联系人  郑鑫  135八五七五四八零三

　　凭借全新版本的TIA博途V15，西门子扩展了其全集成自动化工程软件平台，纳入一系列实用的全新数字化功能，以缩短工程时间。其创新成果的主要有增加应用可能性、扩展数字化产品组合、实现标准化和提高工程效率。

　　TIA博途V15增加应用可能性的亮点在于其集成了高级语言应用及其它驱动系统的多功能平台，其中包括安全验收测试等；将操作功能和2D到4D运动学集成于Simatic S7-1500控制器，可连接并对机器人进行编程。Simatic S7-1500高级控制器产品系列中纳入全新多功能平台，目前能够通过C/C++和Eclipse等商业编程工具轻松创建和重用高级语言应用。Sinamics S120及其他驱动产品系列的集成有助于实现西门子全系列驱动技术在TIA博途中的组态、调试和诊断。另一个亮点是针对Sinamics G驱动产品系列的向导指引型安全验收测试。结合支持Simatic S7-1500高级控制器的CPU新技术，采用2D到4D运动学的操作功能现在可以在TIA博途中轻松高效地进行编程、模拟和调试，譬如Cartesian龙门架、卷取机、Scara机器人和Delta拾取机器人等。TIA博途V15还提供机器人功能。库卡和安川等机器人制造商已将其数据块库用于在TIA博途中进行机器人编程。日本电装（Denso）和瑞士史陶比尔（Stäubli）等其他制造商计划在不久的将来发布数据块库。这样，控制和机器人技术的发展更加紧密，而TIA博途则能带来从工程到机器人操作等各环节的整体解决方案。

　　TIA博途V15关于数字化产品组合的扩展方面聚焦OPC UA功能和虚拟调试。OPC UA功能已针对Simatic S7-1500高级控制器进行了扩展。这可以改进和简化工厂中机器设备与MES/SCADA/IT层级（制造执行系统/监控和数据采集）之间的标准化垂直和水平通信。另外，它还有助于自动化解决方案按照行业特定标准进行实施，如OMAC PackML（机械自动化与控制组织）或Weihenstephan（唯森）等。虚拟调试支持对自动化解决方案的虚拟验证，也就是说控制组件与机器或系统的机电系统之间进行交互。该西门子解决方案的核心是支持Simatic S7-1500的S7-PLCSIM Advanced高级仿真器。这可以实现许多控制器功能的模拟和对虚拟系统模型的仿真测试。因此，自动化和机械工程在产品生命周期的早期阶段便实现了同步，从开发到实际调试的时间都得到缩短。

　　在标准化和更高工程效率方面，全新版本的TIA博途重视团队合作和扩展对设备和系统的诊断功能。通过TIA博途多用户工程（TIA Portal Multiuser Engi-neering），在团队合作中添加了对变更对象的自动标记和离线模式。新版本下多用户服务器中强化的变更管理功能，如用于变更历史记录和用户评论等，可以改进团队内系统支持下的同步变更。对于设备和系统诊断，Simatic ProDiag诊断软件包也进一步扩展，现已涵盖对故障安全模块的监控和针对ProDiag报警的标准分析。借助同样已经得以扩展的Simatic HMI（人机界面）中的S7图形控制显示，直接改善了在系统的操作设备上对设备序列和应用错误的诊断及可视化显示。譬如，用户首次能够回查操作设备的图形代码显示故障的真实原因。

　　背景信息:

　　2010年推出的西门子TIA博途（全集成自动化工程软件平台）使用户能够通过高效配置快速、直观地执行自动化和驱动任务。其软件平台专为实现高效率和易用性而设计，同时适用于新老用户。TIA博途为控制器、人机界面（HMI）和驱动器等提供了标准的工程理念，可分享统一的数据存储和一致的操作方式——譬如，在配置、通信和诊断期间的操作，并针对所有自动化对象提供强大的库功能。TIA博途中简易的工程实现方式，有助于完整的数字自动化，如数字化规划、集成化工程和透明化操作等。TIA博途与PLM（产品生命周期管理）和MES（制造执行系统）软件一起构成了西门子完整的“数字化企业软件套件”，为企业迈向“工业4.0”奠定基础。西门子MM4系列变频器都集成了串行接口，支持USS通信协议，通过USS协议可以对变频器进行控制和读写变频器参数。使用S7-300PLC有以下两种通讯方案:

　　1. 按照USS协议要求编写通讯报文，计算BCC校验，适用于从站数量比较少，较简单的应用；

　　2. 采用DriveES SIMATIC软件提供的S7-300库程序，自动生成从站轮询表程序，适用于从站数量比较多，较复杂的应用。

　　本文主要介绍通过第一种方案实现CPU314-2PtP与MM440的USS通讯。使用S7-300编写USS通讯程序分为以下几个步骤:

　　1. 依据USS协议编写报文；

　　2. 使用S7-300提供的串口数据发送程序发送USS报文；

　　3. 使用S7-300提供的串口数据接收程序接收USS报文；

　　4. 依据USS协议分析接收到的报文。

　　本文根据这4个步骤编写了如下内容:第1节简单介绍USS协议内容，了解USS协议报文格式；第2节根据USS协议列举了4条报文；第3节介绍PLC和变频器USS通讯的硬件组态；第4节介绍通过调用PLC中的发送和接收功能块实现USS协议报文的发送和接收。

　　1 USS协议介绍

　　USS协议是西门子专为驱动装置开发的通信协议。USS的工作机制是，通信是由主站发起，USS主站不断循环轮询各个从站，从站根据收到的指令，决定是否响应主站。从站不会主动发送数据。从站在以下条件满足时应答主站:接收到主站报文没有错误，并且本从站在接收到主站的报文中被寻址，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。USS的字符传输格式为11位，其中1位起始位、8位数据位、1偶校验、1位停止位。如下表所示:

　　USS字符帧结构

　　USS协议的报文由一连串的字符组成，协议中定义了它们的功能，如下表所示:

　　USS报文结构

　　• STX:长度1个字节，总是为02（Hex），表示一条信息的开始；

　　• LGE:长度1个字节，表明在LGE后字节的数量，上表中黄色区域长度；

　　• ADR:长度1个字节，表明从站地址；

　　• BCC:长度1个字节，异或校验和，USS报文中BCC前面所有字节异或运算的结果；

　　• 有效数据区:由PKW区和PZD区组成，如下表所示。

　　USS有效数据区

　　PKW区用于主站读写从站变频器参数:

　　• PKE:长度一个字,结构如下表，任务或应答ID请参考《MM440使用大全》第13章。

　　Bit15- Bit 12 Bit 11 Bit 10-Bit 0

　　PKW结构

　　变频器参数号=2000时，基本参数号PNU=变频器参数号-2000（Dec），例如P2155的基本参数号PNU=9B（Hex）（2155-2000=155（Dec）=9B（Hex））。

　　• IND:长度一个字，结构如下表。

　　IND结构

　　变频器参数号=2000时，PNU扩展=8（Hex）。

　　参数下标，例如P2155[2]中括号中的2表示参数下标为2。

　　• PWE:读取或写入参数的数值

　　PZD区用于主站与从站交换过程值数据:

　　• PZD1: 主站从站 控制字

　　主站从站 状态字

　　• PZD2: 主站从站 速度设定值

　　主站从站 速度反馈值

　　• PZDn: MM430/440支持最多8个PZD，MM420支持最多4个PZD

　　根据传输的数据类型和驱动装置的不同，PKW和PZD区的数据长度不是固定的，可以通过P2012、P2013 设置。本例采用4PKW，2PZD报文格式。

　　2 USS协议报文定义

　　本文通过发送4个不同功能的报文来演示自定义USS报文的方法，USS协议详细说明请参照《MM440使用大全》第13章。

　　例1．把参数P2155[2]的数值修改为40.00Hz