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
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。
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