交流调速系统与变频器应用 教学课件 作者 田效伍 第九章.ppt

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1、1第九章变频器的联网运行9.1USS协议9.2使用USS协议指令和变频器通信9.2使用PROFIBUS-DP模板和变频器通信在造纸、皮革、电线电缆等生产线的驱动控制系统中，目前多采用基于变频器的交流传动系统，对变频器的控制多采用通过现场总线的网络控制方式。变频器的网络控制比起通过变频器的外部端子进行控制，可提高系统的控制精度，减少系统的布线，使电气控制系统在结构上更简洁明了，更易于安装和维护。通过变频器的总线接口，还可以实时监控变频器的运行状态，从而及时的发现和排除故障。本章以西门子变频器的USS通讯为例，介绍变频器联网运行的原理和方法。所有的标准西门子变频器都有

2、一个串行接口，串行接口采用RS485双线连接，其设计标准适用于工业环境的应用对象。单一的RS485链路最多可以连接31台变频器，而且根据各变频器的地址或者采用广播信息都可以找到需要通讯的变频器。链路中需要有一个主控制器（主站），而各个变频器则是从属的控制对象（从站）。采用串行接口对变频器进行控制有很多优点：大大减少布线的数量，通过串行接口设置和修改变频器的参数，无需重新连线就可以改变控制功能，且可实时的监控传动系统。9.1USS协议USS协议（UniversalSerialInterfaceProtocol通用串行接口协议）是SIEMENS公司所有传动产品的通用通

3、讯协议，它是一种基于串行总线进行数据通讯的协议。USS协议是主-从结构的协议，规定了在USS总线上可以有一个主站和最多31个从站；总线上的每个从站都有一个站地址（在从站参数中设定），主站依靠它识别每个从站；每个从站也只对主站发来的报文做出响应并回送报文，从站之间不能直接进行数据通讯。此外，还有一种广播通讯方式，主站可以同时给所有从站发送报文，从站在接收到报文并做出相应的响应后可不回送报文。9.1.1USS协议通讯报文的结构每条报文都是以字符STX（=02hex）开始，接着是长度的说明（LGE）和地址字节（ADR）。然后是有效的数据字符。报文以数据块的检验符（BCC

4、）结束。报文结构如图9-1所示。（1）STX：STX区是一个字节的ASCII字符（02hex），表示一条报文信息的开始。（2）LGE：LGE区是一个字节，指明这一条信息中后跟的字节数目。和地址字节（ADR）（3）ADR：ADR区是一个字节，是从站结点（即变频器）的地址。图9-2地址（ADR）字节的结构图9-3有效的数据字符（4）PKW+PZD：有效的数据字符。（5）BCC：BCC区是长度为一个字节的校验和，用于检查该信息是否有效。它是该信息中BCC前面所有字节“异或”运算的结果。9.1.2PKW区PKW区说明参数识别ID-数值（PKW）接口的处理方式。PKW接口并

5、非物理意义上的接口，而是一种机理，这一机理确定了参数在两个通讯伙伴之间（例如控制装置与变频器）的传输方式，例如参数数值的读和写。1.PKW区的信息内容PKW区前两个字（PKE和IND）的信息是关于主站请求的任务（任务识别标记ID）或应答报文的类型（应答识别标记ID），PKW区第1个字的结构见表9-1，PKW区第2个字的结构见表9-2。PKW区的第3、第4个字规定报文中要访问的变频器的参数号（PNU）。PNU的编号与MICROMASTER4的参数号相对应，例如，1082=P1082=Fmax，此参数用来设定变频器可输出的最高电动机频率。表9-1PKW区第1个字的结构

6、表9-2PKW区第2个字的结构表9-3完整的参数号产生机理表9-4PKW区第3个字的结构表9-5PKW区第4个字的结构2.USS的任务和应答USS协议通讯报文中PKW区第1个字（PKE）的位15-12表示的是主站发送的任务代码（任务识别标记ID）或从站回传的数据类型代码（应答识别标记ID）。表9-6任务识别标记ID的定义表9-7应答识别标记ID的定义如果变频器的参数P2013选择PKW为固定长度（3或4），那么，主站必须在PKW区正确地发送3或4个字（否则，从站将不能对报文作出响应），从站的应答PKW也是3或4个字。如果MICROMASTER4采用固定长度，则应是

7、4个字，因为3个字不足以支持很多参数（也就是双字长的参数）。对于可变长度的PKW（127），主站只发送PKW区任务所必需的字数，应答报文的长度也只是需要多长就多长。3.PKW实例（1）读出参数号在0002和1999之间的参数数值[例9-1]读出参数P0700（700=2BC（hex））的数值USS→MICROMASTER4：12BC000000000000//请求参数P0700的数值.MICROMASTER4→USS：12BC00000002应答报文告诉我们，P0700是一个单字长的参数，数值为0002（hex）。[例9-2]读出参数P1082（1082=43A（

8、hex））