S7-1200 存儲(chǔ)卡使用

1 S7-1200 存儲(chǔ)卡介紹

S7-1200 CPU 使用的存儲(chǔ)卡為 SD 卡，存儲(chǔ)卡中可以存儲(chǔ)用戶項(xiàng)目文件，有如下四種功能：

圖. 1: S7-1200 存儲(chǔ)卡

怎樣插入存儲(chǔ)卡：

將CPU上擋板向下掀開，可以看到右上角有一 MC 卡槽，將存儲(chǔ)卡缺口向上插入，如下圖所示：

圖. 2: 插入存儲(chǔ)卡

注意

• 對于 S7-1200 CPU ，存儲(chǔ)卡不是必須的。

• 將存儲(chǔ)卡插到一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的 CPU 上，會(huì)造成 CPU 停機(jī)。

• S7-1200 CPU 僅支持由西門子制造商預(yù)先格式化過的存儲(chǔ)卡， 存儲(chǔ)卡訂貨號如下表所示：

• 如果使用 Windows 格式化程序?qū)?SIMATIC 存儲(chǔ)卡重新進(jìn)行格式化，CPU 將無法使用該重新格式化的存儲(chǔ)卡。 

• 目前，S7-1200 仍不能使用存儲(chǔ)卡實(shí)現(xiàn)配方和數(shù)據(jù)歸檔這樣的高級功能。

2 存儲(chǔ)卡的工作模式
存儲(chǔ)卡有兩種工作模式： 　

• 程序卡：存儲(chǔ)卡作為S7-1200 CPU 的裝載存儲(chǔ)區(qū)，所有程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在卡中，CPU 內(nèi)部集成的存儲(chǔ)區(qū)中沒有項(xiàng)目文件，設(shè)備運(yùn)行中存儲(chǔ)卡不能被拔出 。
• 傳輸卡：用于從存儲(chǔ)卡向 CPU 傳送項(xiàng)目，傳送完成后必須將存儲(chǔ)卡拔出。CPU 可以離開存儲(chǔ)卡獨(dú)立運(yùn)行。

修改存儲(chǔ)卡的工作模式：

在STEP 7 Basic 軟件的項(xiàng)目視圖下，點(diǎn)擊左側(cè)"項(xiàng)目視圖“--->"SIMATIC Card Reader" --->您的讀卡器型號，如下圖所示：

圖. 3: 項(xiàng)目視圖

右擊存儲(chǔ)卡的盤符（這里是F:），選擇“屬性”按鈕，打開下面窗口：

圖. 4: 存儲(chǔ)卡屬性

用戶在“存儲(chǔ)卡類型”中選擇需要的工作模式，點(diǎn)擊“確認(rèn)”完成設(shè)定。

3 程序卡的不同模式
優(yōu)點(diǎn)：更換 CPU 時(shí)不需要重新下載項(xiàng)目文件。
3.1 上載用戶文件到存儲(chǔ)卡

• 第一步: 按照上面方法將存儲(chǔ)卡設(shè)定到“編程”模式。建議客戶做此操作之前清除存儲(chǔ)卡中的所有文件。
• 第二步: 設(shè)置 CPU 的啟動(dòng)狀態(tài)。在"項(xiàng)目樹"中右擊 CPU 選擇“屬性”，在“屬性”窗口中點(diǎn)擊“啟動(dòng)”,此處我們必須選擇“暖啟動(dòng)-RUN 模式”。

圖. 5: 啟動(dòng)

• 第三步: 將 CPU 斷電
• 第四步: 將存儲(chǔ)卡插到 CPU 卡槽內(nèi)
• 第五步: 將 CPU 上電
• 第六步: 在 STEP 7 Basic 中點(diǎn)擊下載，將項(xiàng)目文件全部下載到存儲(chǔ)卡中。此時(shí)下載是將項(xiàng)目文件（包括用戶程序、硬件組態(tài)和強(qiáng)制值）下載到存儲(chǔ)卡中，而不是 CPU 內(nèi)部集成的存儲(chǔ)區(qū)中。

完成上述步驟后，CPU可以帶卡正常運(yùn)行。此時(shí)如果將存儲(chǔ)卡拔出，CPU 會(huì)報(bào)錯(cuò)，"ERROR"紅燈閃爍。

3.2 常見問題

 FAQ 1
為什么插上存儲(chǔ)卡后 CPU 的“MAINT”燈閃爍，使用STEP 7 Basic下載時(shí)提示報(bào)錯(cuò)“The download of the hardware configuration failed (0050 -133 2 2458)”？
回答
請清除存儲(chǔ)卡中的所有文件，重新使用STEP7 Basic軟件將存儲(chǔ)卡設(shè)置到“編程”模式，然后再重復(fù)上述步驟。請您也檢查存儲(chǔ)卡上的撥碼開關(guān)，檢查存儲(chǔ)卡是否處于寫保護(hù)模式。

 FAQ2
為什么CPU斷電上電后進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)，而不進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)？
回答
原因是 CPU 的啟動(dòng)方式不是“暖啟動(dòng)-RUN 模式”，詳細(xì)請參考上面“第二步”。

4 使用傳輸卡模式
優(yōu)點(diǎn): 編程器存在的情況下，傳輸卡可以向多個(gè)S7-1200 PLC 復(fù)制項(xiàng)目文件。

4.1 向處于傳輸模式的存儲(chǔ)卡中裝載項(xiàng)目

• 第一步: 按照上面方法將存儲(chǔ)卡設(shè)定到“ 傳輸”模式。建議客戶做此操作之前清除存儲(chǔ)卡中的所有文件。
• 第二步: 設(shè)置 CPU 的啟動(dòng)狀態(tài)：在"Project tree"中右擊 CPU 選擇“屬性”，在“屬性”窗口中點(diǎn)擊“啟動(dòng)”,此處我們必須選擇“暖啟動(dòng)-RUN 模式”。
• 第三步: 直接拖拽 PLC 設(shè)備到存儲(chǔ)卡盤符

圖. 6: 拖拽

用戶也可以直接將一張已經(jīng)做好的“程序卡”更改為“傳輸卡” 。

4.2 從存儲(chǔ)卡復(fù)制項(xiàng)目到 S7-1200 PLC

• 第一步: 將 CPU 斷電
• 第二步: 插卡到 CPU 卡槽
• 第三步: 將 CPU 上電，用戶會(huì)看到 CPU 的"MAINT"黃燈閃爍
• 第四步: 將 CPU 斷電，將存儲(chǔ)卡拔出
• 第五步: 將 CPU 上電

 FAQ
為什么 CPU 斷電上電后進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)，而不進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)？
回答

1. CPU 的啟動(dòng)方式不是“暖啟動(dòng)-RUN 模式”，詳細(xì)請參考上面“第二步”。
2. 檢查第三步，必須拖拽 PLC 項(xiàng)目到存儲(chǔ)卡盤符，而不只是程序塊等其他項(xiàng)目內(nèi)容。下載到存儲(chǔ)卡中的項(xiàng)目文件有可能不完整，例如缺失硬件組態(tài)等。

5 使用存儲(chǔ)卡清除密碼

如果客戶忘記了之前設(shè)定的 S7-1200 的密碼，通過”恢復(fù)出廠設(shè)置“無法清除 S7-1200 內(nèi)部的程序和密碼，使用存儲(chǔ)卡是清除密碼的唯一方法。詳細(xì)步驟如下：

1. 將 S7-1200 設(shè)備斷電
2. 插入一張存儲(chǔ)卡到 S7-1200 CPU 上，存儲(chǔ)卡中的程序不能有密碼保護(hù)
3. 將 S7-1200 設(shè)備上電

S7-1200 CPU 上電后，會(huì)將存儲(chǔ)卡中的程序復(fù)制到內(nèi)部的 FLASH 寄存器中，即執(zhí)行清除密碼操作。

客 戶也可以用相同的方法插入一張全新的或者空白的存儲(chǔ)卡到 S7-1200 CPU，設(shè)備上電后，S7-1200 CPU 會(huì)將內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)的程序轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)卡中，拔下存儲(chǔ)卡后，S7-1200 CPU 內(nèi)部將不在有用戶程序，即實(shí)現(xiàn)了清除密碼。存儲(chǔ)卡中的內(nèi)容可以使用讀卡器清除。

注意: 不要格式化存儲(chǔ)卡。

6 使用24M存儲(chǔ)卡更新 S7-1200 CPU 的固件版本

S7-1200 的固件版本可以從西門子官方網(wǎng)站下載: http://support.automation.siemens.com/WW/view/en.。用戶可以使用西門子網(wǎng)站右上方的搜索引擎在“Download”分類中搜索“S7-1200 firmware”。

注意

1. 不同訂貨號的S7-1200 CPU 的固件文件不相同，下載地址也不相同。用戶在下載和更新固件之前請核對產(chǎn)品訂貨號。
2. 2M存儲(chǔ)卡不能用于 CPU 固件升級。
3. 固件升級前 CPU 內(nèi)部存儲(chǔ)的項(xiàng)目文件（程序塊、硬件組態(tài)等）不受影響，不會(huì)被清除。
4. 如果存儲(chǔ)卡中的固件文件訂貨號與實(shí)際 CPU 的訂貨號不一致，即使執(zhí)行了下列步驟，CPU的原固件版本也不會(huì)改變。

更新 CPU 的固件版本具體步驟如下：

• 第一步: 使用電腦通過讀卡器清除存儲(chǔ)卡中內(nèi)容。注意：不要格式化存儲(chǔ)卡！
• 第二步: 從西門子官方網(wǎng)站下載最新版本的固件文件。下載并解壓縮，用戶可以得到一個(gè)“S7_JOB.SYS”文件和“FWUOPDATE.S7S”文件夾。
• 第三步: 將“S7_JOB.SYS”文件和“FWUOPDATE.S7S”文件夾拷貝到存儲(chǔ)卡中。
• 第四步: 將存儲(chǔ)卡插到 CPU 1200 卡槽中。此時(shí)CPU會(huì)停止，“MAINT”指示燈閃爍。
• 第五步: 將 CPU 斷電上電 。CPU的“RUN/STOP” 指示燈黃綠交替閃爍說明固件正在被更新中。如果“RUN/STOP” 指示燈常亮，“MAINT”指示燈閃爍說明固件更新已經(jīng)結(jié)束。
• 第六步: 拔出存儲(chǔ)卡。
• 第七步: 再次將 CPU 斷電上電。

如何通過USS協(xié)議實(shí)現(xiàn)S7-1200 與MM440變頻器的通信

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西門子S7-1200 PLC在當(dāng)前的市場中有著廣泛的應(yīng)用，作為常與變頻器共同使用的PLC，其與西門子MM440 變頻器的USS通信一直在市場上有著非常廣泛的應(yīng)用。本文將主要介紹如何使用USS通信協(xié)議來實(shí)現(xiàn)S7-1200與MM440變頻器的通信。

1. USS通信介紹
1.1. USS協(xié)議特點(diǎn)
USS (Universal Serial Interface, 即通用串行通信接口) 是西門子專為驅(qū)動(dòng)裝置開發(fā)的通信協(xié)議。USS 協(xié)議的基本特點(diǎn)如下：
? 支持多點(diǎn)通信（因而可以應(yīng)用在 RS 485 等網(wǎng)絡(luò)上）
? 采用單主站的“主－從”訪問機(jī)制
? 每個(gè)網(wǎng)絡(luò)上最多可以有 32 個(gè)節(jié)點(diǎn)（最多 31 個(gè)從站）
? 簡單可靠的報(bào)文格式，使數(shù)據(jù)傳輸靈活高效
? 容易實(shí)現(xiàn)，成本較低
USS 的工作機(jī)制是，通信總是由主站發(fā)起，USS 主站不斷循環(huán)輪詢各個(gè)從站，從站根據(jù)收到的指令，決定是否以及如何響應(yīng)。從站永遠(yuǎn)不會(huì)主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)。從站在以下條件滿足時(shí)應(yīng)答：
-- 接收到的主站報(bào)文沒有錯(cuò)誤，并且
-- 本從站在接收到主站報(bào)文中被尋址
上述條件不滿足，或者主站發(fā)出的是廣播報(bào)文，從站不會(huì)做任何響應(yīng)。對于主站來說，從站必須在接收到主站報(bào)文之后的一定時(shí)間內(nèi)發(fā)回響應(yīng)。否則主站將視為出錯(cuò)。
USS 的字符傳輸格式符合 UART 規(guī)范，即使用串行異步傳輸方式。USS 在串行數(shù)據(jù)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(xié)議的報(bào)文簡潔可靠，高效靈活。報(bào)文由一連串的字符組成，協(xié)議中定義了它們的特
定功能，表2所示：

表2：USS報(bào)文結(jié)構(gòu)
每小格代表一個(gè)字符（字節(jié)）。其中：
STX： 起始字符，總是 02 h
LGE： 報(bào)文長度
ADR：從站地址及報(bào)文類型
BCC： BCC 校驗(yàn)符
凈數(shù)據(jù)區(qū)由 PKW 區(qū)和 PZD 區(qū)組成，如表3所示：

表3：USS凈數(shù)據(jù)區(qū)
PKW： 此區(qū)域用于讀寫參數(shù)值、參數(shù)定義或參數(shù)描述文本，并可修改和報(bào)告參數(shù)的改變 。其中：
• PKE： 參數(shù) ID。包括代表主站指令和從站響應(yīng)的信息，以及參數(shù)號等
• IND： 參數(shù)索引，主要用于與 PKE 配合定位參數(shù)
• PWEm：參數(shù)值數(shù)據(jù)
PZD： 此區(qū)域用于在主站和從站之間傳遞控制和過程數(shù)據(jù)。控制參數(shù)按設(shè)定好的固定格式在主、從站之間對應(yīng)往返。如：
• PZD1：主站發(fā)給從站的控制字/從站返回主站的狀態(tài)字
• PZD2： 主站發(fā)給從站的給定/從站返回主站的實(shí)際反饋
根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型和驅(qū)動(dòng)裝置的不同，PKW 和 PZD 區(qū)的數(shù)據(jù)長度都不是固定的，它們可以靈活改變以適應(yīng)具體的需要。但是，在用于與控制器通信的自動(dòng)控制任務(wù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)都要按相同的設(shè)定工作，并且在整個(gè)工作過程中不能隨意改變。
注意：
對于不同的驅(qū)動(dòng)裝置和工作模式，PKW 和 PZD 的長度可以按一定規(guī)律定義。 一旦確定就不能在運(yùn)行中隨意改變 ；
PKW 可以訪問所有對 USS 通信開放的參數(shù)；而 PZD 僅能訪問特定的控制和過程數(shù)據(jù)；
PKW 在許多驅(qū)動(dòng)裝置中是作為后臺(tái)任務(wù)處理，因此 PZD 的實(shí)時(shí)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(jìn)行通信。 可使用 USS 庫控制MM440和讀/寫MM440參數(shù)。該庫提供 1 個(gè) FB 和 3 個(gè) FC 來支持 USS 協(xié)議。 每個(gè) CM1241 RS485 通信模塊最多支持 16 個(gè)MM440。連接到一個(gè) CM 1241 RS485 的所有MM440（最多 16 個(gè)）是同一 USS 網(wǎng)絡(luò)的一部分。連接到另一 CM 1241 RS485 的所有MM440是另一 USS 網(wǎng)絡(luò)的一部分。 因?yàn)?S7-1200最多支持三個(gè) CM 1241 RS485 設(shè)備，所以用戶最多可建立三個(gè) USS 網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多 16 個(gè)MM440，總共支持 48 個(gè) USS MM440。各 USS 網(wǎng)絡(luò)使用各自唯一的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行管理（使用三個(gè) CM 1241 RS485 設(shè)備建立三個(gè) USS網(wǎng)絡(luò)需要三個(gè)數(shù)據(jù)塊）。 同一USS 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的所有指令必須共享該數(shù)據(jù)塊。 這包括用于控制網(wǎng)絡(luò)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(xié)議通過通信模塊CM1241 RS485來實(shí)現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)插頭和PROFIBUS電纜。在 S7-1200 CPU 通信口上使用西門子網(wǎng)絡(luò)插頭。
PROFIBUS 電纜的紅色導(dǎo)線B 即 RS 485 信號 +，此信號應(yīng)當(dāng)連接到 MM 440 通信端口的 P+；綠色導(dǎo)線A 即 RS 485 信號 -，此信號應(yīng)當(dāng)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?yàn)镸M 440 通信口是端子連接，所以 PROFIBUS 電纜不需要網(wǎng)絡(luò)插頭，而是剝出線頭直接壓在端子上。如果還要連接下一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，則兩條電纜的同色芯線可以壓在同一個(gè)端子內(nèi)。PROFIBUS 電纜的紅色芯線應(yīng)當(dāng)壓入端子 29；綠色芯線應(yīng)當(dāng)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(hù)接地母排，或可靠的多點(diǎn)接地。此連接對抑制干擾有重要意義。
b. PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)插頭，內(nèi)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(hù)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(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)的性能有極為重要的影響。幾乎所有網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量方面的問題都與未考慮到下列事項(xiàng)有關(guān)：
? 偏置電阻用于在復(fù)雜的環(huán)境下確保通信線上的電平在總線未被驅(qū)動(dòng)時(shí)保持穩(wěn)定；終端電阻用于吸收網(wǎng)絡(luò)上的反射信號。一個(gè)完善的總線型網(wǎng)絡(luò)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(dú)采用較粗的導(dǎo)線 ，而不要使用 PROFIBUS 的屏蔽層，因?yàn)榇诉B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(gè)實(shí)用的做法是在靠近插頭、接線端子處環(huán)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(dòng)力線分開布線；緊貼金屬板安裝也能改善抗干擾能力。驅(qū)動(dòng)裝置的輸入/輸出端要盡量采用濾波裝置，并使用屏蔽電纜。
? 在 MM 440 的包裝內(nèi)提供了終端偏置電阻元件，接線時(shí)可按說明書直接壓在端子上。如果可能，可采用熱縮管將此元件包裹，并適當(dāng)固定。

3. 組態(tài)
我們通過下述的實(shí)際操作來介紹如何在Step7 Basic V10.5 中組態(tài)S7-1214C 和MM440變頻器的USS通信。
3.1. PLC 硬件組態(tài)
首先在Step7 Basic V10.5中建立一個(gè)項(xiàng)目，如圖3所示。

圖3： 新建S7 1200項(xiàng)目
在硬件配置中，添加CPU1214C和通信模塊CM1241 RS485模塊，如圖4所示：

圖4： S7 1200硬件配置
在CPU的屬性中，設(shè)置以太網(wǎng)的IP地址，建立PG與PLC的連接，如圖5所示。

圖5： S7 1200 IP地址的設(shè)置
3.2. MM440參數(shù)設(shè)置
我們假定已經(jīng)完成了驅(qū)動(dòng)裝置的基本參數(shù)設(shè)置和調(diào)試（如電機(jī)參數(shù)辨識(shí)等等），以下只涉及與 S7-1200 控制器連接相關(guān)的參數(shù)。
MM 440 的參數(shù)分為幾個(gè)訪問級別，以便于過濾不需要查看的部分。 與 S7-1200 連接時(shí)，需要設(shè)置的主要有“控制源”和“設(shè)定源”兩組參數(shù)。要設(shè)置此類參數(shù)，需要“專家”參數(shù)訪問級別，即首先需要把 P0003 參數(shù)設(shè)置為 3。
控制源參數(shù)設(shè)置：
控制命令控制驅(qū)動(dòng)裝置的啟動(dòng)、停止、正/反轉(zhuǎn)等功能。控制源參數(shù)設(shè)置決定了驅(qū)動(dòng)裝置從何種途徑接受控制信號，如表5所示。

表5：控制源由參數(shù) P0700 設(shè)置
此參數(shù)有分組，在此僅設(shè)第一組，即 P0700[0]。
設(shè)定源控制參數(shù)：
設(shè)定值控制驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速/頻率等功能。設(shè)定源參數(shù)決定了驅(qū)動(dòng)裝置從哪里接受設(shè)定值（即給定），如表6所示。

表6：設(shè)定源由參數(shù) P1000 設(shè)置
此參數(shù)有分組，在此僅設(shè)第一組，即 P1000[0]。
控制源和設(shè)定源之間可以自由組合，根據(jù)工藝要求可以靈活選用。我們以控制源和設(shè)定源都來自 COM Link 上的 USS 通信為例，簡介 USS 通信的參數(shù)設(shè)置。
主要參數(shù)有：
1. P0700： 設(shè)置 P0700[0] = 5，即控制源來自 COM Link 上的 USS 通信；
2. P1000： 設(shè)置 P1000[0] = 5，即設(shè)定源來自 COM Link 上的 USS 通信；
3. P2009： 決定是否對 COM Link 上的 USS 通信設(shè)定值規(guī)格化，即設(shè)定值將是運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的百分比形式，還是絕對頻率值。為0，不規(guī)格化 USS 通信設(shè)定值，即設(shè)定為MM440中的頻率設(shè)定范圍的百分比形式；為1，對 USS 通信設(shè)定值進(jìn)行規(guī)格化，即設(shè)定值為絕對的頻率數(shù)值；
4. P2010： 設(shè)置 COM Link 上的 USS 通信速率。根據(jù) S7-1200 通信口的限制，支持的通信波特率如表7所示。
4	2400 bit/s
5	4800 bit/s
6	9600 bit/s
7	19200 bit/s
8	38400 bit/s
9	57600 bit/s
12	115200 bit/s
表7：通信波特率
5. P2011： 設(shè)置 P2011[0] = 0 至 31，即驅(qū)動(dòng)裝置 COM Link 上的 USS 通信口在網(wǎng)絡(luò)上的從站地址；
6. P2012： 設(shè)置 P2012[0] = 2，即 USS PZD 區(qū)長度為 2 個(gè)字長；
7. P2013： 設(shè)置 P2013[0] = 4；
8. P2014： 設(shè)置 P2014[0] = 0 至 65535，即 COM Link 上的 USS 通信控制信號中斷超時(shí)時(shí)間，單位為 ms；如設(shè)置為 0，則不進(jìn)行此端口上的超時(shí)檢查；
9. P0971： 設(shè)置 P0971 = 1，上述參數(shù)將保存入MM 440 的 EEPROM 中。

4. USS通信原理與編程的實(shí)現(xiàn)
4.1 S7 1200 PLC與MM440 通過USS通信的基本原理
S7 1200提供了專用的USS庫進(jìn)行USS通信，如圖6所示：

圖6：S7 1200 專用的USS庫
USS_DRV功能塊通過USS_DRV_DB數(shù)據(jù)塊實(shí)現(xiàn)與USS_PORT功能塊的數(shù)據(jù)接收與傳送，而USS_PORT功能塊是S7-1200 PLC CM1241 RS485模塊與MM440之間的通信接口。USS_RPM功能塊和USS_WPM功能塊與MM440的通信與USS_DRV功能塊的通信方式是相同的。如圖7所示。

圖7：通信結(jié)構(gòu)圖
4.2. 功能塊使用介紹
USS_DRV 功能塊是S7-1200 USS通信的主體功能塊，接受MM440的信息和控制MM440的指令都是通過這個(gè)功能快來完成的。必須在主 OB中調(diào)用。
USS_PORT功能塊是S7-1200與MM440進(jìn)行USS通信的接口，主要設(shè)置通信的接口參數(shù)。可在主OB或中斷OB中調(diào)用。
USS_RPM功能塊是通過USS通信讀取MM440的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用。
USS_WPM功能塊是通過USS通信設(shè)置MM440的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用。
4.3. S7 1200 PLC進(jìn)行USS通信的編程
4.3.1. USS_DRV功能塊的編程
USS_DRV功能塊的編程如圖8所示。

圖8： USS_DRV功能塊的編程
USS_DRV功能塊用來與MM440進(jìn)行交換數(shù)據(jù)，從而讀取MM440的狀態(tài)以及控制MM440的運(yùn)行。每個(gè)MM440使用唯一的一個(gè)USS_DRV功能塊，但是同一個(gè)CM1241 RS485模塊的USS網(wǎng)絡(luò)的所有MM440（最多16個(gè)）都使用同一個(gè)USS_DRV_DB。
USS_DRV_DB：          指定MM440進(jìn)行USS通信的數(shù)據(jù)塊。
RUN：                          指定DB塊的MM440啟動(dòng)指令。
OFF2：                        緊急停止，自由停車。     該位為0時(shí)停車。
OFF3：                        快速停車，帶制動(dòng)停車。該位為0時(shí)停車。
F_ACK：                      MM440故障確認(rèn)。
DIR ：                          MM440控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。
SPEED_SP：               MM440的速度設(shè)定值。
NDR：                          新數(shù)據(jù)就緒。
ERROR：                     程序輸出錯(cuò)誤。
RUN_EN：                    MM440運(yùn)行狀態(tài)指示。
D_DIR：                       MM440運(yùn)行方向狀態(tài)指示。
INHIBIT：                      MM440是否被禁止的狀態(tài)指示。
FAULT：                      MM440故障。
SPEED：                      MM440的反饋的實(shí)際速度值。
DRIVE：                       MM440的USS站地址。MM440參數(shù)P2011設(shè)置。
PZD_LEN：                PZD數(shù)據(jù)的字?jǐn)?shù)，有效值2，4，6或8個(gè)字。MM440參數(shù)P2012設(shè)置。
4.3.2. USS通信接口參數(shù)功能塊的編程
USS通信接口參數(shù)功能塊的編程如圖9所示。

圖9： USS通信接口參數(shù)功能塊的編程
USS_PORT功能塊用來處理USS網(wǎng)絡(luò)上的通信，它是S71200 CPU與MM440的通信接口。每個(gè)CM1241 RS485模塊有且必須有一個(gè)USS_PORT功能塊。
PORT： 通信模塊標(biāo)識(shí)符：在默認(rèn)變量表的“常量”(Constants) 選項(xiàng)卡內(nèi)引用的常量。
BAUD： 指的是和MM440進(jìn)行通行的速率。 MM440的參數(shù)P2010種進(jìn)行設(shè)置。
USS_DB： 引用在用戶程序中放置 USS_DRV 指令時(shí)創(chuàng)建和初始化的背景數(shù)據(jù)塊。
ERROR： 輸出錯(cuò)誤。
STATUS：掃描或初始化的狀態(tài)。
USS_PORT 功能通過RS485通信模塊處理 CPU 和變頻器之間的實(shí)際通信。 每次調(diào)用此功能可處理與一個(gè)變頻器的一次通信。 用戶程序必須盡快調(diào)用此功能以防止與變頻器通信超時(shí)。 可在主 OB 或任何中斷 OB 中調(diào)用此功能。通常從循環(huán)中斷 OB 調(diào)用USS_PORT 以防止變頻器超時(shí)以及使 USS_DRV 調(diào)用的 USS 數(shù)據(jù)保持最新。
S7-1200 PLC與MM440的通信是與它本身的掃描周期不同步的，在完成一次與MM440的通信事件之前，S7-1200通常完成了多個(gè)掃描。
USS_PORT通信的時(shí)間間隔是S7-1200與MM440通信所需要的時(shí)間，不同的通信波特率對應(yīng)的不同的USS_PORT通信間隔時(shí)間。表8列出了不同的波特率對應(yīng)的USS_PORT最小通信間隔時(shí)間。

表8：不同的波特率對應(yīng)的USS_PORT最小通信間隔時(shí)間
USS_PORT在發(fā)生通信錯(cuò)誤時(shí)，通常進(jìn)行3次嘗試來完成通信事件，那么S7-1200與MM440通信的時(shí)間就是USS_PORT發(fā)生通信超時(shí)的時(shí)間間隔。例如：如果通信波特率是9600，那么USS_PORT與MM440通信的時(shí)間間隔應(yīng)當(dāng)大于最小的調(diào)用時(shí)間間隔，即大于116.3毫秒而小于349毫秒。S7-1200 USS 協(xié)議庫默認(rèn)的通信錯(cuò)誤超時(shí)嘗試次數(shù)是2次。
基于以上的USS_PORT通信時(shí)間的處理，建議在循環(huán)中斷OB塊中調(diào)用USS_PORT通信功能塊。在建立循環(huán)中斷OB塊時(shí)，我們可以設(shè)置循環(huán)中斷OB塊的掃描時(shí)間，以滿足通信的要求。循環(huán)中斷OB塊的掃描時(shí)間的設(shè)置如圖10所示：

圖10：循環(huán)中斷OB塊的掃描時(shí)間的設(shè)置
4.3.3. USS_RPM功能塊的編程
USS_RPM功能塊的編程 如圖11所示。

圖11：USS_RPM功能塊的編程
USS_RPM功能塊用于通過USS通信從MM440讀取參數(shù)。
REQ：       讀取參數(shù)請求。
DRIVE：   MM440的USS站地址。
PARAM： MM440的參數(shù)代碼。
INDEX：   MM440的參數(shù)索引代碼
USS_DB：指定MM440進(jìn)行USS通信的數(shù)據(jù)塊。
DONE：    讀取參數(shù)完成。
ERROR：  讀取參數(shù)錯(cuò)誤。
STATUS：讀取參數(shù)狀態(tài)代碼。
VALUE：  所讀取的參數(shù)的值。
注意：進(jìn)行讀取參數(shù)功能塊編程時(shí)，各個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型一定要正確對應(yīng)。
4.3.4. USS_WPM功能塊的編程
USS_WPM功能塊的編程如圖12所示。

圖12：USS_WPM功能塊的編程
USS_WPM功能塊用于通過USS通信設(shè)置MM440的參數(shù)。
REQ：       寫參數(shù)請求。
DRIVE：    MM440的USS站地址。
PARAM：  MM440的參數(shù)代碼。
INDEX：    MM440的參數(shù)索引代碼。
EEPROM：把參數(shù)存儲(chǔ)到MM440的EEPROM。
VALUE：   設(shè)置參數(shù)的值。
USS_DB：指定MM440進(jìn)行USS通信的數(shù)據(jù)塊。
DONE：    讀取參數(shù)完成。
ERROR：  讀取參數(shù)錯(cuò)誤狀態(tài)。
注意：對寫入?yún)?shù)功能塊編程時(shí)，各個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型一定要正確對應(yīng)。
4.3.5. 常見錯(cuò)誤
如果讀寫同時(shí)使能，則報(bào)錯(cuò)818A：參數(shù)請求通道正在被本變頻器的另一請求占用。如圖13所示。

圖13：讀寫同時(shí)使能報(bào)錯(cuò)
如果通信斷開，則PORT報(bào)錯(cuò)818B，如圖14所示。

圖14：通信斷開報(bào)錯(cuò)
如果速度設(shè)定值不正確，則報(bào)錯(cuò)8186，如圖15所示。

圖15：速度設(shè)定值錯(cuò)誤
關(guān)鍵詞
USS 協(xié)議，S7-1200，MM440，變頻器
安全性信息
為了防止工廠、系統(tǒng)、機(jī)器和網(wǎng)絡(luò)受到網(wǎng)絡(luò)攻擊，需要實(shí)施并持續(xù)保有全面、先進(jìn)的工業(yè)信息安全概念。西門子的產(chǎn)品和解決方案只是此概念的其中一個(gè)要素。更多有關(guān)工業(yè)信息安全的信息