USS指令在YL—335B分揀控制中的應用

孫自昌

摘 要：使用USS指令完成變頻器的控制是近年來YL-335B安裝與調試中的首選項目，結合變頻器的類型要完成對應的參數設置，在用USS庫指令編程完成后要指定相應的存儲空間，不然的話就會編譯錯誤。

關鍵詞：USS指令；變頻器；分揀控制

一、YL-335B分揀站的控制要求

YL-335B自動生產線由供料、輸送、裝配、加工和分揀等5個工作單元組成，分揀站采用西門子MM420變頻器控制三相異步電動機驅動傳輸皮帶正反轉運行，運行頻率、上升下降時間能通過昆侖通泰觸摸屏TPC7062K界面輸入，信號給定西門子PLCS7-200 CPU 226CN按照給定程序控制，PLC和變頻器之間采用USS通信，可以完成在三個推料工位處實現啟停，配合驅動氣缸完成不同工件的分揀。并能實現電機正反轉控制。

二、變頻器參數設置

變頻器的速度頻率和方向可以由外接端子控制，實現固定頻率和模擬量給定的任意速度，也可以由USS通信網線進行給定，本文主要介紹USS通信控制，有關其它控制的方式可以參照相關資料說明實現。根據USS控制變頻器參數設置如下表1所示：

為了達到相應的運動控制，和原來的模擬量控制的接線不同點在于變頻器的14、15端子接線，用多主站通信電纜連接PLC，其中14號端子接入9針的3號，15號端子接入9針的8號。而USS通信默認采用PLC的0號通信口，故把通信電纜的另外一端接入PLC的0號確保通信有效。再完成接線和參數設置后在PLC編程軟件上進行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協議，初始化USS協議將端口0指定用于USS通訊。選擇USS協議與驅動器通訊后，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協議應用程序的程序開發過程中，應當在計算機中使用CPU 226、CPU 226XM，這第二個通訊端口允許STEP 7--Micro/WIN在USS協議運行時監控應用程序。USS指令的變量要求一個400個字節V內存塊。該內存塊的起始地址由用戶指定，保留用于USS變量。根據分揀站的控制要求，編寫如下程序，并加以說明。

（一）初始化端口0（網絡1）

二進制值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的設置相同，即P2010=7（波特率）、P2011=8（變頻器站點地址）。Mode=1輸入值1將端口0分配給USS協議，并啟用該協議，輸入值0將端口0分配給PPI，并禁止USS協議，Done為完成標志位，用VB500來顯示是否有錯。

（二）使用USS_CTRL模塊來控制USS地址為8的變頻器（網路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中，然后送至編址的驅動器（8號），條件是已在USS_INIT指令的ACTIVE（激活）參數中選擇該驅動器。僅限為每臺驅動器指定一條USS_CTRL指令。EN位必須打開，才能啟用USS_CTRL指令。該指令應當始終啟用。RUN表示驅動器是打開（1）還是關閉（0）。當RUN位打開時，驅動器收到一條命令，按指定的速度（VD1200給定）和方向（M0.2給定）開始運行。為了使驅動器運行，必須符合以下條件： OFF2和OFF3必須被設為0。FAULT（故障）和INHIBIT（禁止）必須為0。當RUN（運行）關閉時，會向驅動器發出一條命令，將速度降低，直至電機停止。OFF2位被用于允許驅動器滑行至停止。OFF3位被用于命令驅動器迅速停止。Resp_R（收到應答）位確認從驅動器收到應答。F_ACK（故障確認）位被用于確認驅動器中的故障。當F_ACK從0轉為1時，驅動器清除故障。DIR（方向）位表示驅動器應當移動的方向。“類型”輸入選擇驅動器的類型。將MM3（或更早版本）驅動器的類型設為0。將MM4驅動器的類型設為1。Speed_SP（速度設定值）是作為全速百分比的驅動器速度。Speed_SP的負值會使驅動器反向旋轉方向。范圍：-200.0%至200.0%。“錯誤”是一個包含對驅動器最新通訊請求結果的錯誤字節。USS指令執行錯誤標題定義可能因執行指令而導致的錯誤條件。“狀態”是驅動器返回的狀態字原始數值。“禁止”表示驅動器上的禁止位狀態（0 - 不禁止，1 - 禁止）。欲清除禁止位，“故障”位必須關閉，RUN（運行）、OFF2和OFF3輸入也必須關閉。“故障”表示故障位狀態（0 - 無故障，1 - 故障）。

（三）讀寫變頻器的參數（網絡3）

在MM4系列變頻器中，不同的參數具有不同的類型，主要包括三種，即U16、U32和浮點數。網絡3所示為一個寫參數的案例，在運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8號站地址的變頻器參數P1120的寫操作，數值通過觸屏上的VD1000對應的輸入框寫入。需要特別注意的是：USS_WPM_R的INDEX值必須置0，因為MM4變頻器默認的是PXXXX.0參數組。同樣道理，可以進行對P1121的參數進行寫入，完成題目要求的上升時間和下降時間的隨時修改。USS_WPM_W的EEPROM是邏輯“0”時，寫入的值只被保存到變頻器的RAM中，當EEPROM是邏輯“1”時，寫入的值同時被保存到變頻器的RAM和EEPROM中，但向EEPROM中寫數據是有次數限制，最多不要超過50000次。

雖然在程序網絡中可以讀寫多個參數，但在任意一個時刻，USS主戰內只能由一個參數讀寫功能塊有效，否則會出錯。因此如果要讀寫多個參數，必須在編程時進行讀寫指令的輪替處理。

四、USS指令編程的特點

USS是西門子公司為變頻器開發的通信協議，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候對參數的修改，對于變頻器的外部接線要求較少，配合PLC 編程方便。這種結構特點是用單一的、完全集成的系統來解決自動化問題。通信效率較高，可達187.5Kbit/s，具有極高的快速性和可靠性。

參考文獻：

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