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USS通信基本原理

USS 协议（Universal Serial Interface Protocol，即通用串行接口协议）是西门子专为驱动装置开发的通用通信协议，它是一种基于串行总线进行数据通信的协议。USS 通信总是由主站发起，USS 主站不断轮询各个从站，从站根据收到主站报文，决定是否、以及如何响应。从站必须在接收到主站报文之后的一定时间内发回响应到主站，否则主站将视该从站出错。USS 协议是主从结构的协议，总线上的每个从站都有唯一的从站地址。一个 S7-1200 CPU 中Zui多可安装三个 CM 1241 RS422/RS485模块和一个 CB 1241 RS485 板，每个 RS485 端口Zui多控制 16 台驱动器。

S7-1200与V20的USS通信

【一】使用环境

TIA Portal STEP 7 V16

CPU1215C DC/DC/DC V4.4

CM1241 RS422/RS485 V2.2

SINAMICS SINAMICS V20（6SL3210-5BE03-7UV0）

1LA9 电机（1LA9060-4KA10-Z）

【二】实现功能S7-1200 与西门子传动设备 V20 之间 USS 通信，控制变频器的启停和频率，并读取和修改变频器的加减速时间。

两类指令“USS通信”与“USS”区别

如图 1 所示，S7-1200 USS 有两个 USS 指令库（1）“USS通信” 指令库下的指令除了适用于 S7-1200 中央机架串口模块（CM 1241 V2.1 以上或 CB 1241 且 S7-1200 CPU V4.1 以上），还可用于分布式 I/O PROFINET 或 PROFIBUS 的 ET200SP/ET200MP 串口通信模块。（2）“USS通信” 是目前Zui新的指令库，并且以后的更新也会基于这个指令库。一般情况下，“USS” 只是在老项目中使用。下面的介绍以 “USS 通信” 指令库为例。（3）“USS” 指令库下的指令只能用于 S7-1200 中央机架串口模块（CM 1241 或 CB 1241）

图 1.S7-1200 PLC 的 USS 通信指令

SINAMICS V20变频器设置

SINAMICS V20 的启停和频率控制通过 PZD 过程数据来实现，参数读取和修改通过 PKW 参数通道来实现。可以使用连接宏 Cn010 实现 SINAMICS V20 的 USS 通信，也可以直接修改变频器参数。变频器参数设置步骤如下：（一）恢复工厂设置 设置参数 P0010（调试参数）= 30，P0970（工厂复位）= 21（二）设置用户访问级别 设置参数 P0003（用户访问级别）= 3 (专家访问级别)（三）设置 SINAMICS V20 变频器 USS 通信所需的命令源、协议、波特率、地址等参数。选择连接宏 Cn010 后，需要将参数 P2013 的值由 127（PKW长度可变）修改为 4（PKW长度为 4）；（1）此外对于本例需要将参数 P2010 的值由 8（波特率 38400）修改为 6(本例中使用波特率为 9600），P2010 值与波特率对应关系参见表 1。

参数值	6	7	8	9	10	11	12
波特率（bps）	9600	19200	38400	57600	76800	93750	115200

表 1 P2010 值与波特率对应关系（2）本例中使用如下表 2 所列的设置值。

参数	描述	设置值	备注
P0700[0]	选择命令源	5	命令源来源于 RS485 总线
P1000[0]	选择设定源	5	设定值来源于 RS485 总线
P2000[0..2]	基准频率值	50.00	百分比 ==> P2000 的值
P2023[0]	RS485 协议选择	1	USS协议
P2010[0]	USS 波特率	6	波特率为 9600
P2011[0]	USS 地址	1	USS 站地址为 1
P2012[0]	USS PZD 长度	2	USS PZD 长度为 2 个字长
P2013[0]	USS PKW 长度	4	USS PKW 长度为 4
P2014[0]	USS 报文间断时间	500	可设置范围 0-65535 ms。报文间隔超过此设定时间还没有接收到下一条报文信息，则变频器将会停止运行。

表 2.SINAMICS V20 设置变频器参数值（四）变频器重新上电在更改通信协议 P2023 后，需要对变频器重新上电。在此过程中，请在变频器断电后等待数秒，确保 LED 灯熄灭或显示屏空白后再次接通电源。