地铁设备中PLC的USS协议通信控制

使用USS通信协议对一台MM440变频器进行控制，使其具有调速和调整电动机运转方向的功能。当按下加速按钮时，电动机设定频率每秒增加1 Hz；当按下减速按钮时，电动机设定频率每秒减小1 Hz。

要想使用USS通信控制MM440变频器，需要设置变频器的相关参数，与USS通信相关的参数如表5-20所示。

表5-20　变频器参数表

根据任务要求，确定I/O的个数，进行I/O分配。本例中需要5个数字量输入点、2个数字量输出点，见表5-21。因为所用I/O点数不多，采用CPU 224XP AC/DC/继电器这一个基本模块即可。

表5-21　PLC的I/O配置

MM440前面板上的通信端口是RS-485端口，与USS通信有关的前面板端子有29和30两个端子，其中端子29是RS-485信号正，端子30是RS-485信号负。

根据I/O配置，画出如图5-11所示的PLC端子接线图。

图5-11　PLC端子接线图

根据I/O配置，建立程序符号表，如图5-12所示。

图5-12　程序符号表

根据控制要求，编写PLC程序。在调用了USS指令库的指令后，还需要对库存储区进行分配，否则即使编写的程序没有语法错误，程序编译后也会显示很多错误。单击菜单栏上的“文件”→“库存储区（M）”命令，弹出分配库存储区对话框。在对话框中单击“建议地址”按钮，系统会为Modbus指令库自动分配存储区，分配后的存储区在后续编程中是不能使用的。USS初始化程序如图5-13所示。在网络1中，用SM0.1调用USS初始化指令USS_INIT，且只在第一个扫描周期调用。USS初始化指令USS_INIT输入参数Mode为1，启动USS通信协议，波特率为9600 b/s，输入参数Active为4（二进制数为2#100），所以网络上激活的从站地址为2。

图5-13　USS初始化程序(www.xing528.com)

USS控制程序如图5-14所示。在网络2中，用SM0.0调用主站初始化程序USS_CTRL，在每个扫描周期都执行此程序。当常开触点I0.0接通时，变频器启动电动机；当常开触点I0.0断开时，变频器根据斜坡减速时间停止电动机。当常闭触点I0.2接通时，变频器立刻停止电动机。当常开触点I0.5接通时，复位变频器故障。当常开触点I0.1接通时，变频器驱动电动机正转；当常开触点I0.1断开时，变频器驱动电动机反转。输入参数Drive为2，说明变频器的USS从站地址为2。输入参数Type为1，说明变频器属于MM4系列。运行指示Q0.0填写在输出参数Run EN的位置，指示变频器的运行状态。故障指示Q0.1填写在输出参数Fault的位置，指示变频器是否有故障。

图5-14　USS控制程序

电动机加/减速程序如图5-15所示。在网络3中，利用SM0.5产生1 s的脉冲。在网络4中，当按下加速按钮时，作为设定速度的VD0中数值每隔1 s就增加1.0，亦即给定频率增加1.0 Hz，最大增加至50.0 Hz。在网络5中，当按下减速按钮时，作为设定速度的VD0中数值每隔1 s就减小1.0，亦即给定频率减小1.0 Hz，最小减至0.0 Hz。

图5-15　电动机加/减速程序

习　题

1.如何设置PPI通信时S7-200 CPU的站地址？

2.3台CPU224组成通信网络。其中一台是主站，两台为从站，拟用主站的I0.0～I0.7分时控制两从站的输出口Q0.0～Q0.7。每10 ms为一周期，交替切换1号从站和2号从站，试完成上述功能。

3.如何理解自由口通信的功能？

4.自由口通信时如何设定站地址？

5．利用自由口通信的功能和指令，设计一个计算机与PLC的通信程序，要求上位计算机能够对S7-200 PLC中VB100～VB107的数据进行读写操作。（提示：在编制程序前，应首先指定通信的帧格式，包括起始符、目标地址、操作种类、数据区、停止符等的顺序和字节数；当PLC收到信息后，应根据指定好的帧格式进行解码分析，然后再根据要求做出响应。）

6．简述Modbus RTU主站指令库包括哪些内容。

7．设计通信程序：两台S7-224 CPU组成Modbus网络。一台CPU接英威腾变频器CHV100输入端子，另一台CPU接启动按钮和停止按钮。当按下启动按钮/停止按钮时，接在另一台CPU上的变频器运行/停机。

8．简述USS指令库包括哪些内容。

9．使用USS通信协议对2台MM440变频器进行控制，除了具有调速和调整运转方向功能外，还能够实现2台变频器的速度联动。当按下加速按钮时，2台电动机速度同时增加；当按下减速按钮时，2台电动机速度同时减小，即2号变频器的输出频率与1号变频器的输出频率成固定比率。