USS通信协议及相关指令解析

1.USS协议

USS（Universal Serial Interface Protocol，通用串行接口协议）是西门子公司为其变频器开发的通信协议，用于变频器与PC或PLC之间的通信连接，适合于规模较小的自动化系统。

USS按照串行总线的主/从通信原理来确定访问的方法，总线上可以连接一个主站和最多31个从站，主站根据通信报文中的地址字符选择要传输数据的从站，在主站没有要求从站进行通信时，从站本身是不能发送数据的，各个从站之间也不能直接进行信息的传输。

PLC作主站时，可以连接最多31个变频器作为通信链路中的从站。S7-200 PLC可将其通信端口设置为自由口模式的USS通信协议，以便实现PLC对变频器的控制。

2.自由口通信模式

S7-200 PLC在自由口通信模式下主要使用发送指令XMT和接收指令RCV。通过两条指令以及相应的特殊寄存器，在自由口通信模式下可以实现数据的发送和接收。

XMT指令用于将数据缓冲区的数据从指定的通信端口发送出去，该指令一次可发送1～255字节数据，指令格式如图5-30a所示；当允许输入EN有效时，初始化通信操作，通过端口PORT0或PORT1将首地址为TBL的数据（发送数据缓冲区）发送到远程设备。

图5-30 自由口通信指令

RCV指令用于从指定的通信端口启动或者终止接收消息，并将接收到的消息存储在数据缓冲区中，该指令一次可接收1～255个数据，指令格式如图5-30b所示；当允许输入EN有效时，初始化通信操作，通过端口PORT0或PORT1接收远程设备数据，并将数据存放在首地址为TBL的数据缓冲区。

可以采用XMT、RCV指令编写USS通信程序，实现对变频器的监视和控制。但为了简化S7-200 PLC一些高级功能的使用，西门子为用户编写了多种应用子程序，并以指令库的形式提供给用户。如USS协议指令库、Modbus协议指令库等；其中USS协议指令库是使用USS协议进行通信编程的方便指令，使用该指令用户不需要详细了解USS协议格式，仅通过简单的调用就可实现USS协议通信。

3.S7-200 PLC的USS指令库

USS协议包含在S7-200 PLC的编程软件STEP 7-Micro/WIN指令库（Libraries）中。当STEP 7-Micro/WIN安装了指令库以后，通过指令库中的USS Protocol可以打开相应的编程指令，如图5-31所示。USS协议指令可将S7-200 PLC端口0或端口1设定为USS工作模式，并激活相应地址的变频器从站工作；使用指令库编程用户不需要详细了解USS协议格式，通过简单的调用即可实现USS协议通信；PLC将用这些指令库指令来控制变频器的运行和参数的读写操作。

指令库中有针对PLC端口0和端口1的指令库USS Protocol Port0和USS Protocol Port1，故可利用指令库实现S7-200 PLC端口0或端口1与变频器的USS主/从站通信功能。

S7-200 PLC与变频器之间的USS通信，可以用到的指令有8条，至少需要用到以下两条指令：

（1）初始化指令USS_INIT

初始化指令USS_INIT用于使能或禁止PLC和变频器之间的通信，在执行其他USS协议之前必须先成功执行一次USS_INIT指令，只有当该指令成功执行且其完成位（DONE）为1后，才能继续执行下面的指令。符号如图5-32所示。(www.xing528.com)

图5-31 USS Protocol指令库

图5-32 USS_INIT指令

指令中各个参数意义见表5-10。

表5-10 USS_INIT参数意义及其说明

（2）控制指令USS_CTRL

控制指令USS_CTRL用于控制已经用USS_INIT激活的变频器，每台变频器只能使用1条这样的指令。该指令将用户命令存放在缓冲区内，如果指令参数Drive指定的变频器已经被激活，缓冲区内的命令将被发送到指定的变频器。符号如图5-33所示。

图5-33 USS_CTRL指令

指令中各个参数的意义见表5-11。

表5-11 USS_CTRL参数意义及其说明

（续）