USS协议应用之一

USS协议简介

　　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30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。另外，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，从站在接收道报文并做出相应的响应后可不回送报文。

　　

　　使用USS协议的优点

　　1.对硬件设备要求低，减少了设备之间的布线，

　　2.无需重新连线就可以改变控制功能，

　　3.可通过串行接口设置或改变传动装置的参数，

　　4.可实时的监控传动系统

　　

　　常用USS主站的性能对比:

　　

　　

　　USS通讯硬件连接

　　1.条件许可的情况下，USS主站尽量选用直流型的CPU（针对S7-200系列）

　　2.一般情况下，USS通讯电缆采用双绞线即可（如常用的以太网电缆），如果干扰比较大，可采用屏蔽双绞线。

　　3.在采用屏蔽双绞线作为通讯电缆时，把具有不同电位参考点的设备互连会在互连电缆中产生不应有的电流，从而造成通讯口的损坏。要确保通讯电缆连接的所有设备，或是共用一个公共电路参考点，或是相互隔离的，以防止不应有的电流产生。屏蔽线必须连接到机箱接地点或9针连接的插针1。建议将传动装置上的0V端子连接到机箱接地点

　　4.尽量采用较高的波特率，通讯速率只与通讯距离有关，与干扰没有直接关系。

　　5.终端电阻的作用是用来防止信号反射的，并不用来抗干扰。如果在通讯距离很近，波特率较低或点对点的通讯的情况下，可不用终端电阻。多点通讯的情况下，一般也只需在USS主站上加终端电阻就可以取得较好的通讯效果。

　　6.当使用交流型的CPU22X和单相变频器进行USS通讯时，CPU22X和变频器的电源必须接成同相位的。

　　7.建议使用CPU226(或CPU224 EM277)来调试USS通讯程序。

　　8.不要带电插拔USS通讯电缆，尤其是正在通讯过程中，这样极易损坏传动装置和PLC的通讯端口。如果使用大功传动装置，即使传动装置掉电后，也要等几分钟，让电容放电后，再去插拔通讯电缆。

　　

　　USS通讯的编程

　　USS协议是以字符信息为基本单元的协议，而CPU22X的自由口通讯功能和CPU31XC-PTP的RS422/485串行口正好也是以ASCII码的形式来发送接收信息的。

　　

　　利用这些CPU的RS485串行口的通讯功能，由用户程序完成USS协议功能，可实现与SIEMENS传动装置简单而可靠的通讯连接。

　　

　　1.USS点对点通讯的编程要点:

　　a)USS主站（PLC）与USS从站（传动装置）之间的通讯是异步方式的，负责与传动装置通讯的工作程序应采用后台工作方式，如何发送接收数据应与控制逻辑无关。用户程序通过改变USS报文中的STW及HSW的值，来控制变频器的启停及改变设定频率值。

　　b)利用发送指令（如XMT，P_SEND，P_SND_RK）发送USS报文至传动装置，利用接收指令（如RCV，P_RCV，P_RCV_RK）接收变频器返回的USS报文。同一时刻，只能有一个发送指令或接收指令被激活。

　　c)USS通讯程序包括通讯端口初始化子程序、BCC校验码计算子程序、数据发送子程序、数据接收子程序、通讯超时响应子程序、通讯流程控制子程序等。可采用中断响应的方式，也可用查询相应标志位的方式来实现。

　　d)设立发送接收数据缓存区与映像区，用户应通过改变映像区的USS发送报文值来控制传动装置，或通过读取映像区USS接收报文中的状态值来判断传动装置的当前状态。以防止因干扰而接收到错误数据而使PLC做出错误的判断和控制

　　

　　2.USS多点通讯的编程要点

　　

　　a)控制通讯的基本流程同上述点对点通讯方式

　　b)对各从站的控制应采取轮询方式，轮询程序同样也是后台工作方式工作的。

　　c)根据对各台传动装置控制任务的轻重，在PLC数据区内建立一个从站地址表，按该地址表轮询各传动装置。采用间接寻址的编程方式，可大大节省CPU的程序空间。

　　d)轮询地址表示例虽然，USS协议的实际物理地址只有30个，但轮询地址表的大小无限制，其有效站地址可以在表中根据实际应用需要反复出现。实际轮询站点数越多，其轮询的间隔时间也越大，而表中站地址重复次数越多，其轮询的间隔时间越小，因此必须为每个传动装置设定适当的通讯超时时间以适应这种轮询间隔。

　　

　　

　　e)不同USS从站可以有不同的USS报文结构，如3PKW 2PZD；4PKW 4PZD；0PKW 6PZD等组合。但整个系统要支持广播方式，则USS网络中的所有从站都必须有相同的PKW区才行。

　　f)传动装置对以广播方式发送的指令做出响应后，不再回送报文，因此PLC可以不再进入数据接收状态。

　　

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