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| 產地類別 | 進口 | 應用領域 | 化工,電子/電池 |
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| 產地類別 | 進口 | 應用領域 | 化工,電子 |
| 產地 | 德國 | 品牌 | 西門子 |
USS （Universal Serial Interface, 即通用串行通信接口） 是西門子專為驅動裝置開發的通信協議。USS 協議的基本特點如下：
? 支持多點通信（因而可以應用在 RS 485 等網絡上）
? 采用單主站的“主－從"訪問機制
? 每個網絡上zui多可以有 32 個節點（zui多 31 個從站）
? 簡單可靠的報文格式
產品簡介
詳細介紹
西門子變頻器6SE6440-2UD31-8DB1
1. USS通信介紹
1.1. USS協議特點
USS (Universal Serial Interface, 即通用串行通信接口) 是西門子專為驅動裝置開發的通信協議。USS 協議的基本特點如下：
• 支持多點通信（因而可以應用在 RS 485 等網絡上）
• 采用單主站的“主－從"訪問機制
• 每個網絡上zui多可以有 32 個節點（zui多 31 個從站）
• 簡單可靠的報文格式，使數據傳輸靈活高效
• 容易實現，成本較低
USS 的工作機制是，通信總是由主站發起，USS 主站不斷循環輪詢各個從站，從站根據收到的指令，決定是否以及如何響應。從站永遠不會主動發送數據。從站在以下條件滿足時應答：
-- 接收到的主站報文沒有錯誤，并且
-- 本從站在接收到主站報文中被尋址
上述條件不滿足，或者主站發出的是廣播報文，從站不會做任何響應。對于主站來說，從站必須在接收到主站報文之后的一定時間內發回響應。否則主站將視為出錯。
USS 的字符傳輸格式符合 UART 規范，即使用串行異步傳輸方式。USS 在串行數據總線上的字符傳輸幀為 11 位長度，如表1所示：
表1：USS字符幀
USS 協議的報文簡潔可靠，高效靈活。報文由一連串的字符組成，協議中定義了它們的特
定功能，表2所示：
表2：USS報文結構
每小格代表一個字符（字節）。其中：
STX： 起始字符，總是 02 h
LGE： 報文長度
ADR：從站地址及報文類型
BCC： BCC 校驗符
凈數據區由 PKW 區和 PZD 區組成，如表3所示：
表3：USS凈數據區
PKW： 此區域用于讀寫參數值、參數定義或參數描述文本，并可修改和報告參數的改變 。其中：
PKE： 參數 ID。包括代表主站指令和從站響應的信息，以及參數號等
IND： 參數索引，主要用于與 PKE 配合定位參數
PWEm：參數值數據
PZD： 此區域用于在主站和從站之間傳遞控制和過程數據。控制參數按設定好的固定格式在主、從站之間對應往返。如：
PZD1：主站發給從站的控制字/從站返回主站的狀態字
PZD2： 主站發給從站的給定/從站返回主站的實際反饋
根據傳輸的數據類型和驅動裝置的不同，PKW 和 PZD 區的數據長度都不是固定的，它們可以靈活改變以適應具體的需要。但是，在用于與控制器通信的自動控制任務時，網絡上的所有節點都要按相同的設定工作，并且在整個工作過程中不能隨意改變。
注意：
對于不同的驅動裝置和工作模式，PKW 和 PZD 的長度可以按一定規律定義。 一旦確定就不能在運行中隨意改變 ；
PKW 可以訪問所有對 USS 通信開放的參數；而 PZD 僅能訪問特定的控制和過程數據；
PKW 在許多驅動裝置中是作為后臺任務處理，因此 PZD 的實時性要比 PKW 好。
1.2. S7-1200 USS通信簡介
CM 1241 RS485 模塊通過 RS485 端口與MM440進行通信。 可使用 USS 庫控制MM440和讀/寫MM440參數。該庫提供 1 個 FB 和 3 個 FC 來支持 USS 協議。 每個 CM1241 RS485 通信模塊zui多支持 16 個MM440。連接到一個 CM 1241 RS485 的所有MM440（zui多 16 個）是同一 USS 網絡的一部分。連接到另一 CM 1241 RS485 的所有MM440是另一 USS 網絡的一部分。 因為 S7-1200zui多支持三個 CM 1241 RS485 設備，所以用戶zui多可建立三個 USS 網絡，每個網絡zui多 16 個MM440，總共支持 48 個 USS MM440。各 USS 網絡使用各自*的數據塊進行管理（使用三個 CM 1241 RS485 設備建立三個 USS網絡需要三個數據塊）。 同一USS 網絡相關的所有指令必須共享該數據塊。 這包括用于控制網絡上所有MM440的 USS_DRV、USS_PORT、USS_RPM 和USS_WPM 指令。
2. 硬件需求及接線
2.1. 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通信協議通過通信模塊CM1241 RS485來實現S7-1200與MM440變頻器的通信。
本例中使用的PLC硬件為：
1） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )
2) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0XB0 )
3) CSM 1277 ( 6GK7 277 -1AA00 - 0AA0)
本例中使用的MM440變頻器硬件為：
1） MM440 （ 6SE6440 - 2AB11 - 2AA1 ）
2） MICROMASTER 4 ENCODER MODULE （ 6SE6400 - 0EN00 - 0AA0 ）
3） SIEMENS MOTOR （ 1LA7060 - 4AB10 - Z ）
4） USS 通信電纜 ( 6XV1830 - 0EH10 )
2.2. 接線
建議使用西門子的網絡插頭和PROFIBUS電纜。在 S7-1200 CPU 通信口上使用西門子網絡插頭。
PROFIBUS 電纜的紅色導線B 即 RS 485 信號 +，此信號應當連接到 MM 440 通信端口的 P+；綠色導線A 即 RS 485 信號 -，此信號應當連接到 MM 440 通信端口的 N-。
圖1： MM440接線端子 表4：MM440端子定義
因為MM 440 通信口是端子連接，所以 PROFIBUS 電纜不需要網絡插頭，而是剝出線頭直接壓在端子上。如果還要連接下一個驅動裝置，則兩條電纜的同色芯線可以壓在同一個端子內。PROFIBUS 電纜的紅色芯線應當壓入端子 29；綠色芯線應當連接到端子 30，如圖1、表4所示。完整接線圖如圖2所示。
圖2： S7-1200與MM440接線圖
a. 屏蔽/保護接地母排，或可靠的多點接地。此連接對抑制干擾有重要意義。
b. PROFIBUS 網絡插頭，內置偏置和終端電阻。
c. MM 440 端的偏置和終端電阻。
d. 通信口的等電位連接。可以保護通信口不致因共模電壓差損壞或通信中斷。
e. 雙絞屏蔽電纜（PROFIBUS）電纜，因是高速通信，電纜的屏蔽層須雙端接地（接 PE）。
注意，以下幾點對網絡的性能有極為重要的影響。幾乎所有網絡通信質量方面的問題都與未考慮到下列事項有關：
• 偏置電阻用于在復雜的環境下確保通信線上的電平在總線未被驅動時保持穩定；終端電阻用于吸收網絡上的反射信號。一個完善的總線型網絡必須在兩端接偏置和終端電阻。
• 通信口 M 的等電位連接建議單獨采用較粗的導線 ，而不要使用 PROFIBUS 的屏蔽層，因為此連接上可能有較大的電流，以致通信中斷。
• PROFIBUS 電纜的屏蔽層要盡量大面積接 PE。一個實用的做法是在靠近插頭、接線端子處環剝外皮，用壓箍將裸露的屏蔽層壓緊在 PE 接地體上（如 PE 母排或良好接地的裸露金屬安裝板）。
• 通信線與動力線分開布線；緊貼金屬板安裝也能改善抗干擾能力。驅動裝置的輸入/輸出端要盡量采用濾波裝置，并使用屏蔽電纜。
功能
控制功能 | ||
控制模式 |
| |
速度控制模式 | 轉速控制范圍 | 模擬量轉速命令：1:2000 內部轉速命令：1:5000 |
模擬量轉速輸入 | -10 V DC ... +10 V DC/額定轉速 | |
轉矩限制 | 使用參數或模擬量輸入命令進行設定 | |
脈沖串輸入位置控制 | 輸入脈沖頻率 | 高速差分線路驅動器 (5 V)，1 MHz |
倍數 | 電子齒輪比 (A/B)，A：1-65535；B：1-65535；1/50 < A/B < 200 | |
就位范圍 | 0 ... ±1000 脈沖（命令脈沖單位） | |
轉矩限制 | 使用參數或模擬量輸入命令進行設定 | |
轉矩控制 | 模擬量轉矩輸入 | -10 V DC ... +10 V DC/轉矩（輸入阻抗 >25 kΩ） |
轉速限制 | 使用參數或模擬量輸入命令進行設定 | |
控制功能 | 實時自動調諧 | 估算機器特性并連續實時設定閉環控制參數（增益、積分等），無需用戶干預 |
共振抑制 | 抑制機械共振，如工件和基礎的振動 | |
單按鈕調諧 | 只需按操作員面板或 SINAMICS V-ASSISTANT 上的一個按鈕，即可優化控制參數，如位置環增益、轉速環增益、轉速環積分時間、機械共振頻率等 | |
增益開關 | 使用外部信號或內部操作條件在各種增益間切換，以降低噪音、縮短定位時間并提高伺服系統的運行穩定性。 | |
PI/P 控制開關 | 使用外部信號或內部操作條件，從 PI 控制切換到 P 控制 | |
轉速和轉矩限制 | 使用外部模擬量轉速限制命令 | |
DI/DO 參數化 | 將控制信號任意分配給 8 個數字量輸入和 6 個數字量輸出 | |
外部制動電阻 | 當內部制動電阻器不能處理再生能量時，可使用外部制動電阻器 | |
位置濾波 | 將來自脈沖串輸入設定值的位置特性轉換為具有設定的時間常數的 S 曲線 | |
測量機器功能 | 使用 SINAMICS V-ASSISTANT 分析機器頻率特性 | |
零轉速箝位信號 | 當電機轉速設定值低于某一設置的閾值電平時，將電機停止并鎖死電機軸 | |
SD 卡 | 用于參數復制和固件更新的 SD 卡 | |
安全功能 | 通過端子實現安全扭矩斷開 (STO) | |
?ЩЧчФ±Гж°е (OP) | 集成式 6 位/7 段顯示屏，5 個按鈕 | |
PC 工具 | SINAMICS V-ASSISTANT 組態工具，專門用于 SINAMICS V90 | |
西門子變頻器6SE6440-2UD31-8DB1
控制功能 | ||
控制模式 |
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速度控制模式 | 轉速控制范圍 | 模擬量轉速命令：1:2000 內部轉速命令：1:5000 |
模擬量轉速輸入 | -10 V DC ... +10 V DC/額定轉速 | |
轉矩限制 | 使用參數或模擬量輸入命令進行設定 | |
脈沖串輸入位置控制 | zui大輸入脈沖頻率 | 高速差分線路驅動器 (5 V)，1 MHz |
倍數 | 電子齒輪比 (A/B)，A：1-65535；B：1-65535；1/50 < A/B < 200 | |
就位范圍 | 0 ... ±1000 脈沖（命令脈沖單位） | |
轉矩限制 | 使用參數或模擬量輸入命令進行設定 | |
轉矩控制 | 模擬量轉矩輸入 | -10 V DC ... +10 V DC/zui大轉矩（輸入阻抗 >25 kΩ） |
轉速限制 | 使用參數或模擬量輸入命令進行設定 | |
控制功能 | 實時自動調諧 | 估算機器特性并連續實時設定閉環控制參數（增益、積分等），無需用戶干預 |
共振抑制 | 抑制機械共振，如工件和基礎的振動 | |
單按鈕調諧 | 只需按操作員面板或 SINAMICS V-ASSISTANT 上的一個按鈕，即可優化控制參數，如位置環增益、轉速環增益、轉速環積分時間、機械共振頻率等 | |
增益開關 | 使用外部信號或內部操作條件在各種增益間切換，以降低噪音、縮短定位時間并提高伺服系統的運行穩定性。 | |
PI/P 控制開關 | 使用外部信號或內部操作條件，從 PI 控制切換到 P 控制 | |
轉速和轉矩限制 | 使用外部模擬量轉速限制命令 | |
DI/DO 參數化 | 將控制信號任意分配給 8 個數字量輸入和 6 個數字量輸出 | |
外部制動電阻 | 當內部制動電阻器不能處理再生能量時，可使用外部制動電阻器 | |
位置濾波 | 將來自脈沖串輸入設定值的位置特性轉換為具有設定的時間常數的 S 曲線 | |
測量機器功能 | 使用 SINAMICS V-ASSISTANT 分析機器頻率特性 | |
零轉速箝位信號 | 當電機轉速設定值低于某一設置的閾值電平時，將電機停止并鎖死電機軸 | |
SD 卡 | 用于參數復制和固件更新的 SD 卡 | |
安全功能 | 通過端子實現安全扭矩斷開 (STO) | |
?ЩЧчФ±Гж°е (OP) | 集成式 6 位/7 段顯示屏，5 個按鈕 | |
PC 工具 | SINAMICS V-ASSISTANT 組態工具，專門用于 SINAMICS V90 | |
產品名稱 | SINAMICS V90 | ||||||||
6SL3210-5FE... | 10-4UA0 | 10-8UA0 | 11-0UA0 | 11-5UA0 | 12-0UA0 | 13-5UA0 | 15-0UA0 | 17-0UA0 | |
機座號 | FSAA | FSA | FSB | FSC | |||||
額定輸出功率 P額定 | kW (hp) | 0.40 (0.54) | 0.75 (1.02) | 1.00 (1.36) | 1.50 (2.04) | 2.00 (2.72) | 3.50 (4.76) | 5.00 (6.80) | 7.00 (9.52) |
輸出電流 | |||||||||
| A | 1.2 | 2.1 | 3.0 | 5.3 | 7.8 | 11.0 | 12.6 | 13.2 |
| A | 3.6 | 6.3 | 9.0 | 15.9 | 23.4 | 33.0 | 37.8 | 39.6 |
線路電源電壓 | V 3 AC | 380 ... 480, (-15 %/+10 %) | |||||||
線路頻率 | Hz | 50/60, (-10 %/+10 %) | |||||||
線路容量 | kVA | 1.7 | 3.0 | 4.3 | 6.6 | 11.1 | 15.7 | 18.0 | 18.9 |
冷卻 | 自然冷卻 | 冷卻風機 | |||||||
控制電源 | |||||||||
| V DC | 24 (-15 %/+20 %) | |||||||
| A | 1.6（不帶抱閘） | |||||||
進線電源系統 | TN、TT、IT、TT 接地線路 | ||||||||
過載能力 | 300 % x 額定電流 300 ms，每隔 10 s | ||||||||
控制系統 | 侍服控制 | ||||||||
制動電阻器 | 集成 | ||||||||
環境溫度 | |||||||||
| °C (°F) | -40 ... +70 (-40 ... 158) | |||||||
| °C (°F) | 0 ... 45 (32 ... 113) 無功率降額， | |||||||
環境濕度 | |||||||||
| 90 %（無冷凝） | ||||||||
| < 90 %（無冷凝） | ||||||||
污染等級 | 2 | ||||||||
振動強度 | |||||||||
| ≤ 2 g (g = 9.81 m/s2) | ||||||||
| ≤ 1 g (g = 9.81 m/s2) | ||||||||
防護等級 | IP20 | ||||||||
安裝海拔高度 | m (ft) | ≤ 1000 (3281) 無功率降額， | |||||||
重量，約 | kg (lb) | 1.5 (3.3) | 2.1 (4.6) | 2.7 (5.9) | 5.9 (13) | ||||
尺寸 2) | |||||||||
| [mm] | 60 (2.36) | 80 (3.15) | 100 (3.94) | 140 (5.51) | ||||
| [mm] | 180 (7.09) | 180 (7.09) | 180 (7.09) | 260 (10.24) | ||||
| [mm] | 200 (7.87) | 200 (7.87) | 220 (8.66) | 240 (9.45) | ||||
標準 | CE, cULus, c-tick | ||||||||
接口 | |||||||||
USB | 微型 USB | ||||||||
脈沖串輸入 | 2 個通道，一個只用于 5 V 差分信號，一個用于 24 V 單端信號 | ||||||||
脈沖串編碼器輸出 | 5 V 差分信號，相 A、B、Z | ||||||||
數字量輸入/輸出 | 10 個輸入，NPN/PNP；6 個輸出，漏型 | ||||||||
模擬量輸入 | 2 個模擬量輸入，輸入電壓范圍 ±10 V，13 位 | ||||||||
模擬量輸出 | 2 個模擬量輸出，輸出電壓范圍 ±10 V，10 位 | ||||||||
S7-200 SMART PLC 將微處理器、集成電源、輸入和輸出電路、運動控制、RS-485 通訊口以及以太網通訊口組合到一個設計緊湊的外殼中形成了功能強大的控制器。S7-200 SMART PLC 集成的 RS-485 口支持 PPI、modbus RTU 、USS 等通訊協議，擴展 SB CM01 RS485/232 通信板可以使用 RS-485 或 RS-232 連接方式。
SIMATIC RF200R 系列是一種緊湊型低成本讀寫裝置，尤其適合在工業小型裝配線和內部系統中使用。通過 RF200R 極為經濟有效地實現 HF 范圍（13.56 MHz，ISO 15693）內的中等性能識別任務。RF200R 讀寫裝置可與 MOBY D 產品系列 (MDS Dxxx) 中的 ISO 數據載體一起使用。
S7-200 SMART PLC 使用 SB CM01 RS485/232 通信板可與 RF200R 讀寫器通過 RS-232 連接方式，采用 RFID_smart_library 指令庫實現與 RF200R 進行通信來實現對數據載體的讀寫。
解決方案
本文以 ST40 CPU 和 RF260R 為例，具體講解了S7-200 SMART PLC 采用 RFID_smart_library 指令庫實現與 RF260R 的編程和調試過程。
圖01. S7-200 SMART 與RF260R 設備的基本連接 1. RF260R讀寫器
2. SB CM01 RS485/232 通信板
3. S7-200 SMART PLC
4. MDS DXX數據載體
5. 電源末端開路的RS-232連接電纜
