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S7-200 SMART 和驱动装置的 USS 通信接线

支持 USS 通信的驱动装置可能有不止一个 USS 通信端口，以 MicroMaster 系列的 MM 440 为例，它在操作面板 BOP 接口上支持 USS 的 RS 232 连接，在端子上支持 USS 的 RS 485 连接。

S7-200 SMART 本体集成的通信端口就是 RS 485 规格的，因此将 S7-200 SMART的本体集成的通信端口与驱动装置的 RS 485 端口连接，在 RS 485 网络上实现 USS 通信无疑是方便经济的。

S7-200 SMART 与 MM440、SINAMICS V20 组成的网络无疑需要满足 RS 485 网络的通用要求。但是仍然有一些需要特别注意的地方。

 S7-200 CPU 和 MM 440、V20 通信端口都是非隔离型的，故西门子承诺的网络连接距离为 50 米。如果有必要，也可以外接通信端口的信号隔离、放大器件，注意西门子RS-485中继器不支持 USS通信。

S7-200 SMART 本体集成的RS485通信端口(Port0)

通信口引脚定义:

关于S7-200 SMART本体集成的通信端口和可选信号板通信端口引脚定义，详情请参考《S7-200 SMART系统手册》。

在这里只是列出了一些需要注意，或者用户感兴趣的要点。

表1. S7-200 SMART 本体集成的RS485通信端口引脚定义：

CPU插座(9针母头)	引脚号	信号	集成的 RS485 端口 （端口 0）引脚定义
	1	屏蔽	机壳接地
	2	24V返回	逻辑公共端
	3	RS-485信号 B	RS-485信号 B 或TxD/RxD +
	4	发送请求	RTS （TTL）
	5	5V返回	逻辑公共端
	6	+ 5V	+5 V，100 Ω 串联电阻
	7	+24V	+24 V
	8	RS-485信号 A	RS-485信号 A 或TxD/RxD -
	9	不适用	10位协议选择（输入）
	连接器外壳	屏蔽	机壳接地

上表中，3和8为RS-485信号，它们的背景颜色与PROFIBUS电缆、PROFIBUS网络插头上的颜色标记*。通信端口可以从2和7向外供24V直流电源。

 注意：

• CPU通信口上的2、5针在内部是连通的，并且它们和CPU上的传感器电源（＋24V）的M也是连通的
• 通信口插座的金属外壳、1号针，与CPU接线端子上的电源部分的PE导通，而与上述的M不通

在规划网络时，S7-200 SMART 既可以放在整个总线型网络的一端，也可以放在网络的中间。

我们建议使用西门子的网络插头和 PROFIBUS 电缆。在 S7-200 SMART通信口上使用西门子网络插头，可以利用插头上的终端和偏置电阻。

PROFIBUS 电缆的红色导线连接到 S7-200 SMART 通信口的 3 针（B 即 RS 485 信号 +），此信号应当连接到 MM 440、V 20变频器通信端口的 P+；绿色导线连接到 S7-200 SMART 通信口的 8 针（A 即 RS 485 信号 -），此信号应当连接到 MM 440、V 20变频器通信端口的 N-。

MM 440 通信端口

图 1. MM 440 的端子

表 2. MM 440 的 USS 通信相关端子

因 MM 440 通信口是端子连接，故 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。

一个示例接线图如下：

图 2. S7-200 SMART与 MM 440 的 USS 通信接线

图中：西门子模块售后维修中心

1. 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。
2. PROFIBUS 网络插头，内置偏置和终端电阻。
3. MM 440 端的偏置和终端电阻，随包装提供。
4. 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。M 未必需要和 PE 连接。
5. 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极为重要的影响。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。

V 20 通信端口

图 3. V 20 的端子布局说明

因 V 20通信口是端子连接，故 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 6；绿色芯线应当连接到端子 7。

一个示例接线图如下：

图 4. S7-200 SMART与 V 20 的 USS 通信接线

图中：

1. 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。
2. PROFIBUS 网络插头，内置偏置和终端电阻。
3. V 20变频器的偏置和终端电阻。
4. 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。M 未必需要和 PE 连接。
5. 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极为重要的影响。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。

脉冲编码器模板

脉冲编码器模板用于MM440变频器实现闭环矢量控制和闭环转矩控制功能，只适用于MM440变频器，是编码器的接口模块。该模块可以与HTL(高电压晶体管逻辑，24V)或TTL（晶体管逻辑，5V）脉冲编码器一起使用，可以接受单电平信号与差分信号两种类型编码器。

订货号：6SE6400-0EN00-0AA0

注：安装编码器模板后仍可安装1块通讯模板。

配合编码器：
 

• 推荐使用推挽输出（HTL电平）和长线驱动（TTL电平）类型的编码器；
• 不推荐使用集电极开路NPN或PNP类型、或电压输出类型的编码器，使用该种类型的编码器还需增加上拉或下拉电阻编码器模板才能采集到编码器信号，上拉或下拉电阻的阻值与编码器的参数有很大关系，需用户自行确认。

如何使用MM440编码器模板
 

• 接线

在MM440变频器只能连接A（AN）、B（BN）脉冲，无法连接Z（ZN）零脉冲信号。

例1：长线线驱动（TTL电平）编码器，编码器供电采用编码器模块5V电源供电

例2：推挽输出（HTL电平）编码器，如果编码器没有AN和BN信号，仅连接A和B信号即可，编码器供电采用编码器模块24V电源供电

例3：长线驱动或推挽输出编码器，编码器供电采用外部电源供电

编码器接线注意事项和指导原则：

1.  编码器模板与编码器之间的连线只能采用具有双绞线的屏蔽电缆；
2.  电缆的屏蔽层必须与压在编码器模板的屏蔽夹上，如下所示；
3. 信号电缆的安装位置一定不要紧靠动力电缆；

编码器模板的屏蔽夹

编码器模板的DIP开关设置

编码器模板上的DIP开关是供用户正确地选择与编码器模板连接的编码器的设定值(单端输入或差动输入)。

拨码开关拨到上面为ON 
例如使用HTL电平单端输入编码器设置的拨码开关位置为：上、下、上、下、上、下

MM 440 的参数设置

参数集是对驱动装置进行调试和控制的基础，几乎所有的功能都需要对驱动装置的内部参数进行访问、设定和修改。西门子驱动装置的参数功能更为突出，庞大繁多的参数选项，保证了西门子产品的高性能应用和*的定制能力。

驱动装置的调试和控制都依赖于对参数的设置，与 S7-200 SMART配合使用时也不例外。一个实际的项目，往往把驱动装置和自动控制器（PLC）分为两个相对独立、又有联系的子系统，它们的调试也一般也可以分开进行。这样做不但可以提高效率，而且能够保证控制关系清晰明了。

 对于 S7-200 SMART与西门子驱动装置配合的项目，我们建议分为三个阶段调试：

1. 驱动装置和 PLC 相对独立，调试各自的基本功能；
2. 调试出驱动装置和 PLC 之间相互控制、反馈功能；
3. 进行整个系统的综合调试，达成一个完整的控制任务。

驱动装置的基本调试相对比较独立，好能够在尝试与控制器连接之前完成。

 具体驱动装置的调试请参考相关产品的操作手册等资料。

我们假定已经完成了驱动装置的基本参数设置和调试（如电机参数辨识等等），以下只涉及与 S7-200 SMART控制器通讯相关的参数。

 MM 440 的参数分为几个访问级别，以便于过滤不需要查看的部分。 与 S7-200 SMART连接时，需要设置的主要有“控制源”和“设定源”两组参数。要设置此类参数，需要“专家”参数访问级别，即首先需要把 P0003 参数设置为 3。

控制源参数设置

控制命令控制驱动装置的启动、停止、正/反转等功能。控制源参数设置决定了驱动装置从何种途径接受控制信号。

控制源由参数 P0700 设置：

表 1. 控制源参数 
 

 此参数有分组，在此仅设*组，即 P0700[0]。

设定源控制参数

设定值控制驱动装置的转速/频率等功能。设定源参数决定了驱动装置从哪里接受设定值（即给定）。

设定源由参数 P1000 设置：

表 2. 设定源参数（部分）
 

 此参数有分组，在此仅设*组，即 P1000[0]。

USS 通信控制的参数设置

控制源和设定源之间可以自由组合，根据工艺要求可以灵活选用。我们以控制源和设定源都来自 COM Link 上的 USS 通信为例，简介 USS 通信的参数设置。

主要参数有：

1. P0700： 设置 P0700[0] = 5，即控制源来自 COM Link 上的 USS 通信
2. P1000： 设置 P1000[0] = 5，即设定源来自 COM Link 上的 USS 通信
3. P2009： 设置P2009 = 5，即设定值为额定频率的百分比。
4. P2010： 设置 COM Link 上的 USS 通信速率。根据 S7-200 通信口的限制，支持的通信波特率有：
    

   =	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

5. P2011： 设置 P2011[0] = 0 至 31，即驱动装置 COM Link 上的 USS 通信口在网络上的从站地址。
   
    USS 网络上不能有任何两个从站的地址相同。
    
6. P2012： 设置 P2012[0] = 2，即 USS PZD 区长度为 2 个字长。
7. P2013： 设置 P2013[0] = 127，即 USS PKW 区的长度可变。
8. P2014： 设置 P2014[0] = 0 至 65535，即 COM Link 上的 USS 通信控制信号中断超时时间，单位为 ms。如设置为 0，则不进行此端口上的超时检查。
   此通信控制信号中断，指的是接收到的对本装置有效通信报文之间的大间隔。如果设定了超时时间，报文间隔超过此设定时间还没有接收到下一条信息，则会导致 F0072 错误，变频器将会停止运行。通信恢复后此故障才能被复位。
   根据 USS 网络通信速率和站数的不同，此超时值会不同。
9. P0971： 设置 P0971 = 1，上述参数将保存入MM 440 的 EEPROM 中。

 USS 通信是由 S7-200 SMART和驱动装置配合，因此相关参数一定要配合设置。如通信速率设置不一样，当然无法通信。