SIEMENS西门子CPU1212C可编程控制器
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SIEMENS西门子CPU1212C可编程控制器
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西门子S7-1200 PLC在当前的市场中有着广泛的应用,作为常与变频器共同使用的PLC,其与西门子MM440 变频器的USS通信一直在市场上有着非常广泛的应用。本文将主要介绍如何使用USS通信协议来实现S7-1200与MM440变频器的通信。
1. USS通信介绍
1.1. USS协议特点
USS (Universal Serial Interface, 即通用串行通信接口) 是西门子专为驱动装置开发的通信协议。USS 协议的基本特点如下:
? 支持多点通信(因而可以应用在 RS 485 等网络上)
? 采用单主站的“主-从"访问机制
? 每个网络上多可以有 32 个节点(多 31 个从站)
? 简单可靠的报文格式,使数据传输灵活高效
? 容易实现,成本较低
USS 的工作机制是,通信总是由主站发起,USS 主站不断循环轮询各个从站,从站根据收到的指令,决定是否以及如何响应。从站永远不会主动发送数据。从站在以下条件满足时应答:
-- 接收到的主站报文没有错误,并且
-- 本从站在接收到主站报文中被寻址
上述条件不满足,或者主站发出的是广播报文,从站不会做任何响应。对于主站来说,从站必须在接收到主站报文之后的一定时间内发回响应。否则主站将视为出错。
USS 的字符传输格式符合 UART 规范,即使用串行异步传输方式。USS 在串行数据总线上的字符传输帧为 11 位长度,如表1所示:
PKW: 此区域用于读写参数值、参数定义或参数描述文本,并可修改和报告参数的改变 。其中:
PKE: 参数 ID。包括代表主站指令和从站响应的信息,以及参数号等
IND: 参数索引,主要用于与 PKE 配合定位参数
PWEm:参数值数据
PZD: 此区域用于在主站和从站之间传递控制和过程数据。控制参数按设定好的固定格式在主、从站之间对应往返。如:
PZD1:主站发给从站的控制字/从站返回主站的状态字
PZD2: 主站发给从站的给定/从站返回主站的实际反馈
根据传输的数据类型和驱动装置的不同,PKW 和 PZD 区的数据长度都不是固定的,它们可以灵活改变以适应具体的需要。但是,在用于与控制器通信的自动控制任务时,网络上的所有节点都要按相同的设定工作,并且在整个工作过程中不能随意改变。
注意:
对于不同的驱动装置和工作模式,PKW 和 PZD 的长度可以按一定规律定义。 一旦确定就不能在运行中随意改变 ;
PKW 可以访问所有对 USS 通信开放的参数;而 PZD 仅能访问特定的控制和过程数据;
PKW 在许多驱动装置中是作为后台任务处理,因此 PZD 的实时性要比 PKW 好。
1.2. S7-1200 USS通信简介
CM 1241 RS485 模块通过 RS485 端口与MM440进行通信。 可使用 USS 库控制MM440和读/写MM440参数。该库提供 1 个 FB 和 3 个 FC 来支持 USS 协议。 每个 CM1241 RS485 通信模块多支持 16 个MM440。连接到一个 CM 1241 RS485 的所有MM440(多 16 个)是同一 USS 网络的一部分。连接到另一 CM 1241 RS485 的所有MM440是另一 USS 网络的一部分。 因为 S7-1200多支持三个 CM 1241 RS485 设备,所以用户多可建立三个 USS 网络,每个网络多 16 个MM440,总共支持 48 个 USS MM440。各 USS 网络使用各自的数据块进行管理(使用三个 CM 1241 RS485 设备建立三个 USS网络需要三个数据块)。 同一USS 网络相关的所有指令必须共享该数据块。 这包括用于控制网络上所有MM440的 USS_DRV、USS_PORT、USS_RPM 和USS_WPM 指令。
2. 硬件需求及接线
2.1. 硬件需求
S7-1200 PLC目前有3种类型的CPU:
1)S7-1211C CPU。
2)S7-1212C CPU。
3)S7-1214C CPU。
这三种类型的CPU都可以使用USS通信协议通过通信模块CM1241 RS485来实现S7-1200与MM440变频器的通信。
本例中使用的PLC硬件为:
1) S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )
2) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1Cspan0 -0XB0 )
3) CSM 1277 ( 6GK7 277 -1AA00 - 0AA0)
本例中使用的MM440变频器硬件为:
1) MM440 ( 6SE6440 - 2AB11 - 2AA1 )
2) MICROMASTER 4 ENCODER MODULE ( 6SE6400 - 0EN00 - 0AA0 )
3) SIEMENS MOTOR ( 1LA7060 - 4AB10 - Z )
4) USS 通信电缆 ( 6XV1830 - 0EH10 )
2.2. 接线
建议使用西门子的网络插头和PROFIBUS电缆。在 S7-1200 CPU 通信口上使用西门子网络插头。
PROFIBUS 电缆的红色导线B 即 RS 485 信号 +,此信号应当连接到 MM 440 通信端口的 P+;绿色导线A 即 RS 485 信号 -,此信号应当连接到 MM 440 通信端口的 N-。
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