USS指令在YL—335B分拣控制中的应用

孙自昌

摘 要：使用USS指令完成变频器的控制是近年来YL-335B安装与调试中的首选项目，结合变频器的类型要完成对应的参数设置，在用USS库指令编程完成后要指定相应的存储空间，不然的话就会编译错误。

关键词：USS指令；变频器；分拣控制

一、YL-335B分拣站的控制要求

YL-335B自动生产线由供料、输送、装配、加工和分拣等5个工作单元组成，分拣站采用西门子MM420变频器控制三相异步电动机驱动传输皮带正反转运行，运行频率、上升下降时间能通过昆仑通泰触摸屏TPC7062K界面输入，信号给定西门子PLCS7-200 CPU 226CN按照给定程序控制，PLC和变频器之间采用USS通信，可以完成在三个推料工位处实现启停，配合驱动气缸完成不同工件的分拣。并能实现电机正反转控制。

二、变频器参数设置

变频器的速度频率和方向可以由外接端子控制，实现固定频率和模拟量给定的任意速度，也可以由USS通信网线进行给定，本文主要介绍USS通信控制，有关其它控制的方式可以参照相关资料说明实现。根据USS控制变频器参数设置如下表1所示：

为了达到相应的运动控制，和原来的模拟量控制的接线不同点在于变频器的14、15端子接线，用多主站通信电缆连接PLC，其中14号端子接入9针的3号，15号端子接入9针的8号。而USS通信默认采用PLC的0号通信口，故把通信电缆的另外一端接入PLC的0号确保通信有效。再完成接线和参数设置后在PLC编程软件上进行USS指令的编程。

三、USS指令编程

STEP 7-Micro/WIN指令库中包含8条指令，支持USS协议，初始化USS协议将端口0指定用于USS通讯。选择USS协议与驱动器通讯后，不得将端口0用于任何其他用途，包括与STEP 7--Micro/WIN通讯。在使用USS协议应用程序的程序开发过程中，应当在计算机中使用CPU 226、CPU 226XM，这第二个通讯端口允许STEP 7--Micro/WIN在USS协议运行时监控应用程序。USS指令的变量要求一个400个字节V内存块。该内存块的起始地址由用户指定，保留用于USS变量。根据分拣站的控制要求，编写如下程序，并加以说明。

（一）初始化端口0（网络1）

二进制值2#100000000表示要初始化USS地址为8的变频器，波特率为19200，此地址与波特率要与变频器参数的设置相同，即P2010=7（波特率）、P2011=8（變频器站点地址）。Mode=1输入值1将端口0分配给USS协议，并启用该协议，输入值0将端口0分配给PPI，并禁止USS协议，Done为完成标志位，用VB500来显示是否有错。

（二）使用USS_CTRL模块来控制USS地址为8的变频器（网路2）

USS_CTRL指令被用于激活变频器。如图1。USS_CTRL指令将选择的命令放在通讯缓冲区中，然后送至编址的驱动器（8号），条件是已在USS_INIT指令的ACTIVE（激活）参数中选择该驱动器。仅限为每台驱动器指定一条USS_CTRL指令。EN位必须打开，才能启用USS_CTRL指令。该指令应当始终启用。RUN表示驱动器是打开（1）还是关闭（0）。当RUN位打开时，驱动器收到一条命令，按指定的速度（VD1200给定）和方向（M0.2给定）开始运行。为了使驱动器运行，必须符合以下条件： OFF2和OFF3必须被设为0。FAULT（故障）和INHIBIT（禁止）必须为0。当RUN（运行）关闭时，会向驱动器发出一条命令，将速度降低，直至电机停止。OFF2位被用于允许驱动器滑行至停止。OFF3位被用于命令驱动器迅速停止。Resp_R（收到应答）位确认从驱动器收到应答。F_ACK（故障确认）位被用于确认驱动器中的故障。当F_ACK从0转为1时，驱动器清除故障。DIR（方向）位表示驱动器应当移动的方向。“类型”输入选择驱动器的类型。将MM3（或更早版本）驱动器的类型设为0。将MM4驱动器的类型设为1。Speed_SP（速度设定值）是作为全速百分比的驱动器速度。Speed_SP的负值会使驱动器反向旋转方向。范围：-200.0%至200.0%。“错误”是一个包含对驱动器最新通讯请求结果的错误字节。USS指令执行错误标题定义可能因执行指令而导致的错误条件。“状态”是驱动器返回的状态字原始数值。“禁止”表示驱动器上的禁止位状态（0 - 不禁止，1 - 禁止）。欲清除禁止位，“故障”位必须关闭，RUN（运行）、OFF2和OFF3输入也必须关闭。“故障”表示故障位状态（0 - 无故障，1 - 故障）。

（三）读写变频器的参数（网络3）

在MM4系列变频器中，不同的参数具有不同的类型，主要包括三种，即U16、U32和浮点数。网络3所示为一个写参数的案例，在运行此程序块的情况下，只要在触屏上按下M2.0的按钮，就可以完成一次对8号站地址的变频器参数P1120的写操作，数值通过触屏上的VD1000对应的输入框写入。需要特别注意的是：USS_WPM_R的INDEX值必须置0，因为MM4变频器默认的是PXXXX.0参数组。同样道理，可以进行对P1121的参数进行写入，完成题目要求的上升时间和下降时间的随时修改。USS_WPM_W的EEPROM是逻辑“0”时，写入的值只被保存到变频器的RAM中，当EEPROM是逻辑“1”时，写入的值同时被保存到变频器的RAM和EEPROM中，但向EEPROM中写数据是有次数限制，最多不要超过50000次。

虽然在程序网络中可以读写多个参数，但在任意一个时刻，USS主战内只能由一个参数读写功能块有效，否则会出错。因此如果要读写多个参数，必须在编程时进行读写指令的轮替处理。

四、USS指令编程的特点

USS是西门子公司为变频器开发的通信协议，可以支持变频器同PC或PLC之间建立通信连接，在用USS指令库编程过程中，由于有了通信读写指令，故可以方便的在任意时候对参数的修改，对于变频器的外部接线要求较少，配合PLC 编程方便。这种结构特点是用单一的、完全集成的系统来解决自动化问题。通信效率较高，可达187.5Kbit/s，具有极高的快速性和可靠性。

参考文献：

[1]吕景泉.自动化生产线安装与调试[M].中国铁道出版社，2013.

[2]向晓汗.西门子PLC高级应用实例精解[M].北京：机械工业出版社，2010.

[3]孙平.可编程控制器原理及应用（第3版）[M].高等教育出版社，2014.endprint