西门子S120驱动控制器/电源模块代理商

采用一台中央控制器的全新系统结构

每个电子协同型驱动装置都可协同进行工作，以便完成用户的驱动任务。上位控制器可使驱动装置产生所需的协调运动。这就要求控制器与所有驱动装置之间应实现循环数据交换。迄今为止，这种数据交换必须通过一个现场总线实现，安装和设计费用相应较高。而 SINAMICS S120 变频调速柜则采取了一条不同的途径：一个中央控制器对所有连接的轴进行驱动控制，并且还可在驱动装置之间或者在轴之间实现技术性的逻辑互连。由于全部所需数据均存储在中央控制器中，这些数据无需进行传输。在一个控制器内即可交叉轴连接，利用一个鼠标，使用 STARTER 调试工具即可进行便捷的组态。

• SINAMICS S120 变频调速柜控制器可自动执行简单的技术功能任务
• CU310‑2 DP 或 CU310‑2 PN 控制单元可用于单机驱动
• CU320‑2 DP 或 CU320‑2 PN 控制单元适合多轴应用。
• 借助于 SIMOTION D 的功能更强大的控制单元 D410‑2, D425‑2, D435‑2, D445‑2 和 D455‑2（按照性能进行分级），可完成复杂运动控制任务。

这些控制单元均基于面向对象的

SINAMICS S120 标准固件，该固件包含所有最常用的控制模式，可升级以满足最先进的性能要求。

驱动控制以组态方便的驱动对象形式来提供：

• 进线整流控制
• 用于广泛的异步（感应）电机应用 - 可靠的“矢量控制”和
• 用于具有苛刻动态要求的永磁同步电机 -“伺服控制”
• 而 V/f 控制模式可用于简单应用，如含有 SIEMOSYN 电机的成组驱动

CompactFlash 卡

SINAMICS S120 驱动器的功能存储在 CF 卡上。此存储卡中包含用于所有驱动装置的固件与参数设置（以项目的形式）。CF 卡还可保存附加项目，这意味着在调试不同类型的系列机床时，可立即访问正确的项目。在控制单元启动之后，CompactFlash 存储卡上的数据被读取并装到 RAM 中。

固件以对象的形式进行组织。驱动对象用于针对输入模块、电机模块、电源模块以及通过 DRIVE-CLiQ 连接的其他系统组件执行开环和闭环控制功能。

驱动对象

一个驱动对象就是一个独立软件功能，它带有自己的参数，如有必要，还带有自己的故障消息和报警。

通过 SIMOTION 对工艺功能加以扩展

SIMOTION D 控制单元支持多驱动器的协调运动控制。除驱动对象外，还可在这些控制单元上实现工艺对象。可将这些对象进行分组以形成工艺功能包，并提供扩展的运动控制功能（如同步操作、凸轮盘、路径插补等）或工艺功能（如凸轮控制器、温度或压力控制）。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131-3 的 PLC，这意味着该系统不仅能够控制运动序列，而且还可控制包括 HMI 及 I/O 的整台机器。

全面的开环和闭环控制功能

广泛的标准功能（如设定点输入、数据组切换、控制器优化、动态缓冲等）确保了极高的运行可靠性和优异的应用灵活性。

关键开环和闭环控制功能概览

BICO 技术

每个驱动对象都包含大量输入和输出变量，这些变量可使用 Binector-Connector 技术 (BICO) 进行任意和独立互连。一个 Binector 就是一个逻辑信号，其值为 0 或 1。而连接器是一个数值，例如，实际转速或当前设定值。

驱动个控制图 (DCC)

用于 SINAMICS S120 的 DCC 驱动控制图可对驱动级的闭环过程控制、逻辑和算术功能进行简便的图形化组态。

它可以方便地组态 SIMOTION 运动控制系统以及 SINAMICS S120 驱动系统的技术功能。

用户友好的 DCC 编辑器支持控制回路结构的方便图形组态和清晰显示。

相关的块库包含大量闭环控制、运算和逻辑块以及更复杂的开环和闭环控制功能。

SINAMICS S120 的驱动控制图同时还为直接在转换器中解决驱动级开环和闭环控制任务奠定了基础。

工艺控制器

工艺控制器是一种 PID 控制器，适合执行变量调节控制，例如，调节液位、温度、张力、压力、流速和调节辊位置。

集成的安全功能 (Safety Integrated)

控制单元支持全面的安全功能。

集成安全功能是 Safety Integrated 基本功能

• STO = 安全扭矩断
• SBC = 可靠制动控制
• SS1 = 安全停机1

和需要授权的 Safety Integrated 扩展功能

• SS2 = 安全停机 2
• SOS = 安全运行停车
• SLS = 安全限制转速
• SSM = 安全转速监视器
• SDI = 安全方向
• SLP = 安全限制位置

（符合 IEC 61800-5-2 的缩写）

如果使用扩展安全功能，则需要授权、补充系统组件（如 TM54F 终端模块）或适宜的安全控制装置。

有关集成安全功能的详细信息，请参见“故障安全集成”一章。

诊断通过轨迹功能得到最佳支持

与驱动对象相关的输入和输出变量的时间特性可通过集成的轨迹功能进行测量，并通过 STARTER 调试工具进行显示。轨迹可同时记录最多 4 个信号。一个记录可通过自由选择边界条件来触发，例如，通过一个输入或输出变量的值来触发。

基本定位器功能模块 (EPos)

基本定位器“Epos”可作为一个另外激活的功能模块在所有 SINAMICS S120 控制单元上调用。基本定位器可用于解决基本运动控制任务，无需使用一个外部控制器。

集成功能，用于带电机编码器或机器编码器的直线和旋转轴的绝对及相对定位。

SINAMICS S120 驱动系统中的 Epo 基本定位器提供了强大、精准的定位功能。由于其灵活性和自适应性，基本定位器可用于一系列定位任务中。

这些功能无论是在调试还是操作时都易于处理，并且综合监控功能十分卓越。

在不使用外部位置控制器的情况下，可以实现许多应用。

Epo 基本定位器用于在绝对/相对定位条件下定位带有旋转以及线性电机编码器或机器编码器（间接或直接测量系统）的线性或旋转轴（模数）。

Epo 是一个功能模块，其可在伺服控制或向量控制中激活。

用户友好的组态和调试，包括控制面板（通过 PC 操作）和带有 STARTER 调试工具的诊断功能。

除了极为灵活的定位功能，由于其一体化的监控和补偿功能，Epo 还具有高度的用户友好性和灵活性。

各种不同的操作模式及其功能增强了灵活性和设备生产率，例如，通过“运行中快速”和无扰地校正运动控制。

预组态的 PROFIdrive 定位框可供使用，一旦选择此定位框，其可以自动建立到基本定位器的内部“连接”。

Epo 基本定位器的功能

借助以下基本组件实现闭环位置控制

• 位置实值感测（包括低级别测量探头评估和基准标记搜索）
• 位置控制器（包括限值、适配和预控计算）
• 监控功能（停止、定位和动态跟踪误差监控，和凸轮信号）

机械系统

• 反向间隙补偿
• 模数偏移量

极限值

• 速度/加速度/延迟/冲击限制
• 软件限位开关（通过位置设定点评估进行行程限制）
• 停止凸轮（使用硬限位开关分析进行移动范围限制）

参考或调整

• 设定参考点（对于处于静止的轴）
• 搜索基准（单个模式包括反向凸轮功能、自动换向、归位至“输出凸轮和编码器零点标号”或只是“编码器零点标号”或“外部零点标号 (BERO)”）
• 捕捉参考（借助于测量输入分析，可实现“正常”移动期间的连续参考；例如，通常会分析 BERO 传感器。“点动”、“直接设定值输入/MDI”和“移动块”模式的从属功能）
• 绝对值编码器校准

横动程序块模式（64 个横动程序块）

• 使用可存储在驱动装置中的横动块进行定位，包括块变动启动条件和特定任务，用于一根已经定位过的轴
• 横动程序块编辑器使用 STARTER
• 每个横动程序块包含以下信息：
  • 作业编号和作业（如定位、等待、GOTO set jump、设置二进制输出、移动到固定止挡 ）
  • 运动参数（目标位置、加速和减速的超越速度）
  • 模式（如：隐藏块、延续条件如“先停后续”、“持续运行”和“使用高速探头输入外部延续”）
  • 作业参数（如等待时间、按块记录步骤条件）

直接定位点输入 (MDI) 模式

• 定位（绝对、相对）和设置（循环闭环位置控制），通过直接定位点输入（如通过 PLC 使用过程数据 ）
• 在移动（运行中设定点接收）以及在设置和定位模式之间快速转换时，也可以影响运动参数。
• 如果轴没有复位，直接定位点规范操作模式（MDI）也可以在定位或设置模式中使用。这意味着运行中同步和重新复位可以通过“快速定位”来执行。

点动模式

• 轴的闭环位置控制移动，在“循环位置控制”或“慢进增量”模式下运行，（通过一个“步长”）并可以在这两种模式间切换

• 概述

  CU310‑2 PN 和 CU310‑2 DP 控制单元

  CU310‑2 控制单元用于 SINAMICS S120 (AC/AC) 的通信和开环/闭环控制功能，与 PM340 电源模块组合形成功能强大的单机驱动。对于现场总线通信，提供有 PROFINET (PN) 和 PROFIBUS (DP) 型。

  设计

  CU310-2 控制单元标配有以下接头和接口：

  • 现场总线接口
    • CU310‑2 PN:1 个 PROFINET 接口，带有 PROFIdrive V4 配置文件的 2 个端口
      （RJ45 插座）
    • CU310‑2 DP:1 个采用 PROFIdrive V4 行规的 PROFIBUS 接口
  • 1 个用于与 DRIVE-CLiQ 电机或其它 DRIVE-CliQ 设备（如编码器单元或端子模块）通信的 DRIVE-CLiQ 接口
  • 1 编码器分析功能，用于分析以下编码器信号
    • 增量式编码器 TTL/HTL
    • SSI 编码器，无增量信号
  • 1 个 PE （保护用地线）连接
  • 1 个电子装置电源接口，通过 24 V DC 电源连接器连接
  • 1 点温度传感器输入（KTY84‑130 或 PTC）
  • 3 个可设置参数的故障安全（可与固件 V4.5 或更高版本结合使用）数字量输入（隔离）或 6 个可设置参数的数字量输入（隔离）。
    通过 PROFIsafe，可将故障安全数字量输入连接到上位控制器。
  • 5 个可设置参数的数字量输入（隔离）
  • 1 个可设置参数的故障安全（可与固件 V4.5 或更高版本结合使用）数字量输出（浮置）或一个数字量输出（浮置）¹⁾
  • 8 个可设置参数的双向数字量输入/输出（非浮置）¹⁾
  • 1 个模拟量输入，±10 V（分辨率：12 位 + 符号）或 ±20 mA（11 位 + 符号）
  • 1 个用于调试和诊断的以太网接口（RJ45 接口）
  • 1 个 CF 卡插槽，该卡中存储了固件和参数
  • 1 个 PM-IF 接口，用于与块型功率模块的通信
  • 3 个测试接口和一个用于调试的参考接地；
  • 1 个 BOP20 基本型操作员面板接口

  CU310-2 控制单元的状态通过两个多色 LED 来显示。

  BOP20 基本型操作员面板还可直接安装到 CU310‑2 控制单元上以进行诊断。

  由于固件和参数设置保存在一个插入式 CF 卡上，因此无需辅助软件工具就可更换控制器。

  ¹⁾ 为了使用数字量输出，24 V 电源电压必须连接到端子 X124。

  集成

  CU310‑2 控制单元通过 PM-IF 接口驱动书本型功率模块。DRIVE‑CLiQ 电机或编码器模块 (SMC) 也可以连接到 DRIVE‑CLiQ 接口上，以允许在没有 DRIVE‑CLiQ 接口的情况下操作电机。

  使用 BOP20 精简操作面板，可直接在设备上更改参数。也可在运行期间将 BOP20 精简操作面板卡装到 CU310-2 控制单元上，以便执行诊断。

  CU310‑2 控制单元和其他连接的部件通过 STARTER 调试工具进行调试和诊断。CU310‑2 控制单元需要装有 V4.4 版或更高版本的固件的 CF 卡。

  CU310‑2 PN 控制单元使用 PROFINET IO 和 PROFIdrive V4 配置文件与更高级别的控制系统通信。

  带有 CU310‑2 PN 的 SINAMICS S120 驱动系统假设 PROFINET IO 设备的功能，可执行下列功能：

  • PROFINET IO 设备
  • 100 Mbit/s 全双工通讯
  • 支持实时 PROFINET IO：
    • RT（实时）
    • IRT（等时同步实时），最小发送时钟 250 μs
  • 通过符合 V4 规范的 PROFIdrive，将控制 PROFINET IO 设备进行连接
  • 标准 TCP/IP 通信用于通过 STARTER 调试工具进行工程组态，并用于访问集成的 Web 服务器
  • 带 2 个 RJ45 接口的集成 2 端口交换机，基于 ERTEC ASIC。因此，可不使用附加外部交换机而配置最佳拓扑结构（总线形、星形、树形）。

  若要使用数字量输出，必须将 24 V 电源连接至端子 X124。为了运行 CU310 2 控制单元，必须 使用一个含有固件 V4.4 或更高版本的 CF 卡。

  控制单元 CU310-2 连接示例

• 6SE7090-0XX84-0KA0通讯板西门子ADB板
  6SE7090 0XX84-2FA0西门子PMU7090显示板
  6SE7090 0XX85-1DA0西门子CUR板
  6SE7090 6RGE27-0CB01西门子IGD触发板
  6SE7090 0XX85-1DA0西门子CUR板
  6SE7090 6RGE27-0CB01西门子IGD触发板
  6SE7090-0XX84-0AB0西门子CUVC板
  6SE7090-0XX84-0FF0 西门子通讯板
  6SE7090-0XX84-0FF05西门子CBP2通讯板
  6SE7090-0XX84-0FF5西门子CBP PROFIBUS通讯卡
  6SE7090-0XX84-0FJ0西门子光纤板
  6SE7090-0XX84-0KA0西门子通讯板
  6SE70900XX841CG1西门子接口板
  6SE70900XX841CH0 西门子输入板
  6SE7090-0XX84-1CH0西门子输入板
  6SE7090-0XX84-1CJ0西门子输出板
  6SE70900XX841CK1西门子通讯板
  6SE7090-0XX84-1CK1西门子通讯板
  6SE70900XX842FK西门子操作面板
  6SE70900XX842FK0西门子操作面板
  6SE7090-0XX84-2FK0西门子操作面板OP1S
  6SE70900XX842FK0 西门子操作面板
  6SE7090-0XX84-4HA0西门子备板LBA
  6SE⁻⁷090-0XX84-OFC0西门子编码器板
  6SE7090-0XX84-OFF5西门子西门子变频器PROFIBUS网卡
  6SE⁻⁷090-0XX84-OFF5西门子通讯板
  6se7090-0XX85-1DA0西门子CUR板
  6SE7090-0XX87-0BB0西门子T100板
  6SE7090-0ХХ84-3西门子编码器接口板 DTI ENCODER
  6SE7090-OXX84-OAB0西门子CUVC板