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湖南艾歐曼自動化設備有限公司
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SIMATIC ET 200SP， 基礎單元 BU20-P8+A4+0B， 類型 F0 的基礎單元， 直插式端子， 帶 4 個 AUX 端子， 已向左橋接， 寬x高：20mmx117mm
產品介紹
西門子一級代理商6ES7193-6BP20-0BF0
技術數據
| SIMATIC ET 200SP， 基礎單元 BU20-P8+A4+0B， 類型 F0 的基礎單元， 直插式端子， 帶 4 個 AUX 端子， 已向左橋接， 寬x高：20mmx117mm | ||
| 一般信息 | ||
| 產品類型標志 | 類型 F0 | |
| 電源電壓 | ||
| 額定值 (DC) | 參見手冊 | |
| 額定值 (AC) | 參見手冊 | |
| 電流承載能力 | ||
| zui高可達 60 ℃，zui大值 | 10 A | |
| 電位隔離 | ||
| 在背板總線和電源電壓之間 | 是 | |
| 過程端子和電源電壓之間 | 是 | |
| 電源總線和電源電壓之間 | 是 | |
| 絕緣 | ||
| 絕緣測試，使用 | 3250 V DC/1 min（類型測試）；2545 V DC/2 s（例行測試） | |
| 尺寸 | ||
| 寬度 | 20 mm | |
| 高度 | 117 mm | |
| 深度 | 35 mm | |
| 重量 | ||
| 重量，約 | 48 g | |
| 上一次修改： | 2018/4/11 | |
西門子一級代理商6ES7193-6BP20-0BF0
S7-200 與西門子驅動裝置通過 USS 通信連接
西門子驅動裝置支持多種通信方式（有些可能需要加裝通信卡）。S7-200 CPU 上的通信口在自由口模式下，可以支持 USS 通信協議。這是因為 S7-200 的自由口模式的（硬件）字符傳輸格式，可以定義為 USS 通信對象所需要的模式；S7-200 的自由口通信功能又非常靈活。因而可以實現 S7-200 和驅動裝置之間的 USS 通信控制。
S7-200 CPU 將在 USS 通信中作為主站。
USS 通信協議簡介
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，多年來也經歷了一個不斷發展、完善的過程。zui初 USS 用于對驅動裝置進行參數化操作，即更多地面向參數設置。在驅動裝置和操作面板、調試軟件（如 DriveES/STARTER）的連接中得到廣泛的應用。近來 USS 因其協議簡單、硬件要求較低，也越來越多地用于和控制器（如 PLC）的通信，實現一般水平的通信控制。
注意： USS 提供了一種低成本的，比較簡易的通信控制途徑，由于其本身的設計，USS 不能用在對通信速率和數據傳輸量有較高要求的場合。在這些對通信要求高的場合，應當選擇實時性更好的通信方式，如 PROFIBUS-DP 等。在進行系統設計時，必須考慮到 USS 的這一局限性。
例如，如果在一些速度同步要求比較高的應用場合（如造紙生產線），對十幾甚至數十臺變頻器采用 USS 通信控制，其效果可想而知。
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
- 一個網絡上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 字符幀格式
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，包括：
| 起始位 | 數據位 | 校驗位 | 停止位 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0 LSB | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 MSB | 偶 x 1 | 1 |
連續的字符幀組成 USS 報文。 在一條報文中，字符幀之間的間隔延時要小于兩個字符幀的傳輸時間（當然這個時間取決于傳輸速率）。
S7-200 CPU 的自由口通信模式正好能夠支持上述字符幀格式。把 S7-200 的自由口定義為以上字符傳輸模式，就能通過編程，實現 USS 協議報文的發送和接收。主站控制器的所支持的通信模式必須和所要控制的驅動裝置所要求的*，這是實現 S7-200 和西門子驅動裝置通信的基礎。
USS 報文幀格式
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：
| STX | LGE | ADR | 凈數據區 | BCC | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1. | 2. | 3. | ... | n | ||||
以上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
在 ADR 和 BCC 之間的數據字節，稱為 USS 的凈數據。主站和從站交換的數據都包括在每條報文的凈數據區域內。
凈數據區由 PKW 區和 PZD 區組成：
| PKW 區 | PZD 區 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PKE | IND | PWE1 | PWE2 | ... | PWEm | PZD1 | PZD2 | ... | PZDn |
以上每小格代表一個字（兩個字節）。
- 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
- PZDn： ……
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
以上僅是對 USS 協議的簡單介紹，以幫助讀者更好地理解控制任務和選擇對策。如需要了解詳細的信息，請參考相應驅動產品的手冊。
USS 的復雜性和 S7-200 作為主站的對策
USS 通信的復雜性體現在它在不同的應用場合不是固定不變的。這是因為：
- USS 經過*的發展，存在一些子集和變種
- 驅動裝置可能不支持 USS 通信協議中的部分功能
- 不同的驅動裝置的參數定義可能有很大區別
這些原因導致一個實用的 USS 主站必須針對不同的驅動裝置做出改動。使用 USS 調試驅動裝置的軟件就要做到這一點。這就給在 S7-200 上做一個通用的 USS 程序帶來了實質的困難。
一個驅動產品，只要它支持 USS 通信，S7-200 就可以通過自由口編程對其控制。通過其手冊能夠了解它支持 USS 通信的特點，從而編出適合的程序。這種任務往往比較復雜而且耗費時間。西門子為解決這一問題，針對應用比較廣泛，產品線比較相配的驅動產品，開發了 S7-200 的 USS 指令庫。
S7-200 的 USS 指令庫
S7-200 的 USS 指令庫zui初是針對 MicroMaster 3 系列產品的，經過一段時間的發展，現在以及能夠*支持 MicroMaster 3 系列和 MicroMaster 4 （MM4）系列產品，以及 SINAMICS G110 系列產品；目前此 USS 指令庫還能對 MasterDrive 等產品提供有限的支持，這些產品包括 6SE70/6RA70 等。
本章中將用 MM440 變頻器與 S7-200 之間的 USS 通信為例。
S7-200 通過 USS 指令庫控制變頻器 S7-200 與西門子驅動裝置的連接形式 S7-200 與 MM 440 USS 通信的接線
