最新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
12
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)
Sinamics S120驱动系统在起重机上的应用
３ 安 装 设 计
Ｓｎ ｍ ｃ １０设 计 用 于 安 装 在 控 制 柜 内 ，具 ｉａ ｉｓ ２ Ｓ
备 以下 优 点 ：搬 运 轻 便 、安 装 与 布 线 简 便 ；实 用 的连接 技术 和符合 Ｅ ＭＣ要 求 的线 路 安 装 ；一 致设
计 ，无 缝 安装 ；内部 风冷 等 。
位 置 点 动 用 来 补偿 在 机 械 工艺 或 安 装 中产 生 的误
在 Ｓ２ １０系 统 中 ，控 制 单 元 Ｃ ３ ０ 自身 可 实 Ｕ２
现伺 服 控 制 ，但 有 限 于 Ｃ ３ ０的运 算 能 力 ，则 在 Ｕ２ 多轴 的伺 服 系 统 应 用 中多 采 用 Ｓｍｏｉ ｉ ｔ ｎ Ｄ控 制 单 ｏ 元 。 由于 Ｓｍ ｔ ｎ Ｄ控 制 单 元 中 自身 集 成 了 １个 ｉ ｏｉ ｏ
件都 通 过 共 用 的 串 行 接 口 Ｄ Ｉ Ｅ—Ｃ ｉ 相 互 连 ＲＶ ＬＱ
接 。统 一 的 电缆 和 连 接 器 技 术 规 格 可 减 少 零 件 的 多样 性 和仓 储成 本 。对 于 第 ３方 电机 或 改造 应 用 ， 可使 用 转换 模 块 （ 码 器 模 块 ） 将 常 规 编 码 器 信 编
元 。此方 案 可把 矢 量 控 制 与伺 服 控 制 分 配 给 不 同 的 控 制 单 元 ，可 在 Ｓｍ ｔｎ Ｄ 中 做 运 算 控 制 。 ｉｏｏ ｉ
２ ｉ ｏｉ ）Ｓｍ ｔ ｎＤ＋多 个 Ｃ ３ ｏ Ｘ ２扩 展 模 块 。 Ｃ ３ Ｘ ２模 块 与 Ｃ ３ ０功 能基本 相 同 ，但 Ｃ Ｕ运算 能力 差 ，且 Ｕ２ Ｐ Ｃ３ Ｘ ２仅带 有 Ｄ Ｉ Ｅ—Ｃ ＲＶ ＵＱ接 口。
差 ，从 而提 高 控 制 精 度 ；另 外 ，手 动 数 据 输 入 可
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。
西门子sinamics s120驱动系统在车身主拼夹具切换系统中的应用
摘要：为了给车身焊装生产线夹具切换系统提供一种涵盖硬件组件和软件程序的标准化解决方案，减少相关的软硬件设计周期，降低开发成本，介绍了通过使用西门子SINAMICS S120驱动系统，完成硬件和软件的部分标准化工作，包括硬件选型与安装、软件标准功能块的创建等，实现汽车焊装车间车身主焊线多车型主拼夹具的切换功能。
结合在焊装生产线的实际应用，为类似的夹具切换系统提供了一种可推广的功能实现方法。
关键词：SINAMICS S120驱动系统夹具切换系统标准功能块中图分类号：U466文献标识码：BDOI ：10.19710/ki.1003-8817.20190176西门子SINAMICS S120驱动系统在车身主拼夹具切换系统中的应用吕长亮（一汽模具制造有限公司，长春130011）作者简介：吕长亮（1987—），男，助理工程师，学士学位，研究方向为汽车焊装生产线电气自动化设备的应用。
1前言SINAMICS 驱动系统是西门子公司新一代驱动产品，它将逐步取代原有的MASTERDRIVES 及SIMODRIVE 系列的驱动系统。
SINAMICS 广泛应用于工业领域的机械设备生产和工厂设备，包括塑料、轧钢、机床、纺织、印刷、各种工业传送系统等各种方向。
SINAMICS 依照使用范围的不同，分为3个系列即SINAMICS G 、SINAMICS S 、SINAMICS DCMASTER 。
其中SINAMICS S120是集V/F 、矢量控制及伺服控制于一体的驱动控制系统，不仅能控制普通的三相异步电机，还能控制同步电机、扭矩电机及直线电机，同时还具备强大的进给轴绝对、相对定位功能。
主要介绍S7-300与SINAMICS S120通过PRO⁃FIBUS-DP 网络通讯，通过S120基本定位功能，实现对2套三相同步电机的切换运动的驱动，从而实现某汽车工厂焊装车间车身主焊线主拼夹具的切换功能。
2SINAMICS S120驱动系统简介2.1SINAMICS S120驱动系统组件SINAMICS S120驱动系统由不同的模块组成，包括控制单元、电源模块、电机控制模块、制动模块、电机等系统组件。
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。
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课程代号:SFAE_D_B_02
Page: 5 - 1
版本: V1.0
覆盖各个功率等级
SINAMICS
G110 0.12 kW
功能强大
S120
G130
G150 / S150 1 MW
100 MW
SINAMICS
G110 基本功能
应用广泛
G130 G150
S120 S150
S120 运动控制 / 伺服功能
▪ Basic line modules ▪ Smart line modules ▪ Active line modules
DC link
▪ Braking modules +
Braking resistors
MMMootoottororrMMmoododuduluellees
▪ 380 - 480 V ▪ 660 - 690 V
Electronic components
▪ Control unit ▪ Option boards ▪ Sensor modules ▪ Terminal modules ▪ Operator panel
Motor-side components
MMMootoototror r
▪ Motor reactors ▪ dv/dt s ▪ Sinusoidal filters
VDC link 1.35*V line supply
Basic line modules: The favorably-priced 1Q infeed
课程代号:SFAE_D_B_02
Page: 5 - 5
版本: V1.0
Three different line modules
Smart line modules (“Infeed/regenerative feedback unit”) – 4Q infeed avoiding inverter commutation faults by using IBGTs during line faults, fuses no longer blown – An autotransformer is no longer required – Compact and favorably priced – Main components included: - IGBT modules - DC link capacitors - Line voltage sensing - RFI suppression filter accord. EN 61800-3 category C3
Active line modules (“AFE infeed/regenerative feedback unit”) – Highest dynamic performance – Higher degree of operational reliability when connected to weak line supplies – Line-friendly – Main components contained: - IGBT modules - DC link capacitors - DC fuses
Active line modules in the chassis format
课程代号:SFAE_D_B_02
Page: 5 - 7
VDC link = 1.5*V line supply
版本: V1.0
Three different line module
Active interface modules – Line-side system components for active line modules – Innovated clean power filter ensures almost sinusoidal line currents – Extremely compact design – Available as chassis unit over the complete power range – Main components contained: - step-up reactor - capacitors for the clean power filter - pre-charging circuit - RFI suppression filter accord. EN 61800-3 category C3
▪ Permanent-magnet motors ▪ Induction motors
- standard/trans-standard - servo
课程代号:SFAE_D_B_02
Page: 5 - 4
版本: V1.0
Three different line modules
Basic line modules (“infeed unit”) – The rugged 1Q infeed – Extremely compact and favorably-priced – Main components included: - line thyristors - DC link capacitors - pre-charging cirucit - RFI suppression filter accord. EN 61800-3 category C3
课程代号:SFAE_D_B_02
Cabinet modules
Page: 5 - 3
版本: V1.0
Overview of the components
Line connection
Line-side components
▪ Line reactors ▪ Line filters
Line modules
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
SINAMICS
G110 常规驱动器
课程代号:SFAE_D_B_02
G130 G150
高性能驱动器
Page: 5 - 2
S150
S120 组合驱动器，伺服驱动器
版本: V1.0
System overview SINAMICS S120 chassis and cabinet modules
Line-side components
VDC link 1.35*V line supply
Smart line modules: The rugged infeed/regenerative feedback
课程代号:SFAE_D_B_02
Page: 5 - 6
版本: V1.0
Three different line module