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上海鑫勇電氣設(shè)備有限公司。在西門子公司廣大同仁和工控領(lǐng)域各界朋友的關(guān)懷下埋頭發(fā)展，一路走來已成西門子合作伙伴中的佼佼者。部設(shè)在上海，辦公面積1500多平方米，員工150余人。公司組織架構(gòu)完善合理，下轄河南、沈陽、濟(jì)南分公司，以及天津、石家莊、唐山、太原、洛陽、西安、大連、長春、北京、合肥辦事處。我公司已連續(xù)十七年榮獲西門子（）有限公司代理商獎(jiǎng)，在產(chǎn)品供應(yīng)與技術(shù)服務(wù)方面擁有優(yōu)勢，深得廣大客戶和西門子公司的信賴。 
“信譽(yù)，客戶至上”是公司成立之初所確立的宗旨，在公司的嚴(yán)格要求和員工們不折不扣地貫徹執(zhí)行下發(fā)展延續(xù)至今?！傲P十”一直是我公司的。 
面對紛繁變化的市場和日益嚴(yán)峻的競爭，客戶的需求和利益始終被我們工作的。我們想客戶之所想，急客戶之所急。針對各行業(yè)客戶的不同需求，我們盡心盡力地為客戶需要解決的難題提準(zhǔn)的解決方案，竭盡全力將服務(wù)落到實(shí)處、做到。在協(xié)助客戶解決難題、實(shí)現(xiàn)突破的基礎(chǔ)上，雙贏！ 
西門子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經(jīng)歷了C3,S3,S5,S7系列，已成為應(yīng)用非常廣泛的可編程控制器。
 西門子（SIMATIC）PLC的6代
 1、西門子公司的產(chǎn)品早是1975年投放市場的SIMATIC S3，它實(shí)際上是帶有簡單操作接口的二進(jìn)制控制器。
 2、1979年，S3被SIMATIC S5所取代，該廣泛地使用了微處理器。
 3、20世紀(jì)80年代初，S5進(jìn)一步升級——U系列PLC，較常用機(jī)型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。
 4、1994年4月，S7系列誕生，它具有更化、更高性能等級、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢，其機(jī)型為：S7-200、300、400。
 5、1996年，在控制領(lǐng)域，西門子公司又提出PCS7（控制7）的概念，將其優(yōu)勢的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場總線）、COROS（）、SINEC（西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)）及控調(diào)技術(shù)融為一體。
 6、西門子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自動化，將PLC技術(shù)溶于全部自動化領(lǐng)域。
 由初發(fā)展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市場，停止生產(chǎn)，而S7系列PLC發(fā)展成為了西門子自動化的控制核心，而TDC沿用SIMADYN D技術(shù)內(nèi)核，是對S7系列產(chǎn)品的進(jìn)一步升級，它是西門子自動化，功能強(qiáng)的可編程控制器。

西門子S7-1200 緊湊型PLC在當(dāng)前的市場中有著廣泛的應(yīng)用，作為經(jīng)常與SINAMICS G120系列變頻器共同使用的PLC，其USS通信協(xié)議的使用一直在市場上有著非常廣泛的應(yīng)用。本文將主要介紹如何使用USS通信協(xié)議來實(shí)現(xiàn)S7-1200與G120變頻器的通信。

1．控制系統(tǒng)原理和接線圖

下圖是本例中所使用的原理和接線圖。

圖1:控制系統(tǒng)原理和接線圖

2．硬件需求
S7-1200 PLC目前有3種類型的CPU：
1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU。
這三種類型的CPU都可以使用USS通信協(xié)議通過通信模塊CM1241 RS485來實(shí)現(xiàn)S7-1200與G120變頻器的通信。

本例中使用的PLC硬件為：
1）PM1207電源 ( 6EP1 332-1SH71 )
2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )
3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0XB0 )
4) 模擬器 ( 6ES7 274 -1XH30 -0XA0 )

本例中使用的G120變頻器硬件為：
1） SINAMICS G120 PM240 （6SL3244-0BA20-1BA0）
2） SINAMICS G120 CU240S（6SL3224-0BE13-7UA0）
3） SIEMENS MOTOR (1LA7060-4AB10)
4） 操作面板 ( XAU221-001469)
5） USS 通信電纜 ( 6XV1830-0EH10)

3．軟件需求

1) 編程軟件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)

4．組態(tài)

我們通過下述的實(shí)際操作來介紹如何在Step7 Basic V10.5 中組態(tài)S7-1214C 和G120變頻器的USS通信。

4. 1 PLC 硬件組態(tài)

首先在Step7 Basic V10.5中建立一個(gè)項(xiàng)目，如圖1所示。

圖2： 新建S7 1200項(xiàng)目

在硬件配置中，添加CPU1214C和通信模塊CM1241 RS485模塊，如圖2所示。

圖3： S7 1200硬件配置

在CPU的屬性中，設(shè)置以太網(wǎng)的IP地址，建立PG與PLC的連接，如下圖所示。

圖4： S7 1200 IP地址的設(shè)置

4. 2 G120參數(shù)設(shè)置

變頻器的參數(shù)設(shè)置如下表所示。

表1 ：G120變頻器的參數(shù)設(shè)置

注意：表1中的17，18，19，20 這四項(xiàng)參數(shù)值的設(shè)置必須使PLC的參數(shù)值與變頻器的參數(shù)值相一致。而19，20這兩個(gè)參數(shù)值必須設(shè)置成如表1中的值，否則有可能變頻器與S7-1200通信有如下問題：可能不能讀出從變頻器反饋回來的參數(shù)值。

5．USS通信原理與編程的實(shí)現(xiàn)

5. 1 S7 1200 PLC與G120 通過USS通信的基本原理

S7 1200提供了的USS庫進(jìn)行USS通信，如下圖所示：

圖5： S7 1200 的USS庫

        USS_DRV 功能塊是S7-1200 USS通信的主體功能塊，接受變頻器的信息和控制變頻器的指令都是通過這個(gè)功能快來完成的。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。
        USS_PORT功能塊是S7-1200與變頻器USS通信的接口,主要設(shè)置通信的接口參數(shù)。可在主OB或中斷OB中調(diào)用。
        USS_RPM功能塊是通過USS通信讀取變頻器的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。
        USS_WPM功能塊是通過USS通信設(shè)置變頻器的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。

這些功能塊與變頻器之間的控制關(guān)系如下圖所示：

圖6： USS 通信功能塊與變頻器的控制關(guān)系

        USS_DRV功能塊通過USS_DRV_DB數(shù)據(jù)塊實(shí)現(xiàn)與USS_PORT功能塊的數(shù)據(jù)接收與傳送，而USS_PORT功能塊是S7-1200 PLC CM1241 RS485模塊與變頻器之間的通信接口。USS_RPM功能塊和USS_WPM功能塊與變頻器的通信與USS_DRV功能塊的通信方式是相同的。

        每個(gè)S7-1200 CPU多可帶3個(gè)通信模塊，而每個(gè)CM1241 RS485通信模塊多支持16個(gè)變頻器。因此用戶在一個(gè)S7-1200 CPU中多可建立3個(gè)USS網(wǎng)絡(luò)，而每個(gè)USS網(wǎng)絡(luò)多支持16個(gè)變頻器，共多支持48個(gè)USS變頻器。

5. 2 S7 1200 PLC進(jìn)行USS通信的編程

1．USS通信接口參數(shù)功能塊的編程
USS通信接口參數(shù)功能塊的編程如下圖所示。

圖7： USS通信接口參數(shù)功能塊的編程

USS_PORT功能塊用來處理USS網(wǎng)絡(luò)上的通信，它是S71200 CPU與變頻器的通信借口。每個(gè)CM1241 RS485模塊有且必須有一個(gè)USS_PORT功能塊。

PORT：指的是通過哪個(gè)通信模塊進(jìn)行USS通信。
BAUD：指的是和變頻器進(jìn)行通行的速率。 變頻器的參數(shù)P2010種進(jìn)行設(shè)置。
USS_DB：指的是和變頻器通信時(shí)的USS數(shù)據(jù)塊。每個(gè)通信模塊多可以有16個(gè)USS數(shù)據(jù)塊，每個(gè)CPU多可以有48個(gè)USS數(shù)據(jù)塊，具體的通信情況要和現(xiàn)場實(shí)際情況相聯(lián)系。每個(gè)變頻器與S7-1200進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)塊是的。
ERROR：輸出錯(cuò)誤。
STATUS：掃描或初始化的狀態(tài)。
S7-1200 PLC與變頻器的通信是與它本身的掃描周期不同步的，在完成一次與變頻器的通信事件之前，S7-1200通常完成了多個(gè)掃描。
USS_PORT通信的時(shí)間間隔是S7-1200與變頻器通信所需要的時(shí)間，不同的通信波特率對應(yīng)的不同的USS_PORT通信間隔時(shí)間。下圖列出了不同的波特率對應(yīng)的USS_PORT小通信間隔時(shí)間。

圖8：不同的波特率對應(yīng)的USS_PORT小通信間隔時(shí)間

        USS_PORT在發(fā)生通信錯(cuò)誤時(shí)，通常進(jìn)行3次嘗試來完成通信事件，那么S7-1200與變頻器通信的時(shí)間就是USS_PORT發(fā)生通信時(shí)的時(shí)間間隔。例如：如果通信波特率是57600，那么USS_PORT與變頻器通信的時(shí)間間隔應(yīng)當(dāng)大于小的調(diào)用時(shí)間間隔，即大于36.1Ms而小于109Ms。S7-1200 USS 協(xié)議庫默認(rèn)的通信錯(cuò)誤時(shí)嘗試次數(shù)是2次。
        基于以上的USS_PORT通信時(shí)間的處理，我們建議在循環(huán)中斷OB塊中調(diào)用USS_PORT通信功能塊。在建立循環(huán)中斷OB塊時(shí)，我們可以設(shè)置循環(huán)中斷OB塊的掃描時(shí)間，以滿足通信的要求。循環(huán)中斷OB塊的掃描時(shí)間的設(shè)置如下圖所示：

圖9：循環(huán)中斷OB塊的掃描時(shí)間的設(shè)置 

2．USS_DRV功能塊的編程
USS_DRV功能塊的編程如下圖所示。

圖10： USS_DRV功能塊的編程

USS_DRV功能塊用來與變頻器進(jìn)行交換數(shù)據(jù)，從而讀取變頻器的狀態(tài)以及控制變頻器的運(yùn)行。每個(gè)變頻器使用的一個(gè)USS_DRV功能塊，但是同一個(gè)CM1241 RS485模塊的USS網(wǎng)絡(luò)的所有變頻器（多16個(gè)）都使用同一個(gè)USS_DRV_DB。

USS_DRV_DB：變頻器進(jìn)行USS通信的數(shù)據(jù)塊。
RUN：                 DB塊的變頻器啟動指令。
OFF2：                 緊急停止，自由停車。 該位為0時(shí)停車。
OFF3：                 快速停車，帶制動停車。 該位為0時(shí)停車。
F_ACK：             變頻器故障確認(rèn)。
DIR ：                 變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。
SPEED_SP：       變頻器的速度設(shè)定值。

ERROR：          程序輸出錯(cuò)誤。
RUN_EN：        變頻器運(yùn)行狀態(tài)指示。
D_DIR：           變頻器運(yùn)行方向狀態(tài)指示。
INHIBIT：        變頻器是否被禁止的狀態(tài)指示。
FAULT：           變頻器故障。
SPEED：           變頻器的反饋的實(shí)際速度值。

DRIVE：           變頻器的USS站地址。變頻器參數(shù)P2011設(shè)置。
PZD_LEN：      變頻器的循環(huán)過程字。 變頻器參數(shù)P2012設(shè)置。

注意：變頻器的PKW的長度在這里是特殊需要注意的，在使用USS通信時(shí)必須是4，如果改成3或者127都將不能讀取反饋回來的過程值。

3．USS_RPM功能塊的編程

USS_RPM功能塊的編程 如下圖所示。

圖11：USS_RPM功能塊的編程

USS_RPM功能塊用于通過USS通信從變頻器讀取參數(shù)。

REQ：         讀取參數(shù)請求。
DRIVE：     變頻器的USS站地址。
PARAM：   變頻器的參數(shù)代碼。
INDEX：     變頻器的參數(shù)索引代碼
USS_DB：  變頻器進(jìn)行USS通信的數(shù)據(jù)塊。

DONE：     讀取參數(shù)完成。
ERROR：  讀取參數(shù)錯(cuò)誤。
STATUS： 讀取參數(shù)狀態(tài)代碼。
VALUE：   所讀取的參數(shù)的值。

注意：進(jìn)行讀取參數(shù)功能塊編程時(shí)，各個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型一定要正確對應(yīng)。如果需要設(shè)置變量讀取參數(shù)時(shí)，注意該參數(shù)變量的初始值不能為0，否則容易產(chǎn)生通信錯(cuò)誤。

4．USS_WPM功能塊的編程

USS_WPM功能塊的編程如下圖所示。

圖12：USS_WPM功能塊的編程

USS_WPM    功能塊用于通過USS通信設(shè)置變頻器的參數(shù)。
REQ：         讀取參數(shù)請求。
DRIVE：     變頻器的USS站地址。
PARAM：   變頻器的參數(shù)代碼。
INDEX：     變頻器的參數(shù)索引代碼。
EEPROM：把參數(shù)存儲到變頻器的EEPROM。
VALUE：    設(shè)置參數(shù)的值。
USS_DB：   變頻器進(jìn)行USS通信的數(shù)據(jù)塊。

DONE：      讀取參數(shù)完成。
ERROR：   讀取參數(shù)錯(cuò)誤狀態(tài)。
STATUS：  讀取參數(shù)狀態(tài)代碼。

注意：對寫入?yún)?shù)功能塊編程時(shí)，各個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型一定要正確對應(yīng)。如果需要設(shè)置變量進(jìn)行寫入?yún)?shù)值時(shí)，注意該參數(shù)變量的初始值不能為0，否則容易產(chǎn)生通信錯(cuò)誤。

5. 3 S7 1200 PLC進(jìn)行USS通信的調(diào)試

S7-1200 PLC 通過CM1241 RS485模塊與變頻器進(jìn)行USS通信時(shí)，需要注意如下幾點(diǎn)：

1. 當(dāng)同一個(gè)CM1241 RS485 模塊帶有多個(gè)（多16個(gè)）USS變頻器時(shí)，這個(gè)時(shí)候通信的USS_DB是同一個(gè)，USS_DRV功能塊調(diào)用多次，每個(gè)USS_DRV功能塊調(diào)用時(shí)，相對應(yīng)的USS站地址與實(shí)際的變頻器要一致，而其它的控制參數(shù)也要一致。
2. 當(dāng)同一個(gè)S7-1200 PLC 帶有多個(gè)CM1241 RS485模塊（多3個(gè)）時(shí)，這個(gè)時(shí)候通信的USS_DB相對應(yīng)的是3個(gè)，每個(gè)CM1241 RS485模塊的USS網(wǎng)絡(luò)使用相同的USS_DB,不同的USS網(wǎng)絡(luò)使用不同的USS_DB。
3. 當(dāng)對變頻器的參數(shù)進(jìn)行讀寫操作時(shí)，注意不能同時(shí)進(jìn)行USS_RPM和USS_WPM的操作，并且同一時(shí)間只能進(jìn)行一個(gè)參數(shù)的讀或者寫操作，而不能進(jìn)行多個(gè)參數(shù)的讀或者寫操作。

在S7-1200 PLC 與變頻器的USS通信的實(shí)際使用過程中，需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場情況，對問題進(jìn)行具體的解決。

2產(chǎn)品分類編輯
可編程控制器是由現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要而產(chǎn)生的，可編程序控制器的分
西門子PLCS7-200系列

類也必然要符合現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。 
一般來說可以從三個(gè)角度對可編程序控制器進(jìn)行分類。其一是從可編程序控制器的控制規(guī)模大小去分類，其二是從可編程序控制器的性能高低去分類，其三是從可編程序控制器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)去分類。

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6ES7211-1BE40-0XB0西門子介紹

SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC，能中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)西門子PLC之S7家族的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶用戶接口的工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作內(nèi)，人機(jī)對話的編程要求大大。SIMATIC人機(jī)界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作自動地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷連續(xù)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊事件（例如：時(shí)，模塊更換，等等）；多級口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的和修改；S7-300 PLC設(shè)有操作選擇開關(guān)，操作選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以，當(dāng)鑰匙時(shí)，就不能改變操作，這樣就可防止或改寫用戶程序。具備強(qiáng)大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線；串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制。

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6ES7211-1BE40-0XB0西門子介紹

S7-300 有兩種類型： 
型 
溫度范圍從0到60°C 
條件擴(kuò)展型 
溫度范圍從-25°C到 +60°C，更強(qiáng)的耐受振動和污染特性。 
用在擴(kuò)展條件的特殊模塊可以單獨(dú)訂貨。 
簡單的結(jié)構(gòu)使得S7-300靈活而易于 
DIN導(dǎo)軌安裝 
只需簡單地將模塊鉤在 DIN的安裝導(dǎo)軌上，轉(zhuǎn)動到位，然后用螺栓鎖緊。 
集成的背板總線 
背板總線集成在模塊上，模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在機(jī)殼的背后。 
更換模塊簡單并且不會弄錯(cuò) 
更換模塊時(shí)，只需松開安裝螺釘。很簡單地拔下已經(jīng)接線的前連接器。
在連接器上的編碼防止將已接線的連接器插到其他的模塊上。 
對于模塊可以使用螺釘型接線端子或簧型接線端子 
TOP連接

采用一個(gè)帶螺釘或連接的1至3線進(jìn)行預(yù)接線。或者
直接在模塊上進(jìn)行接線。 
確定的安裝深度 
所有的端子和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有端蓋保護(hù),
因此所有的模塊都有相同的安裝深度。 
沒有槽位的 
模塊和通訊處理模塊可以不受地插到任何一個(gè)槽上，自行組態(tài)。 
如果用戶的自控任務(wù)需要多于8個(gè)模塊或通訊處理器模塊時(shí)，
則可以擴(kuò)展 s7-300機(jī)架(CPU314以上) 
在4個(gè)機(jī)架上多可安裝 32個(gè)模塊 
多3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架(ER) 可以接到機(jī)架(CR) 上，每個(gè)機(jī)架(CR/ER)可以8個(gè)模塊。 
通過接口模塊連接 
- 每個(gè)機(jī)架上(CR/ER)都有它自己的接口模塊。它是插在CPU旁邊的槽內(nèi)，
負(fù)責(zé)與其他擴(kuò)展機(jī)架自動地進(jìn)行通訊。 
- 通過IM365擴(kuò)展，可擴(kuò)展1個(gè)機(jī)架，長1米，電源也是由此擴(kuò)展提供。 
- 通過IM/361擴(kuò)展，可擴(kuò)展3個(gè)機(jī)架，機(jī)架(CR)到擴(kuò)展機(jī)架(ER)及
擴(kuò)展機(jī)架之間的距離為10米。 
每個(gè)機(jī)架可以距離其他機(jī)架很遠(yuǎn)進(jìn)行安裝，兩個(gè)機(jī)架間(主機(jī)架與擴(kuò)展
機(jī)架，擴(kuò)展機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架)的距離長為10 米。

5）電源模塊帶APFC，減小對電網(wǎng)的，適應(yīng)電網(wǎng)的波動。2電路設(shè)計(jì) 采用集中供電方案可避免分散供電的缺點(diǎn)，但要求電源的可靠性更高，否則電源一旦失效會造成整屏的黑屏，而不是部分黑屏。電源可靠性的積極的辦法為變換效率，量，同時(shí)選用可靠性高的線路與器件。2．1AC/DC電路設(shè)計(jì) 的AC/DC全波整流電路采用的是整流＋電容濾波電路。這種電路是一種非線件和儲能元件的組合，輸入交流電壓的波形是正弦的，但輸入電流的波形發(fā)生了嚴(yán)重的畸變，呈脈沖狀。由此產(chǎn)生的諧波電流對電網(wǎng)有危害作用，使電源輸入功率因素下降。在本設(shè)計(jì)中整流電路部分采用有源功率因數(shù)校正電路(AP
靈活布置 
機(jī)架(CR/ER)可以根據(jù)布局需要，水平或垂直安裝。 
功能 
---- SIMATIC S7-300的大量功能支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動和 
高速的指令處理 
0.6~0.1ms的指令處理時(shí)間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。 
浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算 
用此功能可以有效地實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算 
方便用戶的參數(shù)賦值 
一個(gè)帶用戶接口的工具給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值，這樣就節(jié)省了入門和培訓(xùn)的費(fèi)用。

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如果result大于0，則表示讀寫有效，數(shù)據(jù)類型為int。注意：此函數(shù)只能用在freeprotocol(協(xié)議通道)中。【用法】Output(channel,pString,count,result);【舉例】char srt[9];int result;Output(1,str[0],9,result);Input（）；【描述】個(gè)參數(shù)channel表示通道，如果通道為com1，則channel=1；如果通道為com2，則channel=2，數(shù)據(jù)類型為int。第二個(gè)參數(shù)pString表示寫入通道的字符串的地址，數(shù)據(jù)類型為unsigned cha