### USS协议应用基本概念解析
#### 一、USS协议简介
USS协议（Universal Serial Interface Protocol），即通用串行接口协议，是由西门子公司所拥有的用于其传动产品的一套标准通信协议。该协议主要应用于工业自动化领域，特别是在驱动器（如变频器）与控制器（如PLC）之间的数据通信。
#### 二、USS协议特点
USS协议具有以下显著特点：
1. **硬件需求低**：降低了设备间的布线复杂度。
2. **灵活性高**：无需重新布线即可改变控制系统功能。
3. **参数设置方便**：可以通过串行接口轻松设置或修改传动装置的参数。
4. **实时监控**：支持对传动系统的实时监控。
#### 三、USS协议的架构
USS协议采用了主从式结构，规定了在一个USS总线上可以存在一个主站和最多18个从站。每个从站都拥有一个唯一的站地址，主站通过这个地址来识别并控制各个从站。此外，USS协议还支持广播模式，允许主站同时向所有从站发送数据，但通常情况下从站不会回应广播消息。
#### 四、USS协议的连接方式
USS协议支持多种连接方式，主要包括：
- **接头类型**：如37针D-sub连接器、15针D-sub连接器等。
- **端子类型**：包括不同类型的端子，如用于特定型号的端子。
- **电缆选择**：推荐使用直流型的DPC（针对某些特定系列）。一般情况下，双绞线即可满足需求；在干扰较大的环境下，建议使用屏蔽双绞线。
#### 五、USS协议的技术细节
- **直流型DPC的选择**：条件允许时，USS主站尽量选用直流型DPC（适用于某些系列）。
- **电缆与抗干扰**：通常情况下，双绞线即可满足要求；如果环境干扰较大，应使用屏蔽双绞线，并确保所有设备有共同的参考点或彼此隔离。
- **波特率设置**：建议使用较高的波特率，以提高通信效率。
- **终端电阻**：用于防止信号反射，而非抗干扰措施。在短距离通信或点对点通信时，可不使用终端电阻。
- **电源同步**：交流型DPC与单相变频器进行USS通信时，两者电源需同步。
- **调试工具**：推荐使用特定的调试工具进行USS通信程序的测试。
- **安全操作**：避免在通信过程中热插拔通信电缆，以免损坏设备。
#### 六、USS协议实现方法
USS协议是以字符信息为基本单元的协议，而西门子的某些PLC型号（如S7-200系列）具备自由口通信功能和PPI串行口，能以ASCII码形式发送和接收信息。通过这些PLC的串行口功能，由用户程序实现USS协议的功能，可以实现与西门子传动装置简单而可靠的通信连接。
#### 七、USS协议的数据传输
- **异步通信**：USS主站（如PLC）与USS从站（如变频器）之间的通信是异步的，负责通信的工作程序应当采用后台运行的方式，通信过程应与控制逻辑分离。
- **指令控制**：用户程序通过修改USS报文中的控制字来控制变频器的启动、停止以及设定频率值。
- **指令发送与接收**：通过发送指令（如XMT、PPI_SEND等）发送USS报文到传动装置，使用接收指令（如RCV、PPI_RECV等）接收变频器返回的USS报文。同一时刻，只能有一个发送指令或接收指令被激活。
- **通信流程**：完整的USS通信程序通常包含通信端口初始化子程序、CRC校验码计算子程序、数据发送子程序、数据接收子程序、通信超时响应子程序以及通信流程控制子程序等。
#### 结语
USS协议作为西门子公司专为传动产品设计的一种通信协议，以其灵活、简便的特点，在工业自动化领域得到了广泛的应用。通过对USS协议的基本概念、特点和技术细节的了解，可以帮助工程师们更好地利用这一协议来构建高效、稳定的自动化控制系统。
