【正文】 。,無需重新連線就可以改變控制功能。它采用與PROFIBUS相似的操作模式，總線結(jié)構(gòu)為單主站、主從存取方式。報文結(jié)構(gòu)具有參數(shù)數(shù)據(jù)與過程數(shù)據(jù)，前者用于改變調(diào)速器的參數(shù)，后者用于快速刷新調(diào)速器的過程數(shù)據(jù)，如啟動/停止、速度給定、力矩給定等。在使用USS協(xié)議通訊時，其通訊系統(tǒng)的硬件連接主要要求如下：，USS主站盡量選用直流型的CPU（針對S7200系列），USS通訊電纜采用雙絞線即可（如常用的以太網(wǎng)電纜），如果干擾比較大，可采用屏蔽雙絞線。，把具有不同電位參考點的設(shè)備互連會在互連電纜中產(chǎn)生不應(yīng)有的電流，從而造成通訊口的損壞。要確保通訊電纜連接的所有設(shè)備，或是共用一個公共電路參考點，或是相互隔離的，以防止不應(yīng)有的電流產(chǎn)生。屏蔽線必須連接到機箱接地點或9針連接的插針1。建議將傳動裝置上的0V端子連接到機箱接地點。，通訊速率只與通訊距離有關(guān)，與干擾沒有直接關(guān)系。，并不用來抗干擾。如果在通訊距離很近，波特率較低或點對點的通訊的情況下，可不用終端電阻。多點通訊的情況下，一般也只需在USS主站上加終端電阻就可以取得較好的通訊效果。 USS通信數(shù)據(jù)格式和編程要求USS協(xié)議是以字符信息為基本單元的協(xié)議，而CPU22X的自由口通訊功能和CPU31XCPTP的RS422/485串行口正好也是以ASCII碼的形式來發(fā)送接收信息的。利用這些CPU的RS485串行口的通訊功能，由用戶程序完成USS協(xié)議功能，可實現(xiàn)與SIEMENS傳動裝置簡單而可靠的通訊連接。USS協(xié)議的通信字符格式為一位起始位、一位停止位、一位偶校驗位和八位數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)報文最大長度位256個字節(jié)，它包括3字節(jié)的頭部、一字節(jié)的校驗碼和主數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)塊按照字的方式組織，高字節(jié)在前。：通信數(shù)據(jù)報文格式其中：STX——起始字符，位02Hex；LGE——報文長度，為n+2（3≤n≤254）；ADR——從站地址碼，bit0bit4表示從站地址，bit5為1表示廣播發(fā)送，bit6為1表示鏡象發(fā)送，用于網(wǎng)絡(luò)測試，bit7為1表示特殊報文；BCC——校驗字符，為從STX開始所有字節(jié)的異或和。在一幀內(nèi)完成過程控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r，可以通過指定參數(shù)號完成設(shè)備控制參數(shù)的讀寫。數(shù)據(jù)塊由參數(shù)值域（PKW）和過程數(shù)據(jù)域（PZD）組成，二者都為變長數(shù)據(jù)。：數(shù)據(jù)塊格式其中：PKW域——參數(shù)值域，由參數(shù)識別碼、子參數(shù)號和參數(shù)值構(gòu)成，參數(shù)個數(shù)根據(jù)設(shè)備的定義最大可有124個字；PZD域——過程控制數(shù)據(jù)域，包括控制字/狀態(tài)字，設(shè)定值/實際值，不同的驅(qū)動產(chǎn)品定義不同，最多可有16個字符；PKE——參數(shù)標識碼，PNU（bit0bit10）表示參數(shù)號，SP（bit11）為參數(shù)改變標志，由從站設(shè)置；AK（bit12bit15）為報文類型，主站從站和從站主站各有16種不同的報文類型；IND——用來指定某些數(shù)組型設(shè)備參數(shù)號的子參數(shù)號。編程要求：a)USS主站（PLC）與USS從站（傳動裝置）之間的通訊是異步方式的，負責與傳動裝置通訊的工作程序應(yīng)采用后臺工作方式，如何發(fā)送接收數(shù)據(jù)應(yīng)與控制邏輯無關(guān)。用戶程序通過改變USS報文中的STW及HSW的值，來控制變頻器的啟停及改變設(shè)定頻率值。b)利用發(fā)送指令（如XMT，P_SEND，P_SND_RK）發(fā)送USS報文至傳動裝置，利用接收指令（如RCV，P_RCV，P_RCV_RK）接收變頻器返回的USS報文。同一時刻，只能有一個發(fā)送指令或接收指令被激活。c)USS通訊程序包括通訊端口初始化子程序、BCC校驗碼計算子程序、數(shù)據(jù)發(fā)送子程序、數(shù)據(jù)接收子程序、通訊超時響應(yīng)子程序、通訊流程控制子程序等?？刹捎弥袛囗憫?yīng)的方式，也可用查詢相應(yīng)標志位的方式來實現(xiàn)。d)設(shè)立發(fā)送接收數(shù)據(jù)緩存區(qū)與映像區(qū)，用戶應(yīng)通過改變映像區(qū)的USS發(fā)送報文值來控制傳動裝置，或通過讀取映像區(qū)USS接收報文中的狀態(tài)值來判斷傳動裝置的當前狀態(tài)。以防止因干擾而接收到錯誤數(shù)據(jù)而使PLC做出錯誤的判斷和控制e)對各從站的控制應(yīng)采取輪詢方式，輪詢程序同樣也是后臺工作方式工作的。根據(jù)對各臺傳動裝置控制任務(wù)的輕重，在PLC數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)建立一個從站地址表，按該地址表輪詢各傳動裝置。采用間接尋址的編程方式，可大大節(jié)省CPU的程序空間。 S7200的接收和發(fā)送指令（XTM/RCV）(1)發(fā)送指令發(fā)送指令XMT（Transmit）啟動自由端口模式下數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（TBL）的數(shù)據(jù)發(fā)送，過指定的通信端口（PORT），發(fā)送存儲在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（TBL）中的信息。XMT指令可以送1~255個字符如果有中斷程序連接到發(fā)送結(jié)束事件上，在發(fā)送完緩沖區(qū)中的最后一個符時，端口0會產(chǎn)生中斷事件9，端口1會產(chǎn)生中斷事件26。數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（TBL）按照信協(xié)議要求的格式。(2)接收指令接收指令RCV（Receive）初始化或中止接收信息的服務(wù)，通過指定的通信端口（PORT接收信息并存儲在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（TBL）中。數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的第一個字節(jié)用來累計接受到字節(jié)數(shù)，它本身不是接收到的，起始字符和結(jié)束字符是可選項。 設(shè)計通信程序在系統(tǒng)中有7臺西門子的變頻調(diào)速裝置，其中與PLC1連接著3臺，與PLC2連接著臺，因此在PLC1和PLC2的程序中都有與變頻調(diào)速裝置的通信程序。在這里，為了通程序的通用性與標準化的目的，將PLC通過USS協(xié)議與變頻調(diào)速裝置的通信設(shè)計4PKW+4PZD，它是子程序，通過主程序的調(diào)用來實現(xiàn)。通信程序的設(shè)計思路是利用發(fā)送指令XMT啟動自由端口模式下數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（TBL的數(shù)據(jù)發(fā)送，通過指定的通信端口，發(fā)送存儲在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（TBL）中的信息；接收指RCV初始化或中止接收信息的服務(wù)，通過指定的通信端口，接收信息并存儲在數(shù)據(jù)緩沖（TBL）中。為了實現(xiàn)其通用性，在通信程序中將通信端口及波特率都設(shè)置成多種選擇。根據(jù)U協(xié)議的字符格式和實際工程中一般要求將報文長度設(shè)置成20字節(jié)，數(shù)據(jù)塊長度為16，始地址為VB4201。接收的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)起始地址VB4251，數(shù)據(jù)塊長度也為16字節(jié)。：數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的定義按照S7200支持的通信協(xié)議，將PLC1的通信端口1設(shè)置成自由口模式通過USS協(xié)議的報文格式與變頻器的USS端口進行數(shù)據(jù)交換。，在這里設(shè)為1649，轉(zhuǎn)化為二進制為：0101001，即：偶校驗，波特率=9600bit/s，自由端口協(xié)議。下面是LAD編寫的通信程序：子程序SBR2//COM_mini，空緩沖內(nèi)存，設(shè)置通信端口，波特率：SBR5//TAL_Xmt，根據(jù)USS協(xié)議的字符格式制作TAL，指定發(fā)送中斷事件：INT1//SED_Over，發(fā)送中斷：以上的各段子程序是按照USS通信字符格式和S7200的指令規(guī)定設(shè)計的通信程序，它由主程序OB1調(diào)用，調(diào)用程序在主程序中編寫。在主程序中將指定中斷的中斷時間寫入SMB34，并運用全局中斷指令，執(zhí)行SBR2子程序可以設(shè)置輪循與多個變頻器通信。 PPI和MPI協(xié)議這兩種協(xié)議都是通過令牌環(huán)網(wǎng)實現(xiàn)，令牌環(huán)網(wǎng)遵守歐洲標準EN50170中的過程現(xiàn)場總線標準，是異步、基于字符的協(xié)議，帶有起始位、8位數(shù)據(jù)、偶校驗和一個停止位。通信幀有特殊的起始和結(jié)素字符、源和目的站地址、幀長度和數(shù)據(jù)完整性檢查組成。只要數(shù)據(jù)傳輸率相同，兩個協(xié)議可以在一個網(wǎng)絡(luò)中同時運行，而不相互影響[40]。PPI通信協(xié)議是西門子專門為S7200系列PLC開發(fā)的一個通信協(xié)議?？梢酝ㄟ^兩芯屏蔽雙絞線進行聯(lián)網(wǎng)。、PPI是一個主/從協(xié)議。在這個協(xié)議中，主站（其他CPU、西門子編程器或TD200）給從站發(fā)送申請，從站響應(yīng)。從站不初始化信息，只是當從站發(fā)出申請或查詢時，從站才響應(yīng)。網(wǎng)絡(luò)上的所有S7200 CPU都作為從站。S7200可以通過內(nèi)置接口連接到MPI網(wǎng)上。內(nèi)置接口可以是CPU的通信口，也可以是EM277擴展通信模塊。，可以與S7300/400CPU進行通信。S7200 CPU在MPI網(wǎng)中作為從站，它們之間不能通信。MPI總是在兩個已經(jīng)建立連接的設(shè)備之間相互通信，這種連接可能是兩個設(shè)備之間的非固定連接，另一個主站不能干涉兩個設(shè)備之間已經(jīng)建立的連接，如為了應(yīng)用，可以建立一個短時間暫時連接，或無限地保持連接或斷開。 通信參數(shù)設(shè)置要實現(xiàn)控制系統(tǒng)通信需要對各個通信設(shè)備進行通信參數(shù)的設(shè)置，包括監(jiān)控編程機的參數(shù)設(shè)置，TP270的通信參數(shù)設(shè)置（參見第4章），PLC的通信參數(shù)設(shè)置和變頻器的通信參數(shù)設(shè)置。S7200 PLC的通信參數(shù)設(shè)置包括安裝和刪除通信接口和計算機通信接口參數(shù)的設(shè)置、PLC的通信端口設(shè)置、通信地址設(shè)置、通信波特率的設(shè)置。安裝和刪除通信接口可以在STEP7Micro/WIN 32軟件中設(shè)置，也可以在PG/PC的控制面板中設(shè)置，其他的設(shè)置都在STEP7Micro/WIN 32軟件中設(shè)置，要達到通信的目的必須選擇選擇相同的協(xié)議和波特率以及各個通信設(shè)備的地址不能沖突。STEP 7Micro/WIN 32提供了通信設(shè)定對話框，可使用次對話框配置通信設(shè)定。選擇菜單命令“檢視”“通信”，或單擊STEP 7Micro/WIN 32屏幕上的通信圖標，進入通信設(shè)定對話框。在通信設(shè)定對話框內(nèi)，雙擊“PC/PPI cable”圖標，出現(xiàn)“Set PG/PC Interface”（設(shè)定置PG/PC接口）對話框。：“Set PG/PC Interface”對話框在“Set PG/PC Interface”對話框中單擊“select”按鈕出現(xiàn)“Install/Remove Interfaces”對話框，可進行硬件的安裝和卸載。從左邊的選擇列表框中選擇要安裝的硬件型號“PC/PPI cable”，窗口下部顯示出對選擇硬件的描述。再單擊“Install”按鈕,“PC/PPIcable”就出現(xiàn)在右邊的“Installed”列表框（也可用相反的操作方式將“Installed”列表框中的硬件“Uninstall”）。安裝完成后，按“Close”按鈕，回到“Set PG/PC Interface”對話框。：“Install/Remove Interfaces”對話框：安裝“PC/PPI cable”對話框安裝好硬件后，需要設(shè)置通信的屬性。在“Set PG/PC Interface”對話框中的“InterfaceParameter Assignment”（接口參數(shù)設(shè)定）列表框中選擇通信協(xié)議，PC/PPI電纜只能選用PPI協(xié)議，單擊“Properties”（屬性）按鈕，出現(xiàn)“PropertiesPC/PPI cable(PPI)”窗口，設(shè)置通信參數(shù)。：通信屬性設(shè)置對話框 系統(tǒng)通信由于該項目是上海鴻得利公司在尼日利亞的項目，因此完成的是廠內(nèi)調(diào)試的工作。按照電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計，生產(chǎn)主機、牽引、左收線和右收線等控制柜，并安裝好各類電器元，如接觸器、中間繼電器、空氣開關(guān)以及PLC和變頻器，然后根據(jù)通信設(shè)計用通信電纜接好各通信端口（其中部分接口用帶編程口的DP頭），將PLC的控制程序和用Protool編寫的畫面程序分別下載到PLC和TP270中，并根據(jù)前面章節(jié)提供的通信參數(shù)的設(shè)置方法設(shè)置好通信參數(shù)后就，就可以進行通信調(diào)試了。 PLC之間的通信調(diào)試在編完P(guān)LC的控制程序后，要將程序下載到PLC中，按照前面敘述的方法先設(shè)置好下載程序的參數(shù)，主PLC的程序地址設(shè)為2，從PLC的程序地址設(shè)為3，下載程序用的波特率可以使用PPI通信波特率的任意波特率，但是在系統(tǒng)塊中設(shè)置的波特率兩者必須保持一致。下載程序時需要建立PG/PC與PLC之間的通信連接，這時PG/PC是主站，在STEP 7Micro/WIN 32中先搜索到從站即PLC。搜索到從站后，在STEP7Micro/WIN 32上點擊下載按鈕，這時便將程序下載到PLC了。主、從站的PLC程序分別下載好了以后，就可以進行PLC的調(diào)試工作了，在STEP7Micro/WIN 32中監(jiān)控，動作時可以看到電氣柜中PLC的I/O點的燈亮和滅以及繼電器和接觸器等元件的接通和斷開。要測試兩個PLC之間的通信情況還需要將兩臺PG/PC分別接到PLC1和PLC2上，在PLC1的狀態(tài)表的VB4107，VB4108和VB4109中寫入數(shù)據(jù)，在PLC2的狀態(tài)表的VB1001，VB1002和VB1003中會讀到相同的數(shù)據(jù)；在PLC2的狀態(tài)表的VB1004，VB1005和VB1006中寫入數(shù)據(jù)，在PLC1的狀態(tài)表的VB4117，VB4118和VB4119中讀到相同的數(shù)據(jù)。這就說明PLC之間的通信可以實現(xiàn)了。 觸摸屏與PLC的通信調(diào)試將在PG/PC中用Protool編寫的畫面下載到觸摸屏TP270中，下載時需要進行TP270和Protool的參數(shù)設(shè)置。在此項目中觸摸屏與PLC通過EM277模塊連接的，通信方式可以選擇MPI或者ProfibusDP協(xié)議，用DP線將TP270的DP接口和EM277的通訊接口連接起來。下載畫面程序通過點對點的方式就可，用PPI通信電纜將PG/PC與TP270的竄行接口連接，而兩者的下載設(shè)置必須一致。，進行參數(shù)設(shè)置。：啟動設(shè)置對話框圖 ：下載模式對話框設(shè)置好TP270通信模式后，在Protool中進行畫面下載。PG/PC的通信參數(shù)應(yīng)與TP270的參數(shù)保持一致，這樣兩者可以通信了，將畫面下載到TP270中。單擊“start”按鈕啟動畫面，動作畫面中與PLC位或字節(jié)連接動態(tài)參數(shù)，如按鈕，線速度等，觀察通信效果，可以控制PLC的I/O點。這時將PG/PC與PLC連接，在狀態(tài)表中寫入輸入/輸出域的數(shù)據(jù)，在觸摸屏中顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)；在觸摸屏中寫入數(shù)據(jù)，狀態(tài)表中可以看到寫入的數(shù)據(jù)。這就說明觸摸屏與PLC的通信實現(xiàn)了，上位機可以控制PLC。 PLC和變頻器的通信PLC到變頻器之間用通訊電纜連接，利用兩臺PG/PC可以監(jiān)控PLC能夠順利地讀取和寫入變頻器的通信數(shù)據(jù)，在PLC上的PG/PC中寫入數(shù)據(jù)，在變頻器的P701的16個字節(jié)中可以讀取，相反PLC和TP270上能讀取變頻器的控制字和狀態(tài)字，及報警信息。從可編程控制的模擬量輸出端輸出電壓，用一根屏蔽電纜接到變頻器的模擬量輸入端