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采用一臺中央控制器的全新系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

每個電子協(xié)同型驅(qū)動裝置都可協(xié)同進行工作，以便完成用戶的驅(qū)動任務(wù)。上位控制器可使驅(qū)動裝置產(chǎn)生所需的協(xié)調(diào)運動。這就要求控制器與所有驅(qū)動裝置之間應(yīng)實現(xiàn)循環(huán)數(shù)據(jù)交換。迄今為止，這種數(shù)據(jù)交換必須通過一個現(xiàn)場總線實現(xiàn)，安裝和設(shè)計費用相應(yīng)較高。而 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜則采取了一條不同的途徑：一個中央控制器對所有連接的軸進行驅(qū)動控制，并且還可在驅(qū)動裝置之間或者在軸之間實現(xiàn)技術(shù)性的邏輯互連。由于全部所需數(shù)據(jù)均存儲在中央控制器中，這些數(shù)據(jù)無需進行傳輸。在一個控制器內(nèi)即可交叉軸連接，利用一個鼠標(biāo)，使用 STARTER 調(diào)試工具即可進行便捷的組態(tài)。

• SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜控制器可自動執(zhí)行簡單的技術(shù)功能任務(wù)
• CU310?2 DP 或 CU310?2 PN 控制單元可用于單機驅(qū)動
• CU320?2 DP 或 CU320?2 PN 控制單元適合多軸應(yīng)用。
• 借助于 SIMOTION D 的功能更強大的控制單元 D410?2, D425?2, D435?2, D445?2 和 D455?2（按照性能進行分級），可完成復(fù)雜運動控制任務(wù)。

這些控制單元均基于面向?qū)ο蟮?

SINAMICS S120 標(biāo)準(zhǔn)固件，該固件包含所有最常用的控制模式，可升級以滿足最先進的性能要求。

驅(qū)動控制以組態(tài)方便的驅(qū)動對象形式來提供：

• 進線整流控制
• 用于廣泛的異步（感應(yīng)）電機應(yīng)用 - 可靠的“矢量控制”和
• 用于具有苛刻動態(tài)要求的永磁同步電機 -“伺服控制”
• 而 V/f 控制模式可用于簡單應(yīng)用，如含有 SIEMOSYN 電機的成組驅(qū)動

CompactFlash 卡

SINAMICS S120 驅(qū)動器的功能存儲在 CF 卡上。此存儲卡中包含用于所有驅(qū)動裝置的固件與參數(shù)設(shè)置（以項目的形式）。CF 卡還可保存附加項目，這意味著在調(diào)試不同類型的系列機床時，可立即訪問正確的項目。在控制單元啟動之后，CompactFlash 存儲卡上的數(shù)據(jù)被讀取并裝到 RAM 中。

固件以對象的形式進行組織。驅(qū)動對象用于針對輸入模塊、電機模塊、電源模塊以及通過 DRIVE-CLiQ 連接的其他系統(tǒng)組件執(zhí)行開環(huán)和閉環(huán)控制功能。

驅(qū)動對象

一個驅(qū)動對象就是一個獨立軟件功能，它帶有自己的參數(shù)，如有必要，還帶有自己的故障消息和報警。

通過 SIMOTION 對工藝功能加以擴展

SIMOTION D 控制單元支持多驅(qū)動器的協(xié)調(diào)運動控制。除驅(qū)動對象外，還可在這些控制單元上實現(xiàn)工藝對象?？蓪⑦@些對象進行分組以形成工藝功能包，并提供擴展的運動控制功能（如同步操作、凸輪盤、路徑插補等）或工藝功能（如凸輪控制器、溫度或壓力控制）。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131-3 的 PLC，這意味著該系統(tǒng)不僅能夠控制運動序列，而且還可控制包括 HMI 及 I/O 的整臺機器。

全面的開環(huán)和閉環(huán)控制功能

廣泛的標(biāo)準(zhǔn)功能（如設(shè)定點輸入、數(shù)據(jù)組切換、控制器優(yōu)化、動態(tài)緩沖等）確保了極高的運行可靠性和優(yōu)異的應(yīng)用靈活性。

關(guān)鍵開環(huán)和閉環(huán)控制功能概覽

	閉環(huán)控制類型 S120	開環(huán)控制類型 S120	書本型/機架型 S120 的主要功能	備注，說明
進給控制	書本尺寸 帶/不帶電源傳感器的 電流控制 不帶/帶電源傳感器的VDCDC 控制 連接 帶電源傳感器的 電流控制 帶電源傳感器的VDC控制	書本型/制動 基本模式 僅限整流 回饋模式 整流和再生回饋	電源識別 控制器優(yōu)化 諧波濾波器 自動重啟	電源傳感器是 VSM 10 電壓檢測模塊；“電流”是輸入電流；3 相輸入頻率
矢量控制	異步電機 轉(zhuǎn)矩控制 帶/不帶編碼器 轉(zhuǎn)速控制 帶/不帶編碼器 轉(zhuǎn)矩電機 轉(zhuǎn)矩控制 帶編碼器 轉(zhuǎn)速控制 帶/不帶編碼器 異步電機（感應(yīng)電機），扭矩電機 位置控制 帶編碼器	直線/拋物線特性 固定頻率特性（紡織） 獨立電壓設(shè)定點輸入	數(shù)據(jù)組切換 擴展設(shè)定點輸入 電機識別 電流/轉(zhuǎn)速控制器優(yōu)化 工藝控制器 基本定位器 自動重啟 快速重新起動，帶/不帶編碼器 動態(tài)緩沖 同步 靜態(tài) 制動控制	可實現(xiàn)帶 V/f 控制模式的混合操作；因此，V/f 控制模式在揤ector Control斍韻籩薪齟媧⒁淮 可在“伺服”和“矢量”模式中將位置控制選擇為一個功能模塊。 同步電機（1FK 和 1FT）和直線電機僅可在伺服模式中運行。
侍服控制	異步電機 轉(zhuǎn)矩控制 帶編碼器 轉(zhuǎn)速控制 帶/不帶編碼器 同步電機、直線電機和轉(zhuǎn)矩電機 轉(zhuǎn)矩控制 帶編碼器 轉(zhuǎn)速控制 帶編碼器 所有電機類型 位置控制 帶編碼器	直線/拋物線特性 固定頻率特性（紡織） 獨立電壓設(shè)定點輸入	數(shù)據(jù)組切換 設(shè)定點輸入 電機識別 阻尼應(yīng)用 工藝控制器 基本定位器 制動控制	可實現(xiàn)帶 V/f 控制模式的混合操作；因此，V/f 控制模式在揤ector Control斍韻籩薪齟媧⒁淮 可在“伺服”和“矢量”模式中將位置控制選擇為一個功能模塊。

BICO 技術(shù)

每個驅(qū)動對象都包含大量輸入和輸出變量，這些變量可使用 Binector-Connector 技術(shù) (BICO) 進行任意和獨立互連。一個 Binector 就是一個邏輯信號，其值為 0 或 1。而連接器是一個數(shù)值，例如，實際轉(zhuǎn)速或當(dāng)前設(shè)定值。

驅(qū)動個控制圖 (DCC)

用于 SINAMICS S120 的 DCC 驅(qū)動控制圖可對驅(qū)動級的閉環(huán)過程控制、邏輯和算術(shù)功能進行簡便的圖形化組態(tài)。

它可以方便地組態(tài) SIMOTION 運動控制系統(tǒng)以及 SINAMICS S120 驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)功能。

用戶友好的 DCC 編輯器支持控制回路結(jié)構(gòu)的方便圖形組態(tài)和清晰顯示。

相關(guān)的塊庫包含大量閉環(huán)控制、運算和邏輯塊以及更復(fù)雜的開環(huán)和閉環(huán)控制功能。

SINAMICS S120 的驅(qū)動控制圖同時還為直接在轉(zhuǎn)換器中解決驅(qū)動級開環(huán)和閉環(huán)控制任務(wù)奠定了基礎(chǔ)。

工藝控制器

工藝控制器是一種 PID 控制器，適合執(zhí)行變量調(diào)節(jié)控制，例如，調(diào)節(jié)液位、溫度、張力、壓力、流速和調(diào)節(jié)輥位置。

集成的安全功能 (Safety Integrated)

控制單元支持全面的安全功能。

集成安全功能是 Safety Integrated 基本功能

• STO = 安全扭矩斷
• SBC = 可靠制動控制
• SS1 = 安全停機1

和需要授權(quán)的 Safety Integrated 擴展功能

• SS2 = 安全停機 2
• SOS = 安全運行停車
• SLS = 安全限制轉(zhuǎn)速
• SSM = 安全轉(zhuǎn)速監(jiān)視器
• SDI = 安全方向
• SLP = 安全限制位置

（符合 IEC 61800-5-2 的縮寫）

如果使用擴展安全功能，則需要授權(quán)、補充系統(tǒng)組件（如 TM54F 終端模塊）或適宜的安全控制裝置。

有關(guān)集成安全功能的詳細(xì)信息，請參見“故障安全集成”一章。

診斷通過軌跡功能得到最佳支持

與驅(qū)動對象相關(guān)的輸入和輸出變量的時間特性可通過集成的軌跡功能進行測量，并通過 STARTER 調(diào)試工具進行顯示。軌跡可同時記錄最多 4 個信號。一個記錄可通過自由選擇邊界條件來觸發(fā)，例如，通過一個輸入或輸出變量的值來觸發(fā)。

基本定位器功能模塊 (EPos)

基本定位器“Epos”可作為一個另外激活的功能模塊在所有 SINAMICS S120 控制單元上調(diào)用?；径ㄎ黄骺捎糜诮鉀Q基本運動控制任務(wù)，無需使用一個外部控制器。

集成功能，用于帶電機編碼器或機器編碼器的直線和旋轉(zhuǎn)軸的絕對及相對定位。

 

SINAMICS S120 驅(qū)動系統(tǒng)中的 Epo 基本定位器提供了強大、精準(zhǔn)的定位功能。由于其靈活性和自適應(yīng)性，基本定位器可用于一系列定位任務(wù)中。

這些功能無論是在調(diào)試還是操作時都易于處理，并且綜合監(jiān)控功能十分卓越。

在不使用外部位置控制器的情況下，可以實現(xiàn)許多應(yīng)用。

Epo 基本定位器用于在絕對/相對定位條件下定位帶有旋轉(zhuǎn)以及線性電機編碼器或機器編碼器（間接或直接測量系統(tǒng)）的線性或旋轉(zhuǎn)軸（模數(shù)）。

Epo 是一個功能模塊，其可在伺服控制或向量控制中激活。

用戶友好的組態(tài)和調(diào)試，包括控制面板（通過 PC 操作）和帶有 STARTER 調(diào)試工具的診斷功能。

除了極為靈活的定位功能，由于其一體化的監(jiān)控和補償功能，Epo 還具有高度的用戶友好性和靈活性。

各種不同的操作模式及其功能增強了靈活性和設(shè)備生產(chǎn)率，例如，通過“運行中快速”和無擾地校正運動控制。

預(yù)組態(tài)的 PROFIdrive 定位框可供使用，一旦選擇此定位框，其可以自動建立到基本定位器的內(nèi)部“連接”。

Epo 基本定位器的功能

借助以下基本組件實現(xiàn)閉環(huán)位置控制

• 位置實值感測（包括低級別測量探頭評估和基準(zhǔn)標(biāo)記搜索）
• 位置控制器（包括限值、適配和預(yù)控計算）
• 監(jiān)控功能（停止、定位和動態(tài)跟蹤誤差監(jiān)控，和凸輪信號）

機械系統(tǒng)

• 反向間隙補償
• 模數(shù)偏移量

極限值

• 速度/加速度/延遲/沖擊限制
• 軟件限位開關(guān)（通過位置設(shè)定點評估進行行程限制）
• 停止凸輪（使用硬限位開關(guān)分析進行移動范圍限制）

參考或調(diào)整

• 設(shè)定參考點（對于處于靜止的軸）
• 搜索基準(zhǔn)（單個模式包括反向凸輪功能、自動換向、歸位至“輸出凸輪和編碼器零點標(biāo)號”或只是“編碼器零點標(biāo)號”或“外部零點標(biāo)號 (BERO)”）
• 捕捉參考（借助于測量輸入分析，可實現(xiàn)“正?！币苿悠陂g的連續(xù)參考；例如，通常會分析 BERO 傳感器。“點動”、“直接設(shè)定值輸入/MDI”和“移動塊”模式的從屬功能）
• 絕對值編碼器校準(zhǔn)

橫動程序塊模式（64 個橫動程序塊）

• 使用可存儲在驅(qū)動裝置中的橫動塊進行定位，包括塊變動啟動條件和特定任務(wù)，用于一根已經(jīng)定位過的軸
• 橫動程序塊編輯器使用 STARTER
• 每個橫動程序塊包含以下信息：
  • 作業(yè)編號和作業(yè)（如定位、等待、GOTO set jump、設(shè)置二進制輸出、移動到固定止擋 ）
  • 運動參數(shù)（目標(biāo)位置、加速和減速的超越速度）
  • 模式（如：隱藏塊、延續(xù)條件如“先停后續(xù)”、“持續(xù)運行”和“使用高速探頭輸入外部延續(xù)”）
  • 作業(yè)參數(shù)（如等待時間、按塊記錄步驟條件）

直接定位點輸入 (MDI) 模式

• 定位（絕對、相對）和設(shè)置（循環(huán)閉環(huán)位置控制），通過直接定位點輸入（如通過 PLC 使用過程數(shù)據(jù) ）
• 在移動（運行中設(shè)定點接收）以及在設(shè)置和定位模式之間快速轉(zhuǎn)換時，也可以影響運動參數(shù)。
• 如果軸沒有復(fù)位，直接定位點規(guī)范操作模式（MDI）也可以在定位或設(shè)置模式中使用。這意味著運行中同步和重新復(fù)位可以通過“快速定位”來執(zhí)行。

點動模式

• 軸的閉環(huán)位置控制移動，在“循環(huán)位置控制”或“慢進增量”模式下運行，（通過一個“步長”）并可以在這兩種模式間切換