sinamics_s120入门手册

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1、 SINAMICS S120 入门手册入门手册 2008/10 版 西门子（中国）有限公司 自动化与驱动集团 运动控制部 目 录 1 SINAMICS S120 概述 .1 1 SINAMICS S120 概述 .1 1.1 SINAMICS S120 驱动系统的组成 .1 1.2 SINAMICS S120 的指示灯 .4 1.3 SINAMICS S120 实验设备 .8 2 SINAMICS S120 项目配置 10 2 SINAMICS S120 项目配置 10 2.1 离线配置 11 2.2 在线配置.21 3 基本调试 .30 3 基本调试 .30 3.1 控制面板（Control

2、 Panel）控制电机 .31 3.2 操作盒（Control Box）控制电机 .34 3.3 电机动态特性的调试 37 4 基本定位 .44 4 基本定位 .44 4.1 激活基本定位功能 44 4.2 点动（Jog）47 4.3 回零（Homing）.49 4.3.1 设置参考点（Set Reference）49 4.3.2 主动回零（Active Homing）51 4.3.3 被动回零（Passive Homing）.53 4.4 限位（Limit）55 4.5 程序步（Traversing Blocks）55 4.6 手动数据输入（MDI）57 5 通讯 .60 5 通讯 .60

3、5.1 S120 与 HMI 直接通讯 .60 5.1.1 网络地址设置 60 5.1.2 项目配置 62 5.1.3 建立变量表 64 5.2 通过 DP 总线实现 S7-300 与 S120 的通讯 .66 5.2.1 网络地址设置 66 5.2.2 通讯报文设置 67 5.2.3 用 DP 总线对电机起、停及速度控制 .68 5.2.4 驱动器参数的读取及写入 70 Sinamics S120 系列丛书 Sinamics S120 调试手册 _ 1 SINAMICS S120 概述 SINAMICS S120 作为西门子 SINAMICS 驱动系列之一，可以提供高性能 的单轴和双轴驱动，

4、模块化的设计可以满足应用中日益增长的对驱动系统轴数 量和性能的要求。 1.1 SINAMICS S120 驱动系统的组成 SINAMICS S120 驱动器包括：用于单轴的 AC/AC 变频器和用于公共直流 母线的 DC/AC 逆变器。 单轴控制的 AC/AC 变频器：通常又称为 SINAMICS S120 单轴交流驱动 器，其结构形式为电源模块和电机模块集成在一起，特别适用于单轴的速度和 定位控制。 公共直流母线的 DC/AC 逆变器：通常又称为 SINAMICS S120 多轴驱动 器，其结构形式为电源模块和电机模块分开，如图 1.1 所示，一个电源模块将 3 相交流电整流成 540V 或

5、 600V 的直流电，将电机模块（一个或多个）都连接 到该直流母线上，特别适用于多轴控制，尤其是造纸、包装、纺织、印刷、钢 铁等行业。优点是各电机轴之间的能量共享，接线方便、简单。 图 1.1 SINAMICS S120 多轴驱动器 SINAMICS S120 是集 V/F 控制、矢量控制、伺服控制为一体的多轴驱动 系统，具有模块化的设计。各模块间（包括控制单元模块、整流/回馈模块、电 西门子（中国）有限公司 自动化与驱动集团 运动控制部 -1- Sinamics S120 系列丛书 Sinamics S120 调试手册 _ 机模块、传感器模块和电机编码器等）通过高速驱动接口 DRIVE-CL

6、iQ 相互连 接。以 SINAMICS S120 多轴驱动器为例，其核心控制单元 CU320 在速度控制 模式下最多能控制 4 个矢量轴或 6 个伺服轴，可以完成简单的工艺任务。 SINAMICS S120 的多轴驱动系统的主要组成部分 控制单元：整个驱动系统的控制部分； 电源模块 ：将交流转变成直流，并能实现能量回馈； 模块，作为电机的供电电源； 的信号，若电机 O 板和通讯板。 电机模块（也称功率模块）：单轴或双轴 传感器模块：将编码器信号转换成 DRIVE-CLiQ 可识别 含有 DRIVE-CLiQ 接口，则不需要此模块； 直流24V 电源模块：用于系统的控制部分的供电； 端子模块和选

7、件板：根据需要可连接或插入 I/ 图 1.2 SINAMICS S120 多轴驱动器的典型结构 西门子（中国）有限公司 自动化与驱动集团 运动控制部 -2- Sinamics S120 系列丛书 Sinamics S120 调试手册 _ 1控制单元（CU320） 作为 SINAMICS S120 多轴驱动器的控制单元，CU320 负责控制和协调系 统中所有的模块，完成各轴的电流环、速度环甚至是位置环的控制，并且同一 块 CU320 控制的各轴之间能相互交换数据，即任意一根轴可以读取控制单元上 其它轴的数据，这一特征广泛被用作各轴之间的简单同步。CU320 的硬件结构 如图 1.3 所示。 图

8、1.3 CU320 的硬件结构图 根据所连接外围 I/O 模块的数量、轴控制模式、所需功能及 CF 卡的不同， 1 个 CU320 可控制的轴数量也不同。 用作速度控制：最大控制轴数为 6 个伺服轴、4 个矢量轴和 8 个 V/F 轴。实际控制轴数与 CU320 的负荷（即所选功能）有关。伺服轴和矢量 轴不能用同一个 CU320 来控制，但伺服轴和矢量轴都可以与 V/F 轴混合 搭配； 用作位置控制：最大控制轴数为 4 个伺服轴或 2 个矢量轴。控制的轴数 不是绝对的，与 CU320 的负荷有关。 西门子（中国）有限公司 自动化与驱动集团 运动控制部 -3- Sinamics S120 系列丛

9、书 Sinamics S120 调试手册 _ 2电源模块（Line Module） SINAMICS S120 多轴驱动器的电源模块分为三种，分别是：基本型、智 能型和主动型。 基本型（BLM）：整流单元，但无回馈功能。依靠连接制动单元和制动 电阻实现快速制动； 智能型（SLM）：整流回馈单元，直流母线电压不可调； 主动型（ALM）：整流回馈单元，且直流母线电压可调。 3电机模块（Motor Module） 电机模块即逆变单元，分为书本型和装机装柜型。其中，书本型又分为单 轴电机模块和双轴电机模块。 .2 SINAMICS S120 的指示灯 整流模块（ALM 与 SLM）、电机模块 指示灯含

10、义。 1. LE颜色颜色 状态状态 原因原因 解决办法解决办法 1 S120 的各个 模块都带有 LED 指示灯，以实时反映出设备的运行状态，下 面分别介绍一下控制单元（CU320）、 的 控制单元（控制单元（CU320）的）的 LED 指示灯含义指示灯含义 D 灯灯 - 关闭 没有上电 - 连续的 准备好运行， 模块操作就绪 并有发生循环 的 Drive- CLiQ 通信 - RDY 绿色 闪烁（2Hz） CF 卡正在写- 连续的 一个故障 清除故障 装置至少存在 （READY） 启动故障（例 上装给 检查 CF 卡是 否正确插入； 或替换控制单 元，再上电 红色 闪烁（0.5Hz） 如，固

11、件不能 RAM） 西门子（中国）有限公司 自动化与驱动集团 运动控制部 -4- Sinamics S120 系列丛书 Sinamics S120 调试手册 _ 绿色 / 红色 闪烁（0.5Hz） 控制单元 CU320 就 绪，但没有软 获得授权 件授权 连续的 Drive-CLiQ 通讯建立 - 橙色 闪烁（0.5Hz） 给 RAM 或替换控制单 元，再上电 固件不能上装 检查 CF 卡是 否正确插入； - 关闭 没有发生周期 性通讯 - 连续的 正在进行周期 性通讯 - 绿色 闪烁（0.5Hz） 没有完整的周 期性通讯： 主站没有传 局控制或主 站 - 送设定值 同步操作中 没有传送全 生命

12、周期 DP1 （PROFIBUS cyclic operation） 红色 连续的 清除故障 周期性通讯受 到干扰 - 关闭 没有上电；模 块没有就绪或 选件板没安装 - 连续的 选件板就绪 - 绿色 闪烁（0.5Hz） 取决于使用的 - 选件板 OPT （OPTION） 红色 连续的 个故障；或上 电后选件板没 清除故障 模块至少有一 有就绪 - 关闭 保留 - MOD 绿色 连续的- 保留 表 1.1 CU320 的 LED 指示灯 西门子（中国）有限公司 自动化与驱动集团 运动控制部 -5- Sinamics S120 系列丛书 Sinamics S120 调试手册 _ 2. 整流模块（

13、整流模块（ALM）的）的 LED 指示灯含义指示灯含义 LED 灯灯 颜色颜色 状解决办法状解决办法 态态 原因原因 - 关闭 装置供电电压不 在允许的范围内 - 绿色 连续的 装置操作就绪， Drive-CLiq - 并有周期性的 通信 橙色 正rive- 连续的 在建立 D CLiQ 通信 - 红色 连续的 组件存在至少一 - 个故障 READY 绿色/红色 闪烁（2Hz 正在下载固件； 通 识别被激活 - ）过 LED 的组件 - 关闭 - 装置供电电压不 在允许的范围内 橙色 连 （只在运行就绪 续的 直流母线电压在 允许的范围内 情况下） - DC LINK 连续的 直流母线电压不 在允许的范围内 （只在 就绪的情况下） 红色 ALM 运行 - 表的 LED 指示 3. 整流模块（整流模块（S的的 LED 指示灯含义指示灯含义 LED 灯灯 颜色颜色 状态状态 原因原因 解决办法解决办法 1.2 ALM灯 LM） - 关闭 装置没有供电 电压，或不在 允许的范围内 - 绿色 连续的 - 装置操作就绪 READY 红色 连续的 发生过温，过 流切断主开关 承认清除故障 诊断故障，并 西门子（中国）有限公司 自动化与驱动集团 运动控制部 -6- Sinamics S120 系列丛书