USS協(xié)議是西門子公司推出的用于其PLC與變頻器之間通信的協(xié)議。借助于RS485網(wǎng)絡(luò)，USS協(xié)議可以滿足低成本的簡單驅(qū)動(dòng)控制需求。從今天起，方正智芯（founderchip）信息將以連載的方式，介紹如何在西門子S7-1200系列PLC和西門子G120變頻器之間進(jìn)行USS通信。

今天這篇文章，我們先來進(jìn)行一些基礎(chǔ)介紹。

USS協(xié)議是一種主從通信協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)中最多有1個(gè)主站（Master）和31個(gè)從站（Slave）。主站是PLC（或PG/PC），從站是變頻器。主站可以主動(dòng)發(fā)送信息，從站只能被動(dòng)的應(yīng)答，從站之間不能進(jìn)行通信。

USS協(xié)議采用單雙工的通信方式，可以進(jìn)行發(fā)送或接收，但不能同時(shí)進(jìn)行。

USS協(xié)議的字符幀包括如下幾個(gè)內(nèi)容：1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位校驗(yàn)位和1位停止位，如下圖；

USS協(xié)議的報(bào)文幀包括：

STX：起始字節(jié)（Start of Text），值為02 Hex，表示報(bào)文的開始；
LGE：第二個(gè)字節(jié)，表示報(bào)文的長度；
ADR：第三個(gè)字節(jié)，表示從站的地址及其它信息；
凈數(shù)據(jù)區(qū)：包括PKW和PZD兩種數(shù)據(jù)，稍后詳細(xì)解釋；

BCC：最后一個(gè)字節(jié)，BCC校驗(yàn)碼；
USS協(xié)議報(bào)文幀如下圖：

USS報(bào)文幀中的凈數(shù)據(jù)區(qū)包括PKW數(shù)據(jù)和PZD數(shù)據(jù)：

PKW數(shù)據(jù)區(qū)：用來讀取或修改變頻器的參數(shù)，包括三個(gè)部分：

1）PKE：無符號(hào)整型，表示變頻器參數(shù)代碼；

2）IND：無符號(hào)整型，表示變頻器的參數(shù)索引；

3）PWE：無符號(hào)整數(shù)，表示參數(shù)的值；

PKW數(shù)據(jù)區(qū)的長度由變頻器參數(shù)P2013確定。例如，當(dāng)P2013=3時(shí)，則PKW總共有3個(gè)字（6個(gè)字節(jié)）長度；PKW=127表示數(shù)據(jù)長度可變；

PZD數(shù)據(jù)區(qū)：變頻器的循環(huán)過程字，用來控制電機(jī)的啟停及調(diào)速。PZD的數(shù)據(jù)類型為：無符號(hào)整型，取值可以是2、4、6、8，默認(rèn)是2。

PZD的長度由變頻器的參數(shù)P2012確定。例如，當(dāng)P2012=2時(shí)，PZD包括PZD1和PZD2兩個(gè)字。PZD1表示變頻器的控制字/狀態(tài)字；PZD2表示速度的設(shè)定值/速度的反饋值。

PKW=3及PZD=2的USS報(bào)文幀如下圖：

介紹了USS協(xié)議的基本原理及報(bào)文幀的結(jié)構(gòu)，下面來看看S7-1200進(jìn)行USS通信的硬件。

S7-1200系列PLC可以使用通信模塊CM1241-RS485或者信號(hào)板CB1241-RS485接入到RS485網(wǎng)絡(luò)中與變頻器進(jìn)行USS通信。每個(gè)S7-1200 CPU最多可以連接3個(gè)CM1241-RS485模塊和1個(gè)CB1241-RS485信號(hào)板，也就是總共4個(gè)RS485端口。每個(gè)RS485端口最多可以連接16個(gè)變頻器，4個(gè)端口最多可以帶動(dòng)64個(gè)變頻器；

S7-1200系列PLC還可以通過PROFINET或者PROFIBUS總線連接到ET200分布式系統(tǒng)，例如ET200SP或ET200MP。通過分布式系統(tǒng)中的RS485模塊連接到西門子的變頻器進(jìn)行USS通信，如下圖：

本例程使用的硬件為：CPU1215C、CM1241-RS485模塊；SINAMICS G120 CU240S、SINAMICS G120 PM240、Motor（電機(jī)）。

注意：并不是所有的西門子SINAMICS變頻器都可以通過USS與S7-1200系列PLC進(jìn)行USS通信。G130、G150、S120和S150等不能與S7-1200進(jìn)行USS通信。

好了，關(guān)于本例程的第一篇（原理及硬件）就先介紹到這里。