S120驱动控制系统介绍
西门子SINAMICS S120 介绍与使用
下面将从以下方面讲述： SINAMICS 基本概述
SINAMICS S120主要硬件概述
BOP20面板的介绍 SINAMICS S120 项目的创建
SINAMICS S120 调试
HMI、S7-300 与SINAMICS S120 的连接
开头语
大家好！ 下面我给大家讲一下西门子sinamics s120的 组成部分与在现场的应用。西门子sinamics s120是西门子公司最近几年新更新的变频器 版本，比masterdrive 6se70、mm440技术更 先进了。在原有变频器的电流环、速度环又 增加了位置环。
电机模块从直流母线取电，驱动电机
May.2006 Gu Hexiang, SLC A&D MC PM
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Automation and Drives
Sinamics S120 DC/AC 母线安装
运动控制器
Sinamics S120
简单而可靠的插入式连接器 简单的直流连接母线排
24 V 端子
产品概述 主要特点 DC/AC 单元 AC/AC 单元 选型及价格比较
模块化的设计，可以为用户量身定制解决方案
May.2006 Gu Hexiang, SLC A&D MC PM
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Automation and Drives
Sinamics S120 DC/AC CU320
运动控制器
Sinamics S120
产品概述 主要特点 DC/AC 单元 AC/AC 单元 选型及价格比较
电源 模块 电机 模块 电机 模块
24 V 跳线 直流母线
24 V 直流母线
直流连接桥
西门子S120驱动系统介绍
电机模块连接图
DHI·DCW
X9：1：P24V 2：M X41：1：EP M1 2：EP +24V X41为装机装柜型, 在书本型中为X21。 X21: 3: EP +24V 4: EP M1
1.4 控制单元CU320
DHI·DCW
控制单元CU320：整个驱动系统的控制部分
4个DRIVE-CLIQ口: X100～X103 数字输入/输出通道: X122,X132 24V电源:X124
2.2.2 Starter调试软件的其他功能
DHI·DCW
• 1) 使用控制面板(Control panel)进行电机辩识，控制电机转向以及 转速； • 2）对CU320的输入/输出点进行设置； • 3）通过参数表直接修改参数功能； • 4）根据导航Drive Navigator来对控制链路的各个环节进行设定以及 监控； • 5）数据记录 (Trace)功能对驱动器以及电机的各种状态参数进行记 录，方便故障诊断以及性能判断； • 6）操作面板（BOP）。
DRIVE-CLIQ连接
DHI·DCW
一般接线规则： • 在CU320上，一根DRIVE-CLiQ 最多只能连接16个接点 • 一排最多连接8个接点 • 不能有环型连接 • 接点之间不能重复连接 推荐接线：
X400－X402: 为装机装柜型电机模块的 端子； X200－X203: 为书本型电机模块的端子
1）控制面板(Control panel)
DHI·DCW
如果采用ALM、BLM或者是16 kW以上(包含16kW)的SLM模块，在使 能驱动之前，要先激活整流单元infeed模块。 1、P340=1（电机模型计算）。 2、电机辩识：a）将参数P1910=1（静态辩识）；P1960=2/4（动态辩 识）；b）接受控制权，使能Enable，按启动按钮。 优化完成后必须执行copy RAM to ROM。 3、操作电机运行：a）接受控制权,使能Enable；b)输入电机转速（为反向）；c）启动。(0%～200%n可调)
S120驱动控制系统介绍
课程代号:SFAE_D_B_02
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版本: V1.0
Overview
Basic Drives
Pumps Fans Compressors Conveyors
High Performance Single Drives
Centrifuges Traction drives Elevators Extruders Mixers Kneaders
Line modules:
DC link components
Motor modules
Power supply ALM, SLM, BLM Control units
SINAMICS S120 chassis and system components
Motors 3-ph. AC line supply
industrial line supplies
课程代号:SFAE_D_B_02
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版本: V1.0
DC link components
Braking modules & braking resistors
Extremely favorably-priced braking devices for occasional regenerative operation Braking modules are installed in the drive converter no additional space is
- DC fuses - DC link capacitors - IGBT modules
DC / AC
S120配置及应用介绍(技术讲解)
工程设计
驱动系统的设计与调试
工程设计
SINAMICS家族的所有成员都使用同样的工程工具
– SIZER 用于驱动系统的设计和选型 – STARTER用于驱动系统的调试
统一的外观与使用感觉 引导菜单 在线帮助和知识库给用户提供了强大的支持
数据的兼容性
使用SINAMICS的工程工具，驱动系统的设计和调试变得 更加轻松
DC/AC单元
(带有电源模块)
用于多轴驱动
1.6 – 107 kW 书本式设计
75 – 1200 kW 机架式设计
SINAMICS S120 的设计可以同时满足单轴和多轴应用的需要
核心特性
控制类型
伺服控制
– 用于高动态响应的运动控制
矢量控制
– 用于在大转速范围内的精确转速和扭矩控制应用
V/f 比控制
SIMOTION D
内部
内部计算
功能曲线发生器
内部
SINAMICS S120 提供了多种设定源
*) in preparation
S120 – Starting Functions
核心特性
• 自动重启
– 可以在断电后自动重新启动
• 捕捉再启动
– 与运动中的感应电机或同步电机相连接的驱动器可以 捕捉再启动
- 块设定 - 监控
位置控制 n ist
速度控制
扭矩控制
M
每一个位控任务最多有64个进程数据块*)
*) 在准备之中
电机范围
核心特性
扭矩电机*)
和…
直线电机*)
创新的机械概念
同步与感应电机
电动应用
感应电机、同步电机和磁阻电机
标准应用
1FW..
SINAMICSS120基本介绍
SINAMICSS120基本介绍详细介绍：SINAMICS驱动系统之一的SINAMICS S120具有模块化设计，可以提供高性能的单轴和双轴驱动，具有广泛的工业应用价值。
由于其具有很高的灵活性能，SINAMICS S120可以完美的满足应用中日益增长的对驱动系统轴数量和性能的要求。
SINAMICS S120支持“弹性”设备概念，可以灵活而快速的满足用户的特殊需求。
模块和扩充选件—适合各种应用的通用组件控制单元(CU)执行工艺功能运算并控制驱动器运行，而且提供连接到上位控制器的接口。
电机模块是一个逆变器，为电机提供运行电源；电源模块向直流母线提供电源，并可将直流母线上的再生能量回馈给电网；交流驱动器功率模块内置了电源模块，所以功率模块可以单独使用；电子选件板可以扩展系统功能，包括不同的编码器接口和过程信号连接；直流母线为其他模块提供稳定的直流电源；网侧功率元件—例如熔断器，接触器，电抗器，滤波器—组合成为完美的系统；电源模块电源模块就是我们常说的整流或整流/回馈单元，它是将三相交流电整流成直流电，供给各电机模块(又常称逆变器)，有回馈功能的模块还能够将直流电回馈给电网。
根据是否有回馈功能及回馈的方式，将电源模块分成下列三种：基本型电源模块(BLM: Basic Line Modules)：整流单元，但无回馈功能。
靠接制动单元和制动电阻才能实现快速制动。
BLM 是将三相交流电整流成直流电，只能靠接制动单元和制动电阻来实现制动。
BLM 分为书本型(20kW、40kW、100Kw)和装机装柜型(200kW、250Kw)，机柜型请查阅其它的相关资料。
对于书本型的BLM 有内部风冷和冷板两种类型，对于装机装柜型BLM 有两种供电电压: 380-480VAC 和660－690VAC。
实际应用中，在电网和BLM 之间必须安装与其功率相对应的电抗器。
智能型电源模块(SLM: Smart Line Modules，又称非调节型电源模块)：整流/回馈单元，但直流母线电压不可调。
西门子SINAMICSS120系统介绍与使用
SINAMICS S120 主要特点(2)
各轴之间能快速进行数据交换 集成的Profibus-DP接口，容易和上位机连接 能控制普通的三相异步机、同步机、扭矩电机及直线电机 友好的配置软件Sizer,由Sizer直接能输出SAP订单 图形化的调试软件Starter,能实时监控各过程变量及动态测试 系统的特性 简单定位:功能相当于Masterdrives MC的简单定位和Simodrive 611U 单轴定位 自由功能块，能实现逻辑功能、运算功能及相关的工艺功能，用CFC语 言进行编程
SINAMICS概述
SINAMICS 是西门子公司新一代的驱动产品，它将逐步 取代现有的MASTERDRIVES SIMODRIVE 系列的驱动系 统。SINAMICS 系列中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、电机模 块、传感器模块和电机编码器等）通过高速驱动接口DRIVECLiQ 相互连接。
西门子SINAMICSS120系统介绍与使 用
Sinamics S120 AC/AC 模块式功率模块
功率模块 PM340:电源模块＋电机模块
主要特征
适用于TN、 IT 和 TT电网 3AC400输入电压:功率从到90 kW
1AC230输入电压:功率从到 kW
不可控的二极管整流 集成的制动单元, 可以外接制动电阻实现快速制动 集成式的安全功能 “安全扭矩停车” 可选择的集成式的电源滤波器 (C2 acc. EN61800-3)
-1个输入 “安全停车“
X124 24V供电电源
1 个诊断灯 - RDY: 准备
S120驱动
(2)ALM-active line modular（调节型电源模块）或者SLM ?smart line modular （非调节型电源模块），电源模块，在这里把三相交流电转化成直流600V，600V的直流电通过直流母线转移到各个功率模块，为其他伺服模块能源提供。调节型电源模块以及非调节型电源模块的外观上基本一样。
(4)编码器转换器它的作用是把各个编码器信号转换成符合DRIVE-CLIQ通讯协议的信息。例如，SMC20，其中C表示电器柜内安装，而20则表示转换信号为1VPP正弦波。与之相对应的还有SME30,其中E表示柜外安装，而30表示TTL方波。现在几乎所有的信号类型，安装方式都可以找到相应的信号转换器信号。另外还有DMC20或者DME20它的做用是将多个信号，通过它传送到一根电缆上然后继续传输反馈给CU。
X200，X201,以及X202为DRIVE-CLIQ接口用于传输数据。其中X200必须由上一个站传入，而X201传出到下一个站。X202用于扩展，连接到SMC20或者其他部件上。X21-EP端子，端子的1,2脚是温度端子，端子的3，4脚EP使能，驱动器使能。
2024版S120学习教程第一部分产品介绍
01S120是一款高性能变频器，主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度和转矩。
02S120具有多种控制模式，包括速度控制、转矩控制、位置控制等，可满足不同应用场景的需求。
03S120还具备丰富的保护功能，如过流、过压、欠压、过热等，确保电机及变频器本身的安全运行。
S120定义及功能高性能S120采用先进的矢量控制技术，实现高精度、高动态响应的速度和转矩控制。
易用性S120提供简洁直观的操作界面和丰富的调试工具，方便用户进行参数设置和故障诊断。
可靠性S120采用高品质元器件和严格的生产工艺，确保产品的高可靠性和长寿命。
灵活性S120支持多种通讯协议和扩展模块，可与其他自动化设备实现无缝集成。
产品特点及优势01适用范围02应用场景S120适用于各种需要三相交流异步电机驱动的应用场合，如机床、风机、泵、压缩机、传送带等。
S120可广泛应用于工业自动化、能源、交通、建筑等领域，如自动化生产线、风力发电、电动汽车、电梯等。
适用范围和应用场景电机控制模块对电机进行精确控制，实现电机的启动、停止、调速等功能。
模块负责接收和发送数字量或模拟量信号，实现与外部设备的交互。
通信模块实现S120与其他设备或系统之间的数据传输和通信。
CPU 模块负责控制逻辑运算、数据处理等功能，是S120的核心部件。
电源模块为S120提供稳定可靠的电源，保证系统正常运行。
主要硬件部件介绍01连接方法通过电缆将各硬件部件连接起来，形成完整的S120系统。
02配置步骤首先进行系统初始化设置，然后根据实际需求配置各硬件部件的参数和功能。
03注意事项在连接和配置过程中，需确保电源稳定、接线正确、参数设置合理等，以避免出现故障或损坏设备。
硬件连接与配置方法03S120可能出现的故障包括电源故障、通信故障、I/O 故障等，其原因可能是硬件损坏、接线错误、参数设置不当等。
故障现象与原因针对不同类型的故障，可采用观察指示灯、检查接线、查看故障代码等方法进行排查。