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基于USS協(xié)議實(shí)現(xiàn)S7-200 PLC的通訊和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電子設(shè)計(jì) ? 來源:現(xiàn)代電子技術(shù) ? 作者:薛小龍 ? 2020-07-02 07:55 ? 次閱讀

1、引 言

在某衛(wèi)星地球站控制系統(tǒng)中,天線控制系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的距離有1 000 m。要求監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)時(shí)讀取和設(shè)置變頻調(diào)的參數(shù)。在天線控制系統(tǒng)中安裝了西門子S7-200可編程控制器和西門子變頻器調(diào)速器。通過西門子S7-200的自由通訊口0與下掛的4臺(tái)變頻進(jìn)行數(shù)字化的信息傳遞,采用USS協(xié)議。通過USS協(xié)議,S7-200 PLC可以實(shí)時(shí)讀取和設(shè)置變頻調(diào)的相關(guān)參數(shù)。通訊速率可達(dá)187~kb/s,通信介質(zhì)采用RS 485屏蔽雙絞線。利用S7-200的自由通訊口1與上位監(jiān)控機(jī)通過RS 485方式通訊,將變頻器的信息通過S7-200實(shí)時(shí)傳送到上位工控機(jī)中。

通過這樣的方式可以有效地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、減少電纜的數(shù)量,提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平及運(yùn)行的可靠性。本文介紹如何使用USS協(xié)議以及使用UISS協(xié)議要注意的問題。

2、使用USS協(xié)議的要求

(1)初始化USS協(xié)議將專用作USS通訊;

(2)USS指令影響所有的與PORT0自由口通訊相關(guān)的SM區(qū);

(3)USS指令使用14個(gè)子程序和3個(gè)中斷程序;

(4)USS指令使得用戶程序?qū)Υ鎯?chǔ)空間的需求最多可增加3 450 B;

(5)USS指令的變量需要400 B的V存儲(chǔ)區(qū)。該區(qū)域的起始地址由用戶指定并保留給USS變量;

(6)USS指令還要求16 B的通訊緩存區(qū);

(7)在執(zhí)行計(jì)算時(shí),USS指令使用累加器AC0~AC3

(8)USS指令不能用在中斷程序中。

3、如何使用USS協(xié)議以及使用中要注意問題

3.1 USS協(xié)議提供的4個(gè)功能

(1)USS-INIT

在自由可編程通訊模式下,對(duì)與S7-200接口進(jìn)行的USS通訊進(jìn)行初始化。只有傳輸速率與通訊口需要定義所需的子程序、中斷和符號(hào)標(biāo)簽自動(dòng)生成。

(2)DRV CTRL

為控制和監(jiān)視變頻器:

在設(shè)定的旋轉(zhuǎn)方向和速度上的啟動(dòng)/停止;

快速停止;

以最大額定速度的百分比表示的驅(qū)動(dòng)器速率(一200%~+200%);

驅(qū)動(dòng)器故障的確認(rèn);

當(dāng)前驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)的詢問。

(3)READ PM

用于從變頻器讀取參數(shù)。

(4)WRITE PM

用于將參數(shù)寫主變頻器。

3.2 USS協(xié)議編程順序

(1)使用USS INIT指令初始化變頻器,指定端口0

用于LJSS協(xié)議,設(shè)置通訊的波特率指定哪個(gè)變頻器激活

等。程序只能通過一次啟動(dòng)或改變USS參數(shù)。此程序段

可以在程序初始化子程序中完成。

(2)使用DRV CTRL激活變頻器。每條DRVCTRL只能激活一臺(tái)變頻器。而其他 USS指令,如:REAl)RPM(讀變頻器參數(shù))、WRITE RPM(寫變頻器參數(shù))可以任意添加。

(3)配置變頻器參數(shù),以便和USS指令中指定的波特率和地址相對(duì)應(yīng)。

(4)連接PLC和變頻器間的通訊電纜。需要注意的是,因?yàn)槭峭ㄓ崳赃B線時(shí)一定要注意動(dòng)力線和通訊線分開布線,并且通訊線要使用短而粗的屏蔽電纜,且屏蔽層要接到和變頻器相同的接地點(diǎn),否則會(huì)給通訊造成干擾,導(dǎo)致變頻器不能正常運(yùn)行。

3.3需注意的問題

(1)USS協(xié)議使用PLC的O端口和變頻器通訊,對(duì)于有兩個(gè)端口的S7系列PLC要注意不要使用錯(cuò)誤的端口號(hào),而且當(dāng)端口O用于USS協(xié)議通訊時(shí),就不能再用于其他的目的了,包括與STEP7 Micro/win的通訊;

(2)在編程時(shí),要注意使用的V存儲(chǔ)器不要和給USS分配的存儲(chǔ)器沖突。若在USS協(xié)議中使用的是VW4725~‘VW5117之間的V存儲(chǔ)器,在編寫程序時(shí),不要使用這個(gè)區(qū)域附近的V存儲(chǔ)器,以防出現(xiàn)不可預(yù)料的情況。

3.4使用USS協(xié)議程序舉例

基于USS協(xié)議實(shí)現(xiàn)S7-200 PLC的通訊和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4、連接和設(shè)置4系列變頻器

4.1連接

連接4系列變頻器,將485電纜的兩端插人為USS操作提供的兩個(gè)卡式接線端。在S7-200上可使用標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS電纜和接頭。

4.2 設(shè)置M4系列變頻器

(1)將驅(qū)動(dòng)恢復(fù)為出廠設(shè)置:

P0010=30

P0970=1

(2)使能對(duì)所有參數(shù)的讀/寫訪問:P0003=3;

(3)檢查驅(qū)動(dòng)的電機(jī)設(shè)置:

P0304一額定電機(jī)電壓

P0305=額定電機(jī)電流

P0306一額定電機(jī)功率

P0307一額定電機(jī)頻率

P0308=額定電機(jī)速度

(4)設(shè)置本/遠(yuǎn)程控制模式:P0700 INDEX0=5;

(5)在COM鏈接中設(shè)置到USS的頻率設(shè)定值:

P1000 INDEX0=5:

(6)斜坡上升時(shí)間:P1120=0∽650 S;

(7)斜坡下降時(shí)間:P1121=0∽650 S;

(8)設(shè)置串行鏈接參考頻率:P2000=1~650 Hm

(9)設(shè)置USS標(biāo)準(zhǔn)化:P2009 INDEX0=0;

(10)設(shè)置RS 485串口波特率;

(11)輸入從站地址:P2011 INDEX 0=O~31;

(12)設(shè)置串行鏈接超時(shí):

P2014INDEX 0=0~65 535 ms

(13)P0971=1(啟動(dòng)傳送)將參數(shù)設(shè)置的改變存入E2PROM。

5、結(jié) 語

在調(diào)速控制系統(tǒng)中,通訊技術(shù)的采用已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。USS協(xié)議作為一種小型自動(dòng)化系統(tǒng)的解決方案,已多次成功地在現(xiàn)場運(yùn)用。

責(zé)任編輯:gt


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