西门子变频器的RS485通信设计

    USS是西门子公司为变频调速器开发的串口通信协议，可支持变频调速器同主机(PC或plc)之间建立通信连接，常常适用于规模较小的自动化系统。

    这种系统结构有以下特点。

    1)用单一的、完全集成的系统来解决自动化问题。所有的西门子交流调速器都可采用USS协议作为通信链路。

    2)数字化的信息传递，提高了系统的自动化水平及运行的可靠性，解决了模拟信号传输所引起的干扰及漂移问题。

    3)其通信介质采用RS485屏蔽双绞线，最远可达1000m，因此可有效地减少电缆的数量，从而可以大大减少开发和工程费用，并极大地降低客户的启动和维护成本。

    4)通信速率较高，可达187.5kb/s。对于有10个调速器，每个调速器有6个过程数据需刷新的系统，PLC的典型扫描周期为几百毫秒。

    5)它采用的操作模式为总线结构的单主站、主从存取方式。报文结构具有参数数据与过程数据，前者用于改变变频调速器的参数，后者用于快速刷新变频调速器的过程数据，如启动停止、速度给定、力矩给定等。具有极高的快速性与可靠性。

    6)西门子变频调速器的主机上大都提供USS接口，因此不需任何附加板，仅在上位机中插入一RS485通信板或RS232/RS485接口卡，就可实现调速器数据的存取。

    因此采用USS，就能以低廉的成本实现一个小型的自动化系统。

    (2) S7-200与变频器的通信

    S7-200控制西门子Micromaster变频器的标准的USS指令，采用RS485接口方式，通过PLC可以方便地控制和监测Micromaster变频器的运行和状态。

    在使用USS协议和西门子变频器通信时，需注意以下几项。

    1) USS协议是使用PLC的0端口和变频器通信的，对于有两个端口的S7系列PLC要注意不要使用错误的端口号，而且当端口0用于USS协议通信时，就不能再用于其他的目的了，包括与STEP7Micro/win的通信。

    2)在编程时，要注意使用的V存储器不要和给USS分配的发生冲突。在USS协议中使用的是VW4725～VW5117之间的V存储器，建议在编写程序时，尽量不要使用这个区域附近的V存储器，以防出现不可预料的情况。

    USS协议编程顺序如下。

    ①使用USS - INIT指令初始化变频器。包括指定端口0用于USS协议，通信的波特率和激活的变频器号等。程序只能通过一次启动或改变USS参数。此程序段可以在程序初始化子程序中完成。

    ②使用DRV_CTRL激活变频器。每条DRV_CTRL只能激活一台变频器。而其他USS指令，如READ_RPM（读变频器参数）、WRITE_RPM（写变频器参数）可以任意添加。

    ③配置变频器参数，以便和USS指令中指定的波特率和地址相对应。

    ④连接PLC和变频器间的通信电缆。需要注意的是，因为是通信，所以连线时一定要注意动力线和通信线分开布线，并且通信线要使用短而粗的屏蔽电缆，且屏蔽层要接到和变频器相同的接地点，否则会给通信造成干扰，导致变频器不能正常运行。

    通信电缆的连线：PLC端D型头，1接屏蔽电缆的屏蔽层，3和8接变频器的两个通信端子。在干扰比较大的场合，接偏置电阻。

    S7系列的USS协议指令是成形的，在编程时不必理会USS方面的子程序和中断，只要在主程序调用USS指令就可以了。