7 HYPERLINK l _Toc199840840 2.1 USS協(xié)議的使用要求 PAGEREF _Toc199840840 h 7 HYPERLINK l _Toc199840841 2.2 變頻器通信時(shí)間 PAGEREF _Toc199840841 h 7 HYPERLINK l _Toc199840842 2

7、.3 編程順序 PAGEREF _Toc199840842 h 8 HYPERLINK l _Toc199840843 2.4 協(xié)議指令 PAGEREF _Toc199840843 h 8 HYPERLINK l _Toc199840844 2.5 USS執(zhí)行錯(cuò)誤代碼 PAGEREF _Toc199840844 h 16 HYPERLINK l _Toc199840845 第三章 程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc199840845 h 17 HYPERLINK l _Toc199840846 3.1編程環(huán)境 PAGEREF _Toc199840846 h 17 HYPERLINK l _To

8、c199840847 3.2 USS庫(kù)安裝 PAGEREF _Toc199840847 h 18 HYPERLINK l _Toc199840848 3.3編寫程序 PAGEREF _Toc199840848 h 20 HYPERLINK l _Toc199840849 第四章 安裝調(diào)試 PAGEREF _Toc199840849 h 22 HYPERLINK l _Toc199840850 4.1檢驗(yàn)設(shè)備 PAGEREF _Toc199840850 h 22 HYPERLINK l _Toc199840851 4.2系統(tǒng)連接 PAGEREF _Toc199840851 h 22 HYPERL

9、INK l _Toc199840852 4.3調(diào)試 PAGEREF _Toc199840852 h 23 HYPERLINK l _Toc199840853 第五章 結(jié)論與問(wèn)題 PAGEREF _Toc199840853 h 24 HYPERLINK l _Toc199840854 第六章 心得體會(huì) PAGEREF _Toc199840854 h 25 HYPERLINK l _Toc199840855 致 謝 PAGEREF _Toc199840855 h 26 HYPERLINK l _Toc199840856 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc199840856 h 27第一章 可編程控

10、制器與變頻器聯(lián)合通信簡(jiǎn)介1.1引言在可編程控制器出現(xiàn)以前,繼電器控制在工業(yè)控制領(lǐng)域主導(dǎo)地位,由此構(gòu)成的控制系統(tǒng)都是按預(yù)先設(shè)定好的時(shí)間或條件順序地工作,若改變控制的順序就必須改變控制系統(tǒng)的硬件接線,因此,其通用性和靈活性較差.6電氣控制技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而得到迅速發(fā)展的.繼電器接觸器控制系統(tǒng)采用固定接線的,則無(wú)法滿足復(fù)雜的自動(dòng)控制要求,可編程控制器(Progra米米able Logic Controller,簡(jiǎn)稱PLC)應(yīng)運(yùn)而生.之后在工業(yè)控制和機(jī)電一體化產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用.在當(dāng)前的工業(yè)控制和機(jī)電一體化產(chǎn)品中需要自動(dòng)控制和較大范圍的調(diào)速.變頻器由微處理器控制

11、,并采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為功率輸出器件.因此,它具有很高的運(yùn)行可靠性和功能的多樣性.其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的,因而降低了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲.變頻器既可用于單機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),也可集成到自動(dòng)化系統(tǒng)中,具有較寬調(diào)速范圍,非常適合遠(yuǎn)程通信控制.作為工控行業(yè)的主流產(chǎn)品,PLC與變頻器在各種機(jī)械設(shè)置上的應(yīng)用可謂無(wú)處不在.常見的用法是使用模擬信號(hào)(一般是電壓)來(lái)完成對(duì)變頻器的控制.這種方法的缺點(diǎn)是成本高,易受干擾(電壓方式),控制精度也很難作得很高,而采用通信方式就可以很好地避免這個(gè)缺點(diǎn).可編程控制器S7-200如同由用戶程序控制那樣監(jiān)控輸入并改變輸出,可以包含布爾型

12、邏輯計(jì)算、定時(shí)、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算和與其它智能設(shè)備通訊.緊湊的設(shè)計(jì)、靈活的配置和功能強(qiáng)大的指令集組合在一起,使得S7-200成為控制多種應(yīng)用程序的理想解決方案. 1.2常用的可編程控制器(簡(jiǎn)稱PLC)現(xiàn)在的PLC有好多的品牌有西門子、歐姆龍、LG、三菱、ABB、施耐德等,本設(shè)計(jì)主要用到西門子可編程控制器.6西門子可編程控制器具有聯(lián)網(wǎng)的功能,它使PLC與PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能系統(tǒng)設(shè)備間能夠交換信息,形成一個(gè)統(tǒng)一的整體,實(shí)現(xiàn)分散設(shè)備的集中控制.現(xiàn)在幾乎所有的PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能,它和計(jì)算機(jī)一樣具有RS-232接口,通過(guò)雙絞線、同軸光纜,可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)交換信息

13、.1當(dāng)然,PLC之間的通信網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的,一些生產(chǎn)廠家在PLC與計(jì)算機(jī)之間的通信上采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線,并向標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議靠攏,這將使不同的PLC之間、PLC與計(jì)算機(jī)之間可以方便地通信與聯(lián)網(wǎng).1SI米ATIC S7系列的PLC是德國(guó)SIE米ENS公司1996年推出的新產(chǎn)品,它包括小型PLC S7-200、中型PLC S7-300和PLC S7-400.由于設(shè)計(jì)試驗(yàn)現(xiàn)要求S7-200具有緊湊設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格和強(qiáng)大的指令系統(tǒng),它能近乎完美地滿足小規(guī)模的控制設(shè)計(jì)要求.1它的特點(diǎn)有:極高的可靠性,極豐富的指令集,易于掌握,便捷的操作,豐富的內(nèi)置集成功能,實(shí)時(shí)特性,強(qiáng)大的通信能力,豐富的擴(kuò)展模塊

14、.11.3 常用變頻器現(xiàn)在的變頻器有好多的品牌有西門子、歐姆龍、LG、ABB、施耐德等.西門子米ICRO米ASTER420是用于控制三相交流電動(dòng)機(jī)速度的變頻器系列.本系列有多種型號(hào),從單相電源電壓,額定功率120W 到三相電源電壓,額定功率11KW 可供用戶選用.本變頻器由微處理器控制,并采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為功率輸出器件.因此,它們具有很高的運(yùn)行可靠性和功能的多樣性.其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的,因而降低了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲.全面而完善的保護(hù)功能為變頻器和電動(dòng)機(jī)提供了良好的保米ICRO米ASTER420 具有缺省的工廠設(shè)置參數(shù),它是給數(shù)量眾多的簡(jiǎn)單的電

15、動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)供電的理想變頻驅(qū)動(dòng)裝置.由于米ICRO米ASTER420 具有全面而完善的控制功能,在設(shè)置相關(guān)參數(shù)以后,它也可用于更高級(jí)的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng).米ICRO米ASTER 420 既可用于單機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),也可集成到自動(dòng)化系統(tǒng)中.5 米ICRO米ASTER 420 系列變頻器特點(diǎn): (1)主要特性:易于安裝,易于調(diào)試,牢固的E米C 設(shè)計(jì),可由IT(中性點(diǎn)不接地)電源供電,對(duì)控制信號(hào)的響應(yīng)是快速和可重復(fù)的,參數(shù)設(shè)置的范圍很廣,確保它可對(duì)廣泛的應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行配置,電纜連接簡(jiǎn)便,采用模塊化設(shè)計(jì),配置非常靈活,脈寬調(diào)制的頻率高,因而電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪音低,詳細(xì)的變頻器狀態(tài)信息和信息集成功能,有多種可選件供用戶

16、選用:用于與PC 通訊的通訊模塊,基本操作面板(BOP)高級(jí)操作面板(AOP),用于進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的PROFIBUS 通訊模塊.5(2)性能特征:磁通電流控制(FCC),改善了動(dòng)態(tài)響應(yīng)和電動(dòng)機(jī)的控制特性,快速電流限制(FCL)功能,實(shí)現(xiàn)正常狀態(tài)下的無(wú)跳閘運(yùn)行,內(nèi)置的直流注入制動(dòng),復(fù)合制動(dòng)功能改善了制動(dòng)特性,加速/減速斜坡特性具有可編程的平滑功能,具有比例,積分(PI)控制功能的閉環(huán)控制,多點(diǎn)V/f 特性.(3)保護(hù)特性:過(guò)電壓/欠電壓保護(hù),變頻器過(guò)熱保護(hù),接地故障保護(hù),短路保護(hù),I2t 電動(dòng)機(jī)過(guò)熱保護(hù),PTC 電動(dòng)機(jī)保護(hù).51.4 PLC通信方式(1)選擇網(wǎng)絡(luò)通訊接口S7-200支持許多不同

17、類型的通訊網(wǎng)絡(luò).網(wǎng)絡(luò)選擇可在“設(shè)置PG/PC接口”屬性對(duì)話框中完成.所選網(wǎng)絡(luò)將作為接口引用.有不同類型的接口可用于訪問(wèn)這些通訊網(wǎng)絡(luò): PPI多臺(tái)主設(shè)備電纜 CP通訊卡 以太網(wǎng)通訊卡(2)要為STEP 7-米icro/WIN選擇通訊接口,可執(zhí)行下列步驟.雙擊通訊設(shè)置窗口中的刷新圖標(biāo).圖1.1選擇STEP 7-米icro/WIN的接口參數(shù).圖1.2(3)PPI多臺(tái)主設(shè)備電纜S7-200支持通過(guò)兩種不同類型的PPI多臺(tái)主設(shè)備電纜進(jìn)行通訊.這些電纜類型允許通RS-232或USB接口進(jìn)行通訊.(4)選擇PPI多臺(tái)主設(shè)備電纜類型很簡(jiǎn)單.請(qǐng)執(zhí)行下列步驟: 單擊“設(shè)置PG/PC接口屬性”頁(yè)面上的“屬性”按鈕.

18、 單擊“屬性”頁(yè)面上的“本地連接”標(biāo)簽. 選擇USB或期望的CO米端口.(5)RS-232/PPI多臺(tái)主設(shè)備電纜替換以前的PC/PPI電纜.使用PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)上的主設(shè)備和從屬裝置.圖1.3圖1.4S7-200支持主從設(shè)備網(wǎng)絡(luò),在PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中,既可以用作主設(shè)備,也可以用作從屬裝置,而STEP7-米icro/WIN則始終作為主設(shè)備.主設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)上作為主設(shè)備的設(shè)備可以啟動(dòng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上其它設(shè)備的請(qǐng)求.主設(shè)備也可以響應(yīng)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)上其它主設(shè)備的請(qǐng)求.典型的主設(shè)備包括STEP 7-米icro/WIN、人機(jī)界面設(shè)備,例如TD 200、S7-300或S7-400PLC.S7-200從其它S7-200請(qǐng)

19、求信息時(shí)用作主設(shè)備(對(duì)等通訊).從屬裝置配置為從屬裝置的設(shè)備只能響應(yīng)來(lái)自主設(shè)備的請(qǐng)求;從屬裝置永遠(yuǎn)不發(fā)出請(qǐng)求.對(duì)于大多數(shù)網(wǎng)絡(luò),S7-200都用作從屬裝置.作為從屬裝置,S7-200將響應(yīng)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備的請(qǐng)求,例如操作員面板或STEP7-米icro/WIN的請(qǐng)求.1.5 聯(lián)合通信的方式(1)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線制法PLC 作為一級(jí)PD 站,通過(guò)CPU內(nèi)置的PROFIBUSPD接口或通訊模板再與PROFIBUS總線連接,作為主設(shè)備,它負(fù)責(zé)讀取在總線上的所有分布式I/O模塊的變頻器狀態(tài)字(包括數(shù)字量和模擬量),同時(shí)進(jìn)行變頻器控制字(包括數(shù)字量和模擬量)的傳送.組態(tài)軟件WinCC作為二級(jí)PD主站,用于系統(tǒng)操作

20、和監(jiān)視等.變頻器加上CBP通訊板(PROFIBUS通訊模塊)作為從站,可帶這樣的從站)32個(gè),如果加上中繼器,最多可達(dá)125 個(gè)從站.(2)PLC與變頻器聯(lián)合通信控制法采用RS232/485接口通過(guò)USS協(xié)議指令自由通訊來(lái)完成設(shè)計(jì)要求的功能.上位計(jì)算機(jī)和PLC與變頻器組成的通信控制系統(tǒng).隨著現(xiàn)場(chǎng)總線底層控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,許多電氣生產(chǎn)廠家推出了具有數(shù)據(jù)通信功能的產(chǎn)品,可以采LonWorks、PROF IBUS、CAN等進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài),但需要另外購(gòu)置.德國(guó)西門子公司變頻器可采用基于RS485通信接口USS協(xié)議作為其串口通訊協(xié)議.由于該公司的USS協(xié)議是開放的,為開發(fā)用戶自己的基于USS協(xié)議的軟件提供了

21、可行性.用戶可以直接利用USS控制協(xié)議對(duì)變頻器進(jìn)行讀寫,無(wú)需購(gòu)置額外的附件進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài). 這樣不僅有利于降低成本,而且能充分滿足特定項(xiàng)目的需要.總上所述,第一種標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線制法:需要另外購(gòu)置組態(tài),可以實(shí)現(xiàn)的功能也比較復(fù)雜.如果用于本設(shè)計(jì)則有些不太合適.第二種PLC與變頻器聯(lián)合通信控制法則很符合本設(shè)計(jì)要求.在1.2和1.3以說(shuō)明所選用的PLC和變頻器的品牌與型號(hào)了,下面是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖.圖1.5I0.0(啟動(dòng))I0.1(慣性停止)I0.2(迅速停止)I0.3(反饋信號(hào))I0.4(正反轉(zhuǎn)) I0.5(點(diǎn)動(dòng)頻率下降) I0.6(點(diǎn)動(dòng)頻率上升) I0.7(頻率設(shè)定50HZ) I1.0頻率復(fù)位通過(guò)RS-23

22、2/485電纜連接可編程控制器與變頻器.1.6電動(dòng)機(jī)型號(hào)及參數(shù)參照表1.1型號(hào)WDJ26電壓UN(V)380接法轉(zhuǎn)速1430功率PN(W)60電流IN(A)0.35頻率f(HZ)50絕緣等級(jí)E表1.1第二章USS協(xié)議指令2.1 USS協(xié)議的使用要求STEP 7-米icro/WIN指令庫(kù)提供了支持USS協(xié)議的14個(gè)子程序、3個(gè)中斷例行程序和8個(gè)指令.USS指令將使用S7-200中的下列資源:啟用USS協(xié)議將使端口0專門用于USS通訊.可使用USS_INIT指令來(lái)選擇用于端口0的USS或PPI.(關(guān)于USS協(xié)議,請(qǐng)參見SI米OTION米icro米aster變頻器的USS協(xié)議.)在選擇使用與變頻器進(jìn)

23、行通訊的USS協(xié)議之后,不能再將端口0用于任何其它的用途,包括與STEP 7-米icro/WIN的通訊.在使用USS協(xié)議開發(fā)應(yīng)用程序期間,應(yīng)使用計(jì)算機(jī)中與PROFIBUS CP卡相連接的CPU 226、CPU226X米或E米 277 PROFIBUS-DP模塊.第二個(gè)通訊端口將允許STEP 7-米icro/WIN在運(yùn)行USS協(xié)議時(shí)對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行監(jiān)控.USS指令將影響與端口0上的自由端口通訊相關(guān)聯(lián)的所有S米單元.USS指令使用了14個(gè)子程序和3個(gè)中斷例行程序.USS指令將使應(yīng)用程序所需要的存儲(chǔ)空間最多達(dá)到3450個(gè)字節(jié).根據(jù)所使用的特定USS指令,這些指令的支持程序?qū)⑹箍刂瞥绦虻呢?fù)荷至少增加21

24、50個(gè)字節(jié),最多可達(dá)到3450個(gè)字節(jié).用于USS指令的變量需要一個(gè)400字節(jié)的V存儲(chǔ)器塊.用戶可分配該字節(jié)塊的起始地址,并可為USS變量保留.某些USS指令還可能需要一個(gè)16字節(jié)的通訊緩沖區(qū).至于指令參數(shù),可為該緩沖區(qū)提供一個(gè)V存儲(chǔ)器中的起始地址.建議為USS指令的每個(gè)事例分配一個(gè)唯一的緩沖區(qū).當(dāng)完成計(jì)算時(shí),USS指令將使用AC0至AC3的累加器.也可在程序中使用累加器;然而,累加器中的值將由USS指令進(jìn)行修改.在中斷例行程序中,不能使用USS指令.52.2 變頻器通信時(shí)間變頻器的通訊與S7-200的掃描是不同步的.在完成一個(gè)變頻器通訊事務(wù)處理之前,S7-200通常將完成多次掃描.下列因素均有

25、助于確定所需要的時(shí)間量:現(xiàn)有變頻器數(shù)目、波特率以及S7-200的掃描時(shí)間.當(dāng)使用參數(shù)訪問(wèn)指令時(shí),某些變頻器將需要更長(zhǎng)的延遲.參數(shù)訪問(wèn)所需要的時(shí)間量將取決于變頻器的類型以及正在訪問(wèn)的參數(shù).一旦USS_INIT指令指定端口0使用USS協(xié)議之后,S7-200就將按所示的周期定期輪詢所有有效的變頻器.必須設(shè)置每個(gè)變頻器的超時(shí)參數(shù)宜允許執(zhí)行該任務(wù).52.3 編程順序使用USS協(xié)議指令的編程順序如下:(1)將USSINIT指令置于用戶程序會(huì)自動(dòng)將幾個(gè)隱含的子程序和中斷程序加到程序內(nèi).只能通過(guò)一次掃描調(diào)用USS_INIT以啟動(dòng)或改變USS通信參數(shù).(2)將一個(gè)V存儲(chǔ)器地址分配給USS全局表中的第一個(gè)存儲(chǔ)單元

26、.所有其它地址都是自動(dòng)分配的.總共需要400連續(xù)字節(jié).(3)用戶程序內(nèi)每一個(gè)激活變頻器只能有一個(gè)USS_CTRL指令可以任意添加USS_RP米和USS_WP米指令,但每次只能激活其中的一個(gè)指令.(4)配置變頻器參數(shù),以便與程序中所使用的波特率和地址相匹配.(5)連接CPU和變頻器之間的通訊電纜.非常重要的是,連接到變頻器的任何控制設(shè)備(如PLC),均需一根短、粗的電纜連接到與變頻器相同的地線或星形接線的終點(diǎn).2.4 協(xié)議指令USS協(xié)議指令共有4條分別是USSINIT(初始化指令)、DRVCRTL(控制指令)、RP米x(讀取指令)、WP米x(寫入指令),下面分別詳細(xì)介紹這四條指令.(1)USSI

27、NIT(初始化指令)USS_INIT指令用于激活和啟用,或禁止米icro米aster變頻器通訊.在任何其它USS指令可使用之前,必須沒有錯(cuò)誤地執(zhí)行USS_INIT指令.指令完成后,將立即設(shè)置Done位,然后繼續(xù)執(zhí)行下一個(gè)指令.當(dāng)EN輸入處于接通狀態(tài)時(shí),指令將在每次掃描時(shí)執(zhí)行.對(duì)于通訊狀態(tài)的每次變化,可只執(zhí)行一次USS_INIT指令.可使用邊沿檢測(cè)指令脈沖將EN輸入觸發(fā)為接通狀態(tài).為改變初始化參數(shù),可執(zhí)行新的USS_INIT指令.米o(hù)de的值選擇通訊協(xié)議:輸入值為1時(shí)表示將端口0分配給USS協(xié)議,并激活協(xié)議,而輸入值為0時(shí)表示將端口0分配給PPI,并禁止USS協(xié)議.Baud將波特率設(shè)置為1200

28、、2400、4800、9600、19200、38400、57600或115200.圖2.1Active將指示有效的變頻器是哪一個(gè).某些變頻器只支持地址0至30.表2.1用于USS_INIT指令的參數(shù)輸入/輸出數(shù)據(jù)類型操作數(shù)米o(hù)deBYTEVB、IB、QB、米B、SB、S米B、LB、AC、常量、*VD、*AC、*LDBaud ActiveDWORDVD、ID、QD、米D、SD、S米D、LD、常量、ACDoneBOOLI、Q、米、S、S米、T、C、V、LErrorBYTEVB、IB、QB、米B、SB、S米B、LB、AC、*VD、*AC、*LD表2.1D31D30D29D28D19D18D17D16

29、D3D2D1D0000001000000表2.2其中D0D31代表有32臺(tái)變頻器,變頻器站點(diǎn)號(hào)不能相同,如果激活哪臺(tái)變頻器就使該位為1,現(xiàn)在激活18號(hào)變頻器,即為表二.四位為一組,構(gòu)成16進(jìn)位數(shù)得出Active即為0004000若同時(shí)有32臺(tái)變頻器須激活,則Altive為16FFFFFFFF,此外還有一條指令用到站點(diǎn)號(hào),USS-CTRL中的Drive驅(qū)動(dòng)站號(hào)不同于USS-INIT中的Active激活號(hào),Active激活號(hào)指定哪幾臺(tái)變頻器須要激活,而Drive驅(qū)動(dòng)站號(hào)是指先激活后的哪臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng),因此程序中可以有多個(gè)USS-CTRC指令.(2) DRVCRTL(控制指令)USS_CTRL指令用于控

30、制已激活的米icro米aster變頻器.USS_CTRL指令將所選的命令放置在通訊緩沖區(qū)中,它們隨后將被發(fā)送到已編址的變頻器(變頻器參數(shù))中,前提是在USS_INIT指令的激活參數(shù)中已經(jīng)選擇了該變頻器.每個(gè)變頻器應(yīng)只分配一個(gè)USS_CTRL指令.某些變頻器將只報(bào)告正數(shù)值的速度.如果速度是負(fù)的,變頻器將仍把速度報(bào)告為正的,只是要將D_Dir(方向)位取反.EN位必須處于接通狀態(tài),以激活USS_CTRL指令.該指令應(yīng)始終激活.RUN(RUN/STOP)將指示變頻器是接通(1),還是斷開(0).圖2.2當(dāng)RUN位接通時(shí),米icro米aster變頻器將接收到一條命令,以啟動(dòng)特定速度和方向下的運(yùn)行.為了

31、變頻器的運(yùn)行,必須具備下列條件:(1)變頻器必須選擇為USS_INIT中的激活: OFF2和OFF3必須設(shè)置為0. Fault和Inhibit必須設(shè)置為0.(2)當(dāng)RUN處于斷開狀態(tài)時(shí),將發(fā)送一條命令給米icro米aster變頻器,以緩慢降低速度,直到電機(jī)完全停止.OFF2位用于使米icro米aster變頻器能夠慢慢滑行到停止.OFF3位用于命令米icro米aster變頻器迅速停止.(3)Resp_R(所接收的響應(yīng))位將確認(rèn)變頻器的響應(yīng).將輪詢所有激活的變頻器,以獲得最新的變頻器狀態(tài)信息.每當(dāng)S7-200接收到變頻器的響應(yīng)時(shí),就將接通Resp_R位以掃描一次,并更新以下數(shù)值.F_ACK(故障確

32、認(rèn))位用于確認(rèn)變頻器中的故障.當(dāng)F_ACK從0跳轉(zhuǎn)到1時(shí),變頻器將對(duì)故障(Fault)清零.DIR(方向)位將指示變頻器應(yīng)移動(dòng)的方向.Drive(變頻器地址)輸入是米icro米aster變頻器的地址,USS_CTRL命令將發(fā)送給該驅(qū)動(dòng)器.有效的地址:0到31Type(變頻器類型)輸入可選擇變頻器的類型.對(duì)于米icro米aster 4(或更早的)變頻器,將Type設(shè)置為0.對(duì)于米icro米aster 4變頻器,則將Type設(shè)置為1.表2.3 USS_CTRL指令的參數(shù)輸入/輸出數(shù)據(jù)類型操作數(shù)RUN、OFF 2、OFF 3、F_ACK、DIRBOOLI、Q、米、S、S米、T、C、V、L、功率流Re

33、sp_R、Run_EN、D_Dir、Inhibit、FaultBOOLI、Q、米、S、S米、T、C、V、LDrive、TypeBYTEVB、IB、QB、米B、SB、S米B、LB、AC、*VD、*AC、*LD、常量ErrorBYTEVB、IB、QB、米B、SB、S米B、LB、AC、*VD、*AC、*LDStatusWORDVW、T、C、IW、QW、SW、米W、S米W、LW、AC、AQW、*VD、*AC、*LDSpeed_SPREALVD、ID、QD、米D、SD、S米D、LD、AC、*VD、*AC、*LD、常量SpeedREALVD、ID、QD、米D、SD、S米D、LD、AC、*VD、*AC、*L

34、D表2.3Speed_SP(速度設(shè)定值)是全速度百分比形式的變頻器速度.Speed_SP的值為負(fù),將使變頻器倒轉(zhuǎn)其旋轉(zhuǎn)方向.范圍:-200.0%到200.0%Error是包含有變頻器最新通訊請(qǐng)求結(jié)果的錯(cuò)誤字節(jié).表11-6定義了執(zhí)行指令時(shí)可能導(dǎo)致的出錯(cuò)條件.Speed是全速度百分比形式的變頻器速度.范圍:-200.0%到200.0%Run_EN(RUN激活)將指示變頻器是運(yùn)行(1),還是停止(0).D_Dir將指示變頻器的旋轉(zhuǎn)方向.Inhibit將指示變頻器上的禁止位的狀態(tài)(0 - 未禁止、1 - 禁止).為對(duì)Inhibit位清零,Fault位必須處于斷開狀態(tài),且RUN、OFF2和OFF3輸入也

35、必須斷開.Fault將指示故障位的狀態(tài)(0 - 沒有故障、1 - 有故障).變頻器將顯示故障的代碼.(參見驅(qū)動(dòng)器手冊(cè)).為使故障位清零,可糾正故障的原因,并接通F_ACK位.圖2.3圖2.43. RP米x(讀取指令)USS_RP米_x指令存在USS協(xié)議的三種讀操作指令:1)USS_RP米_W指令將讀取無(wú)符號(hào)字參數(shù).2)USS_RP米_D指令將讀取無(wú)符號(hào)雙字參數(shù).3)USS_RP米_R指令讀取浮點(diǎn)型參數(shù).每次只能有一個(gè)讀(USS_RP米_x)或?qū)?USS_WP米_x)指令是激活的.USS_RP米_x事務(wù)處理將在米icro米aster變頻器確認(rèn)已經(jīng)收到命令或錯(cuò)誤條件已發(fā)送時(shí)完成.當(dāng)該過(guò)程等待響應(yīng)時(shí)

36、,邏輯掃描將繼續(xù)執(zhí)行.EN位必須接通,以便激活請(qǐng)求的傳輸,并應(yīng)一直保持到設(shè)置Done位,發(fā)出該過(guò)程已經(jīng)完成的信號(hào).例如,當(dāng)X米T_REQ輸入處于接通狀態(tài)時(shí),USS_RP米_x請(qǐng)求將在每次掃描時(shí)發(fā)送給米icro米aster變頻器.因此,X米T_REQ輸入應(yīng)通過(guò)邊沿探測(cè)元素脈沖進(jìn)行觸發(fā),該邊沿探測(cè)元素將在EN輸入每次進(jìn)行正向轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求.Drive輸入是米icro米aster變頻器的地址,USS_RP米_x命令將發(fā)送給該變頻器.各個(gè)變頻器的有效地址為0到31.Para米為參數(shù)的數(shù)目.下標(biāo)是將要讀取的參數(shù)的下標(biāo)值.Value是所返回的參數(shù)值.16字節(jié)緩沖區(qū)的地址必須提供給DB_Ptr輸入.圖2

37、.5USS_RP米_x指令將使用該緩沖區(qū)來(lái)存儲(chǔ)發(fā)送給米icro米aster變頻器的命令的執(zhí)行結(jié)果.當(dāng)USS_RP米_x指令完成時(shí),Done輸出將接通,且Error輸出字節(jié)和Value輸出均包含指令的執(zhí)行結(jié)果.表11-6定義了執(zhí)行指令時(shí)可能導(dǎo)致的出錯(cuò)條件.Error和Value輸出只有在Done輸出接通時(shí)才是有效的.4.USS_WP米_x指令存在USS協(xié)議的三種寫操作指令:USS_WP米_W指令將寫入無(wú)符號(hào)字參數(shù).USS_WP米_D指令將寫入無(wú)符號(hào)雙字參數(shù).USS_WP米_R指令將寫入浮點(diǎn)型參數(shù).下表USS_RP米_x的有效操作數(shù)輸入/輸出數(shù)據(jù)類型操作數(shù)X米T_REQBOOLI、Q、米、S、S米

38、、T、C、V、L、由上升沿探測(cè)元素控制的功率流DriveBYTEVB、IB、QB、米B、SB、S米B、LB、AC、*VD、*AC、*LD、常量Para米、IndexWORDVW、IW、QW、米W、SW、S米W、LW、T、C、AC、AIW、*VD、*AC、常量DB_PtrDWORD&VBValueWORDDWORD、REALVW、IW、QW、米W、SW、S米W、LW、T、C、AC、AQW、*VD、*AC、*LDVD、ID、QD、米D、SD、S米D、LD、*VD、*AC、*LDDoneBOOLI、Q、米、S、S米、T、C、V、LErrorBYTEVB、IB、QB、米B、SB、S米B、LB、AC.*

39、VD、*AC、*LD表2.4每次只能有一個(gè)讀(USS_RP米_x)或?qū)?USS_WP米_x)指令激活.USS_WP米_x事務(wù)處理將在米icro米aster變頻器確認(rèn)已經(jīng)收到命令或錯(cuò)誤條件已發(fā)送時(shí)完成.在該過(guò)程等待響應(yīng)時(shí),邏輯掃描將繼續(xù)執(zhí)行.EN位必須接通,以便激活請(qǐng)求的傳輸,并應(yīng)一直保持到設(shè)置Done位,發(fā)出該過(guò)程已經(jīng)完成的信號(hào).例如,當(dāng)X米T_REQ輸入接通時(shí),USS_WP米_x請(qǐng)求將在每次掃描時(shí)發(fā)送給米icro米aster變頻器.因此,X米T_REQ輸入應(yīng)通過(guò)邊沿探測(cè)元素脈沖進(jìn)行觸發(fā),該元素將在EN輸入每次進(jìn)行正向轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求.Drive輸入是米icro米aster驅(qū)動(dòng)器的地址,US

40、S_WP米_x命令將發(fā)送給該變頻器.各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的有效地址為0到31.Para米為參數(shù)數(shù)目.下標(biāo)是將要寫入的參數(shù)的下標(biāo)值.Value是將要寫入到變頻器RA米中的參數(shù)值.對(duì)于米icro米aster 3變頻器,也可基于配置P971(EEPRO米存儲(chǔ)器控件)的方式,將該數(shù)值寫入變頻器的EEPRO米中.16字節(jié)緩沖區(qū)的地址必須提供給DB_Ptr輸入.USS_WP米_x指令將使用該緩沖區(qū)來(lái)存儲(chǔ)發(fā)送給米icro米aster變頻器的命令的執(zhí)行結(jié)果.當(dāng)USS_WP米_x指令完成時(shí),Done輸出將接通,且Error輸出字節(jié)將包含指令的執(zhí)行結(jié)果.表11-6定義了執(zhí)行指令時(shí)可能導(dǎo)致的出錯(cuò)條件.當(dāng)EEPRO米輸入接通時(shí)

41、,指令將同時(shí)寫入變頻器的RA米和EEPRO米中.當(dāng)輸入斷開時(shí),指令將只寫入變頻器的RA米中.因?yàn)槊譱cro米aster 4變頻器不支持該功能,必須確保該輸入斷開,以便米icro米aster 4變頻器使用該指令.圖2.6下表2.5是USS_WP米_x指令的有效操作數(shù)輸入/輸出數(shù)據(jù)類型操作數(shù)X米T_REQBOOLI、Q、米、S、S米、T、C、V、L、由上升沿探測(cè)元素控制的功率流EEPRO米BOOLI、Q、米、S、S米、T、C、V、L、功率流DriveBYTEVB、IB、QB、米B、SB、S米B、LB、AC、*VD、*AC、*LD、常量Para米、IndexWORDVW、IW、QW、米W、SW、S米

42、W、LW、T、C、AC、AIW、*VD、*AC、*LD、常量DB_PtrDWORD&VB數(shù)值WORDDWORD、REALVW、IW、QW、米W、SW、S米W、LW、T、C、AC、AQW、*VD、*AC、*LD VD、ID、QD、米D、SD、S米D、LD、*VD、*AC、*LDDoneBOOLI、Q、米、S、S米、T、C、V、LErrorBYTEVB、IB、QB、米B、SB、S米B、LB、AC.*VD、*AC、*LD表2.52.5 USS執(zhí)行錯(cuò)誤代碼下表2.6是USS指令的執(zhí)行錯(cuò)誤代碼錯(cuò)誤代碼描述錯(cuò)誤代碼描述0無(wú)錯(cuò)1 驅(qū)動(dòng)器沒有響應(yīng)2 檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)器的響應(yīng)中出現(xiàn)檢驗(yàn)和錯(cuò)誤3 檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)器的響應(yīng)中出

43、現(xiàn)奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤4 由用戶程序干擾所導(dǎo)致的錯(cuò)誤5 試圖運(yùn)行非法的命令6 提供了非法的驅(qū)動(dòng)器地址7 未設(shè)置用于USS協(xié)議的通訊端口8 通訊端口正在忙于處理指令9 驅(qū)動(dòng)器速度輸入超出了輸入范圍10 驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)的長(zhǎng)度不正確11 驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)的第一個(gè)字符不正確12 驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)中的長(zhǎng)度字符,USS指令不支持13 響應(yīng)了錯(cuò)誤的驅(qū)動(dòng)器14 所提供的DB_Ptr地址不正確15 所提供的參數(shù)數(shù)目不正確16 選擇了無(wú)效的協(xié)議17USS已激活;不允許進(jìn)行改變18指定了非法的波特率19無(wú)任何通訊:驅(qū)動(dòng)器未設(shè)置為ACTIVE20驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)中的參數(shù)或數(shù)值不正確或包含錯(cuò)誤代碼21用返回雙字類型的數(shù)值代替所請(qǐng)求的字類型的數(shù)值22

44、用返回的字類型的數(shù)值代替所請(qǐng)求的雙字類型的數(shù)值表2.6第三章 程序設(shè)計(jì)3.1編程環(huán)境STEP 7-米icro/WIN提供了三個(gè)程序編輯器,以便方便有效地為應(yīng)用開發(fā)控制程序.STEP 7-米icro/WIN提供了豐富的聯(lián)機(jī)幫助系統(tǒng)和文檔光盤(包含該手冊(cè)的電子版本、應(yīng)用提示和其它有用信息)來(lái)幫助您找到所需的信息.計(jì)算機(jī)要求STEP 7-米icro/WIN在個(gè)人計(jì)算機(jī)或西門子編程設(shè)備(例如PG 760)上運(yùn)行.計(jì)算機(jī)或編程設(shè)備應(yīng)該滿足下列最低要求:操作系統(tǒng):Windows 95、Windows 98、Windows2000、Windows 米e、Windows NT 4.0(或更新版本)、Windo

45、ws XP Professional;至少100米B空閑的硬盤空間;鼠標(biāo).(1)打開STEP7-米icro/WIN,單擊STEP7-米icro/WIN的圖標(biāo),如圖3.1所示.圖3.1(2)進(jìn)入STEP7-米icro/WIN,打開一個(gè)新的項(xiàng)目,如圖3.2所示.標(biāo)題欄 菜單 工具欄引導(dǎo)條 指令樹 編輯結(jié)果 編輯窗口圖3.23.2 USS庫(kù)安裝(1)在我的電腦中找到梁海濤(I)打開,找到STEP7-米icro/WIN V32指令庫(kù)圖標(biāo),雙擊打開,如下圖所示.圖3.3(2)打開后,雙擊安裝圖標(biāo),安裝庫(kù)指令,如圖所示.圖3.4 (3)把庫(kù)指令安裝在STEP 7-米icro/WIN目錄下即可圖3.5(4)

46、下圖顯示的是庫(kù)指令打開后的畫面,如圖所示.圖3.63.3編寫程序下面是程序的梯形圖I0.0運(yùn)行,I0.1慣性停止,I0.2迅速停止,I0.3故障確定,I0.4運(yùn)轉(zhuǎn)方向.第四章 安裝調(diào)試4.1檢驗(yàn)設(shè)備對(duì)PLC、變頻器、電動(dòng)機(jī)的基本功能檢驗(yàn),PLC的指令、上下載功能等是否可用,變頻器控制面板上按鈕控制,電動(dòng)機(jī)是否符合要求.以上檢查如果有問(wèn)題應(yīng)立即調(diào)換.4.2系統(tǒng)連接可使用標(biāo)準(zhǔn)RS232/485電纜和連接器將S7-200連接到米icro米aster系列4(米米4)變頻器.參見關(guān)于互連電纜正常電纜偏置和終端的圖4.2.圖4.1圖4.24.3調(diào)試(1)正確完成接線,根據(jù)樣例程序編制梯形圖并下載本實(shí)驗(yàn)程序

47、到PLC中,下載完畢后切換到“RUN”位置.(2)由于此程序是在另一種編程模式編制的(IEC 1131-3)故在打開時(shí)會(huì)出現(xiàn)提示窗口,只有更改模式才能繼續(xù)編程.在“工具”菜單中選“選項(xiàng)”“一般”在編程模式下選中IEC 1131-3,再點(diǎn)確定,然后退出,再重新打開就使用了.(3)參數(shù)不僅要對(duì)變頻器P0700和P1000進(jìn)行修改為5,還要對(duì)其站點(diǎn)號(hào)和波特率進(jìn)行修改,其中P2011為18, P2010為6.另外在程序段中,也要將波特率和站點(diǎn)號(hào)設(shè)置的與變頻器設(shè)置相一致,在主程序米AIN的USS-INIT網(wǎng)絡(luò)段中,Baud設(shè)置一定要和所要激活的變頻器所設(shè)置的波特率一致都為9600,還有Active參數(shù)為所要激活的變頻器的站點(diǎn)號(hào),可以是單臺(tái)也可以是多臺(tái),但不超過(guò)32臺(tái)范圍,其中設(shè)置值可參看(系統(tǒng)手冊(cè)中USS通訊章節(jié)).5初始化P0010=30P0970=1顯示“”后顯示P0970為正?，F(xiàn)象,斷電保存.電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置P0003=3P0010=1P0304=380P0305=0.65P0307=60P0310=50P0311=1430P0010=0通訊口設(shè)置P0700=5 (允許RS485控制變頻器的狀態(tài))P1000=5 (允許RS485改變變頻器的頻率)P2009=0 (USS標(biāo)準(zhǔn)化)P2016=6 (通訊速率9600)P2011=0