孫自昌

摘 要：使用USS指令完成變頻器的控制是近年來YL-335B安裝與調(diào)試中的首選項(xiàng)目，結(jié)合變頻器的類型要完成對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，在用USS庫指令編程完成后要指定相應(yīng)的存儲(chǔ)空間，不然的話就會(huì)編譯錯(cuò)誤。

關(guān)鍵詞：USS指令；變頻器；分揀控制

一、YL-335B分揀站的控制要求

YL-335B自動(dòng)生產(chǎn)線由供料、輸送、裝配、加工和分揀等5個(gè)工作單元組成，分揀站采用西門子MM420變頻器控制三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)傳輸皮帶正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，運(yùn)行頻率、上升下降時(shí)間能通過昆侖通泰觸摸屏TPC7062K界面輸入，信號(hào)給定西門子PLCS7-200 CPU 226CN按照給定程序控制，PLC和變頻器之間采用USS通信，可以完成在三個(gè)推料工位處實(shí)現(xiàn)啟停，配合驅(qū)動(dòng)氣缸完成不同工件的分揀。并能實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制。

二、變頻器參數(shù)設(shè)置

變頻器的速度頻率和方向可以由外接端子控制，實(shí)現(xiàn)固定頻率和模擬量給定的任意速度，也可以由USS通信網(wǎng)線進(jìn)行給定，本文主要介紹USS通信控制，有關(guān)其它控制的方式可以參照相關(guān)資料說明實(shí)現(xiàn)。根據(jù)USS控制變頻器參數(shù)設(shè)置如下表1所示：

為了達(dá)到相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制，和原來的模擬量控制的接線不同點(diǎn)在于變頻器的14、15端子接線，用多主站通信電纜連接PLC，其中14號(hào)端子接入9針的3號(hào)，15號(hào)端子接入9針的8號(hào)。而USS通信默認(rèn)采用PLC的0號(hào)通信口，故把通信電纜的另外一端接入PLC的0號(hào)確保通信有效。再完成接線和參數(shù)設(shè)置后在PLC編程軟件上進(jìn)行USS指令的編程。

三、USS指令編程

STEP 7-Micro/WIN指令庫中包含8條指令，支持USS協(xié)議，初始化USS協(xié)議將端口0指定用于USS通訊。選擇USS協(xié)議與驅(qū)動(dòng)器通訊后，不得將端口0用于任何其他用途，包括與STEP 7--Micro/WIN通訊。在使用USS協(xié)議應(yīng)用程序的程序開發(fā)過程中，應(yīng)當(dāng)在計(jì)算機(jī)中使用CPU 226、CPU 226XM，這第二個(gè)通訊端口允許STEP 7--Micro/WIN在USS協(xié)議運(yùn)行時(shí)監(jiān)控應(yīng)用程序。USS指令的變量要求一個(gè)400個(gè)字節(jié)V內(nèi)存塊。該內(nèi)存塊的起始地址由用戶指定，保留用于USS變量。根據(jù)分揀站的控制要求，編寫如下程序，并加以說明。

（一）初始化端口0（網(wǎng)絡(luò)1）

二進(jìn)制值2#100000000表示要初始化USS地址為8的變頻器，波特率為19200，此地址與波特率要與變頻器參數(shù)的設(shè)置相同，即P2010=7（波特率）、P2011=8（變頻器站點(diǎn)地址）。Mode=1輸入值1將端口0分配給USS協(xié)議，并啟用該協(xié)議，輸入值0將端口0分配給PPI，并禁止USS協(xié)議，Done為完成標(biāo)志位，用VB500來顯示是否有錯(cuò)。

（二）使用USS_CTRL模塊來控制USS地址為8的變頻器（網(wǎng)路2）

USS_CTRL指令被用于激活變頻器。如圖1。USS_CTRL指令將選擇的命令放在通訊緩沖區(qū)中，然后送至編址的驅(qū)動(dòng)器（8號(hào)），條件是已在USS_INIT指令的ACTIVE（激活）參數(shù)中選擇該驅(qū)動(dòng)器。僅限為每臺(tái)驅(qū)動(dòng)器指定一條USS_CTRL指令。EN位必須打開，才能啟用USS_CTRL指令。該指令應(yīng)當(dāng)始終啟用。RUN表示驅(qū)動(dòng)器是打開（1）還是關(guān)閉（0）。當(dāng)RUN位打開時(shí)，驅(qū)動(dòng)器收到一條命令，按指定的速度（VD1200給定）和方向（M0.2給定）開始運(yùn)行。為了使驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行，必須符合以下條件： OFF2和OFF3必須被設(shè)為0。FAULT（故障）和INHIBIT（禁止）必須為0。當(dāng)RUN（運(yùn)行）關(guān)閉時(shí)，會(huì)向驅(qū)動(dòng)器發(fā)出一條命令，將速度降低，直至電機(jī)停止。OFF2位被用于允許驅(qū)動(dòng)器滑行至停止。OFF3位被用于命令驅(qū)動(dòng)器迅速停止。Resp_R（收到應(yīng)答）位確認(rèn)從驅(qū)動(dòng)器收到應(yīng)答。F_ACK（故障確認(rèn)）位被用于確認(rèn)驅(qū)動(dòng)器中的故障。當(dāng)F_ACK從0轉(zhuǎn)為1時(shí)，驅(qū)動(dòng)器清除故障。DIR（方向）位表示驅(qū)動(dòng)器應(yīng)當(dāng)移動(dòng)的方向?！邦愋汀陛斎脒x擇驅(qū)動(dòng)器的類型。將MM3（或更早版本）驅(qū)動(dòng)器的類型設(shè)為0。將MM4驅(qū)動(dòng)器的類型設(shè)為1。Speed_SP（速度設(shè)定值）是作為全速百分比的驅(qū)動(dòng)器速度。Speed_SP的負(fù)值會(huì)使驅(qū)動(dòng)器反向旋轉(zhuǎn)方向。范圍：-200.0%至200.0%。“錯(cuò)誤”是一個(gè)包含對(duì)驅(qū)動(dòng)器最新通訊請求結(jié)果的錯(cuò)誤字節(jié)。USS指令執(zhí)行錯(cuò)誤標(biāo)題定義可能因執(zhí)行指令而導(dǎo)致的錯(cuò)誤條件?！盃顟B(tài)”是驅(qū)動(dòng)器返回的狀態(tài)字原始數(shù)值。“禁止”表示驅(qū)動(dòng)器上的禁止位狀態(tài)（0 - 不禁止，1 - 禁止）。欲清除禁止位，“故障”位必須關(guān)閉，RUN（運(yùn)行）、OFF2和OFF3輸入也必須關(guān)閉?！肮收稀北硎竟收衔粻顟B(tài)（0 - 無故障，1 - 故障）。

（三）讀寫變頻器的參數(shù)（網(wǎng)絡(luò)3）

在MM4系列變頻器中，不同的參數(shù)具有不同的類型，主要包括三種，即U16、U32和浮點(diǎn)數(shù)。網(wǎng)絡(luò)3所示為一個(gè)寫參數(shù)的案例，在運(yùn)行此程序塊的情況下，只要在觸屏上按下M2.0的按鈕，就可以完成一次對(duì)8號(hào)站地址的變頻器參數(shù)P1120的寫操作，數(shù)值通過觸屏上的VD1000對(duì)應(yīng)的輸入框?qū)懭?。需要特別注意的是：USS_WPM_R的INDEX值必須置0，因?yàn)镸M4變頻器默認(rèn)的是PXXXX.0參數(shù)組。同樣道理，可以進(jìn)行對(duì)P1121的參數(shù)進(jìn)行寫入，完成題目要求的上升時(shí)間和下降時(shí)間的隨時(shí)修改。USS_WPM_W的EEPROM是邏輯“0”時(shí)，寫入的值只被保存到變頻器的RAM中，當(dāng)EEPROM是邏輯“1”時(shí)，寫入的值同時(shí)被保存到變頻器的RAM和EEPROM中，但向EEPROM中寫數(shù)據(jù)是有次數(shù)限制，最多不要超過50000次。

雖然在程序網(wǎng)絡(luò)中可以讀寫多個(gè)參數(shù)，但在任意一個(gè)時(shí)刻，USS主戰(zhàn)內(nèi)只能由一個(gè)參數(shù)讀寫功能塊有效，否則會(huì)出錯(cuò)。因此如果要讀寫多個(gè)參數(shù)，必須在編程時(shí)進(jìn)行讀寫指令的輪替處理。

四、USS指令編程的特點(diǎn)

USS是西門子公司為變頻器開發(fā)的通信協(xié)議，可以支持變頻器同PC或PLC之間建立通信連接，在用USS指令庫編程過程中，由于有了通信讀寫指令，故可以方便的在任意時(shí)候?qū)?shù)的修改，對(duì)于變頻器的外部接線要求較少，配合PLC 編程方便。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是用單一的、完全集成的系統(tǒng)來解決自動(dòng)化問題。通信效率較高，可達(dá)187.5Kbit/s，具有極高的快速性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂景泉.自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試[M].中國鐵道出版社，2013.

[2]向曉汗.西門子PLC高級(jí)應(yīng)用實(shí)例精解[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[3]孫平.可編程控制器原理及應(yīng)用（第3版）[M].高等教育出版社，2014.endprint