西门子变频器6SL3210-1KE12-3UP2

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1. USS通信介绍

1.1. USS协议特点
USS (Universal Serial Interface, 即通用串行通信接口) 是西门子专为驱动装置开发的通信协议。USS 协议的基本特点如下：

? 支持多点通信（因而可以应用在 RS 485 等网络上）
? 采用单主站的“主－从”访问机制
? 每个网络上较多可以有 32 个节点（较多 31 个从站）
? 简单可靠的报文格式，使数据传输灵活高效
? 容易实现，成本较低

USS 的工作机制是，通信总是由主站发起，USS 主站不断循环轮询各个从站，从站根据收到的指令，决定是否以及如何响应。从站永远不会主动发送数据。从站在以下条件满足时应答：
-- 接收到的主站报文没有错误，并且
-- 本从站在接收到主站报文中被寻址
上述条件不满足，或者主站发出的是广播报文，从站不会做任何响应。对于主站来说，从站必须在接收到主站报文之后的一定时间内发回响应。否则主站将视为出错。
USS 的字符传输格式符合 UART 规范，即使用串行异步传输方式。USS 在串行数据总线上的字符传输帧为 11 位长度，如表1所示：

表1：USS字符帧

USS 协议的报文简洁可靠，高效灵活。报文由一连串的字符组成，协议中定义了它们的特
定功能，表2所示：

表2：USS报文结构

每小格代表一个字符（字节）。其中：
STX： 起始字符，总是 02 h
LGE： 报文长度
ADR：从站地址及报文类型
BCC： BCC 校验符
净数据区由 PKW 区和 PZD 区组成，如表3所示：

表3：USS净数据区

PKW： 此区域用于读写参数值、参数定义或参数描述文本，并可修改和报告参数的改变 。其中：

• PKE： 参数 ID。包括代表主站指令和从站响应的信息，以及参数号等
• IND： 参数索引，主要用于与 PKE 配合定位参数
• PWEm：参数值数据

PZD： 此区域用于在主站和从站之间传递控制和过程数据。控制参数按设定好的固定格式在主、从站之间对应往返。如：

• PZD1：主站发给从站的控制字/从站返回主站的状态字
• PZD2： 主站发给从站的给定/从站返回主站的实际反馈

根据传输的数据类型和驱动装置的不同，PKW 和 PZD 区的数据长度都不是固定的，它们可以灵活改变以适应具体的需要。但是，在用于与控制器通信的自动控制任务时，网络上的所有节点都要按相同的设定工作，并且在整个工作过程中不能随意改变。
注意：
对于不同的驱动装置和工作模式，PKW 和 PZD 的长度可以按一定规律定义。 一旦确定就不能在运行中随意改变 ；
PKW 可以访问所有对 USS 通信开放的参数；而 PZD 仅能访问特定的控制和过程数据；
PKW 在许多驱动装置中是作为后台任务处理，因此 PZD 的实时性要比 PKW 好。

1.2. S7-1200 USS通信简介

CM 1241 RS485 模块通过 RS485 端口与MM440进行通信。 可使用 USS 库控制MM440和读/写MM440参数。该库提供 1 个 FB 和 3 个 FC 来支持 USS 协议。 每个 CM1241 RS485 通信模块较多支持 16 个MM440。连接到一个 CM 1241 RS485 的所有MM440（较多 16 个）是同一 USS 网络的一部分。连接到另一 CM 1241 RS485 的所有MM440是另一 USS 网络的一部分。 因为 S7-1200较多支持三个 CM 1241 RS485 设备，所以用户较多可建立三个 USS 网络，每个网络较多 16 个MM440，总共支持 48 个 USS MM440。各 USS 网络使用各自一的数据块进行管理（使用三个 CM 1241 RS485 设备建立三个 USS网络需要三个数据块）。 同一USS 网络相关的所有指令必须共享该数据块。 这包括用于控制网络上所有MM440的 USS_DRV、USS_PORT、USS_RPM 和USS_WPM 指令。

2. 硬件需求及接线

2.1. 硬件需求
S7-1200 PLC目前有3种类型的CPU：
1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU。
这三种类型的CPU都可以使用USS通信协议通过通信模块CM1241 RS485来实现S7-1200与MM440变频器的通信。
本例中使用的PLC硬件为：
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变频器硬件为：
1） MM440 （ 6SE6440 - 2AB11 - 2AA1 ）
2） MICROMASTER 4 ENCODER MODULE （ 6SE6400 - 0EN00 - 0AA0 ）
3） SIEMENS MOTOR （ 1LA7060 - 4AB10 - Z ）
4） USS 通信电缆 ( 6XV1830 - 0EH10 )

2.2. 接线
建议使用西门子的网络插头和PROFIBUS电缆。在 S7-1200 CPU 通信口上使用西门子网络插头。
PROFIBUS 电缆的红色导线B 即 RS 485 信号 +，此信号应当连接到 MM 440 通信端口的 P+；绿色导线A 即 RS 485 信号 -，此信号应当连接到 MM 440 通信端口的 N-。

 
图1： MM440接线端子                                       表4：MM440端子定义

因为MM 440 通信口是端子连接，所以 PROFIBUS 电缆不需要网络插头，而是剥出线头直接压在端子上。如果还要连接下一个驱动装置，则两条电缆的同色芯线可以压在同一个端子内。PROFIBUS 电缆的红色芯线应当压入端子 29；绿色芯线应当连接到端子 30，如图1、表4所示。完整接线图如图2所示。

图2： S7-1200与MM440接线图

a. 屏蔽/保护接地母排，或可靠的多点接地。此连接对抑制干扰有重要意义。
b. PROFIBUS 网络插头，内置偏置和终端电阻。
c. MM 440 端的偏置和终端电阻。
d. 通信口的等电位连接。可以保护通信口不致因共模电压差损坏或通信中断。
e. 双绞屏蔽电缆（PROFIBUS）电缆，因是高速通信，电缆的屏蔽层须双端接地（接 PE）。
注意，以下几点对网络的性能有较为重要的影响。几乎所有网络通信质量方面的问题都与未考虑到下列事项有关：

? 偏置电阻用于在复杂的环境下确保通信线上的电平在总线未被驱动时保持稳定；终端电阻用于吸收网络上的反射信号。一个完善的总线型网络必须在两端接偏置和终端电阻。
? 通信口 M 的等电位连接建议单独采用较粗的导线 ，而不要使用 PROFIBUS 的屏蔽层，因为此连接上可能有较大的电流，以致通信中断。
? PROFIBUS 电缆的屏蔽层要尽量大面积接 PE。一个实用的做法是在靠近插头、接线端子处环剥外皮，用压箍将裸露的屏蔽层压紧在 PE 接地体上（如 PE 母排或良好接地的裸露金属安装板）。
? 通信线与动力线分开布线；紧贴金属板安装也能改善抗干扰能力。驱动装置的输入/输出端要尽量采用滤波装置，并使用屏蔽电缆。
? 在 MM 440 的包装内提供了终端偏置电阻元件，接线时可按说明书直接压在端子上。如果可能，可采用热缩管将此元件包裹，并适当固定。

2017年5月，次接触西门子。听起来好笑，随便叫个人也会S7-200是吧。以前只是大概知道，从来没用过西门子产品，仿西门子的国内产品倒是摆弄过一次。因为给美国人做产品，所以一直用AB的PLC。结果去年开始要进军欧洲，欧洲客户的反映是他们习惯用西门子的产品。只好还是学了。

次就是从 S7-1200 + TP1200 Comfort开始的。从淘宝买来东西，接好线，开始学习，翻写之前的各种程序，研究西门子的*特用法，还算顺利。零零散散用了3个月时间，个入门阶段算是过去了，工作的各种应用，都能实现了。有不少地方，因为博途的特点，学了一些新的考虑方式。我向来对HMI动画效果是隔外重视的，绝不屈就。所以又自学了用CorelDrawX7制作矢量图片。有了这个就不用受到Wincc的局限了。PLC和HMI的各种存储卡买了，也都玩一遍。

期间发现，西门子**支持中心的应用范例，特别好，不仅可以学习如何具体应用，尤其西门子程序员的手法风格颇有启发。手册帮助这些东西是必看的，但都是比较基础的东西。

去年底偶然大家提起，以后有可能用伺服电机在我们的产品中，以前我没用过伺服。只好继续学习，选择了V90，看了一些手册和范例之后，在淘宝订货。

伺服驱动器和电缆先到的，伺服电机和滤波器还得等两月。我对屏蔽和接地的事情有点担忧，卧室里没有地线，就买了一捆6平方地线，从门口总闸盒跑两路地线到卧室。

卖我电缆的公司提供的电机动力电缆都是国内自己组装的，没有屏蔽层，只好买编织屏蔽套给电缆套上。编码器电缆还好是正品有屏蔽。手头的网线都是普通的，就买来屏蔽6类网线和屏蔽水晶头，还有电源线都要是屏蔽的。还有双面导电的铜箔胶带。一样一样买吧，各种都得尝试。我是打算把手册中提到的和我知道的所有屏蔽和接地手段全都动手做一遍

看了EPOS的简单应用，还好不难。就等着电机来货上手调试了。

-------------------------------2018-02-07-----------------------------

在淘宝上买了个示波器，想看看EMI。

关于花钱的问题。只要行动，事情就简单了，花多了也就习惯了。而且这些器件都不白瞎，如果需要，都可以在工程用上。每个人都会受限于自己的资源平台约束。花钱提高效率，可以节约不少岁月的浪费，减少犹豫不决。随着年纪和经历的变化，如果自己不要求着，很多可能也就擦肩而过了。所以这些体现在琐碎细节中的日积月累的选择，造成的差别其实蛮大的。

----------------------------2018-04-09-----------------------------

 今天供货商总算通知我伺服电机到货了，刚结了尾款。整整11个星期，德国订货，尼玛，都靠干了。一个星期后去美国，一去就是两个月，等回来再继续折腾了。订的是值编码器的小功率伺服电机，无抱闸，带键。还有个滤波器。

接好线，打开24DCV和220ACV电源，启动有一小会儿。打开V-Assistant，编码器自动识别，使能，点动正反转。还行，转得挺顺溜。集中看资料是2个月前了，还得重新看一遍。好在EPOS的控制界面并不复杂，编程不是大问题。至于电机本身的工艺应用，这个应该需要很多时间磨合，很多参数，各种负载情形，要用到得心应手，这才刚刚开始。

S120电源模块 6SL3130-1TE31-0AA0
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问题

当MM4系列变频器出现A0703时该如何解决?

A0703

变频器没有收到来自DP主站的有效的控制字（控制字为0）。

常见原因

1.    DP主站处于STOP状态

2.    DP主站发送的控制字为0

注意：查找A0703故障原因之前请查看故障时刻PROFIBUS模板指示灯的状态，并根据指示灯状态和DP主站指示灯状态综合分析报警原因。PROFIBUS模板指示灯状态参考下表。

LED	诊断信息	常见原因
灭	PROFIBUS模板没有输入电压	没有输入电压或没有连接外部24V电源 PROFIBUS模板安装不正确
红快闪	无效的ROFIBUS地址在DIP拨码开关设置（地址设置为126或127） 硬件故障 软件故障	无效PROFIBUS地址，请检查P918参数 PROFIBUS模板损坏 PROFIBUS模板安装不正确，接插件接触不良 PLC组态异常（例如没有组态正确报文）
红常亮	启动与变频器连接时，或者没有与变频器连接，如果整个状态是稳定的，那么这个PROFIBUS模板是有缺陷的	PROFIBUS模板损坏 PROFIBUS模板安装不正确，接插件接触不良
橙闪	模板已经建立与变频器通讯连接，但没有与PROFIBUS的连接	没有连接DP电缆，或DP电缆中断 DP插头接触不良等
橙常亮	模板已经建立与变频器通讯连接，PROFIBUS通讯链路已经建立，但还没有周期数据交换	变频器已经连接到PROFIBUS网络，但PLC组态中没有组态该变频器 硬件组态中的变频器DP地址与时间变频器DP地址不一致
绿闪	已经建立周期性数据交换但是控制字为0，或PROFIBUS主站在STOP状态	变频器已经与PLC建立通讯，但控制字为0 变频器已经与PLC建立通讯，但PLC处于Stop状态
绿常亮	正在进行周期性数据交换	正常通讯

常见处理办法

1.    使DP主站处于运行状态

2.    DP主站发送正确控制字

案例集

序号	故障现象描述	可能的故障原因及处理措施
1	S7-300与MM440变频器进行PROFIBUS通讯报F0070故障，复位F0070故障后，变频器仍显示A0703报警，并且无法消除	原因：由于变频器没有收到来自DP主站的有效的控制字，出现A0703报警。   措施：检测以下两点 1.     检查DP主站是否处于RUN状态； 2.     检查DP主站发送给变频器的控制字*10位是否为1；

注意

以上内容仅作为故障报警排查的指导，不具有**性，导致变频器故障报警的原因很多，情况也较复杂，本文只是对常见的故障报警原因和处理方法进行说明，供参考。

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