V20变频器USS报文解析实例

西门子V20, G120等变频器支持USS通信协议。在小型自动化系统中，USS协议仍然被广泛采用。如果使用西门子S7-200SMART或者S7-1200等PLC与变频器进行USS通信，通过使用库程序，无需了解USS报文细节即可编程实现通信连接。如果需要使用客户自定义的上位机（单片机系统或者PC程序）与西门子变频器进行USS通信，或者使用串口调试助手来诊断变频器的USS通信接口时，则需要了解USS的报文细节。

本文通过读写参数的实例来详细解析V20变频器的USS报文。

USS 协议是一个主从式的异步串行数据通信协议。主要特点如下：

• 支持多点通信RS485底层，也支持点对点通信RS232底层

• 主从访问模式

• 单主站系统

• 多31个从站

• 报文长度固定或可变

• 与Profibus总线数据传输模式相同

• 简单、可靠的报文，轻松应用于用户的系统

USS通信主站可以是一台 PLC （例如：SIMATIC  S7-200  SMART）、一台PC或者一个单片机系统。此时，变频器始终是从站。主站发送报文，相应的从站响应报文。从站之间不能直接通信。

USS通信报文结构如下图所示。

下面通过读写V20变频器参数的实例来解析USS通信报文。实例包含两部分：

1. 通过USS通信读取V20变频器参数p3984

2. 通过USS通信修改V20变频器参数p3984

1

V20变频器USS通信参数设置

该实例中V20变频器USS通信相关的参数设置如下表所示：

2

通过USS通信读取V20变频器参数

PZD长度2，PKW长度可变. 读p3984（客户端报文间断时间）。

2.1  请求报文

        上位机发送请求报文如下：

STX：帧起始，USS协议中固定为02

LGE：帧长度，从ADR到BCC的总字节数为14

ADR：变频器的USS地址，与参数p2011一致

PKE：

IND：

PWE1：读参数时可为任意值

PWE2：读参数时可为任意值

PZD1：过程数据，STW控制字

PZD1：过程数据，HSW主设定值

BCC：异或校验码，从STX开始到BCC之前的后一个字节，逐字节按位异或计算得到。

2.2 响应报文

        变频器返回响应报文如下：

PKE:

PWE1：读取到的参数值，0x03E8=1000

PZD1：过程数据，ZSW状态字

PZD2：过程数据，HIW实际输出频率

3

3通过USS通信修改V20变频器参数

PZD长度2，PKW长度可变. 写P3984（客户端报文间断时间）=2000ms。

3.1  请求报文

STX：帧起始，USS协议中固定为02

LGE：帧长度，从ADR到BCC的总字节数为14

ADR：变频器的USS地址，与参数p2011一致

PKE：

IND：

PWE1：0x07D0，参数值为2000

PWE2：写U16时，PKW长度为127时可为任意值；写U16时，PKW长度为4时为写入值

PZD1：过程数据，STW控制字

PZD1：过程数据，HSW主设定值

BCC：异或校验码

3.2 响应报文

PKE：

PWE1：传送单字参数，0x07D0=2000

PZD1：过程数据，ZSW状态字

PZD2：过程数据，HIW实际输出频率

4

 USS通信读写浮点数类型的参数

变频器部分参数为32位浮点数类型，USS通信同样可以访问这种类型的参数。例如：读取某浮点数类型参数，当参数值为时，USS通信返回值为42C80000，转换为二进制：01000010 1100 1000 0000 0000 0000 0000，转换为浮点数表示形式如下(IEEE754标准)：

实际值可以用以下公式计算：

尾数的权重从左到右依次为2的-1，-2，-3……次方。

42C80000表示如下：

其中M=0.5+0.0625=0.5625