西門子伺服S120驅(qū)動系統(tǒng)

西門子助力中國制造業(yè)智能升級,！

西門子變頻器SINAMICS S120是西門子變頻器SINAMICS的一種產(chǎn)品，它主要由一個控制單元和一個功率模塊組成,。如果系統(tǒng)作為多軸系統(tǒng)的擴展時，

用戶可以配置適配器來完成驅(qū)動任務,?？刂茊卧俏鏖T子變頻器S120的核心模塊，在驅(qū)動控制系統(tǒng)的控制過程中起到了重要的作用,。

西門子變頻器S120的控制單元分為單軸驅(qū)動控制單元,，控制單元適配器等多種類型，用戶在使用西門子變頻器S120時,，需要注意它的安全功能,。

SINAMICS S120 的產(chǎn)品包括：用于單軸控制的AC/AC 驅(qū)動器和用于多軸控制的共母線的DC/AC驅(qū)動器。SINAMICS S120其功率范圍為0.12Kw -4500Kw,，幾乎適用于所有的生產(chǎn)機械,。

•多功能性：集多種控制模式于一體，適合于單軸或多軸驅(qū)動,。一個多軸控制單元CU320能控制多個驅(qū)動軸,，其軸數(shù)與控制模式有關(guān)。 ?伺服控制：6個驅(qū)動軸,。

?矢量控制：4個驅(qū)動軸,。

?V/F控制：8個驅(qū)動軸。

•進線電壓：單向200－240VAC,、三相380－480VAC和三相660－690VAC

•控制電機類型：既能控制感應電機,，又能控制同步、力矩及直線電機,。

•控制功能：既有高精度的速度控制功能,，又具有簡單定位功能，實現(xiàn)軸的相對和定位,。如果和上位的SIMOTION控制系統(tǒng)結(jié)合在一起還能實現(xiàn)同步,、凸輪等復雜的運動控制功能。

•硬件的自動識別：各驅(qū)動組件之間是通過高速通訊接口DRIVE-CLiQ來連接,，因此主控單元CU320能自動識別各組件,。

•數(shù)據(jù)的快速交換：各組件借助DRIVE-CLiQ的通訊連接，能夠?qū)崿F(xiàn)組件間的快速數(shù)據(jù)交換,，任一組件都可以很方便獲取其它組件的數(shù)據(jù),，即：一臺驅(qū)動器能夠獲取另一臺驅(qū)動器的數(shù)據(jù)（如：速度和位置的實際值等）。

•靈活性：模塊化設(shè)計，升級性強,?？梢愿鶕?jù)實際需要來增加或減少相應的模塊，或者來選擇單軸或雙軸功率模塊,。

•友好的參數(shù)界面：圖形化的參數(shù)界面易懂易學,，可根據(jù)功能圖的實時顯示，來實現(xiàn)參數(shù)的動態(tài)調(diào)試和監(jiān)控,。

•選型和配置：SIZER工具軟件通過向?qū)Х奖憧旖莸貋韺崿F(xiàn)SINAMICS S120的硬件配置,，并可以導出配置和訂貨清單。

•TIA設(shè)計理念：集成的PROFIBUS－DP接口,，易于和其它控制系統(tǒng)連接,。

產(chǎn)品版區(qū)： S120  dingolee

現(xiàn)需要選一套S120的伺服驅(qū)動器及電機，之前都是用V80系列的,，S120的沒用過,，上面什么控制模塊、驅(qū)動模塊怎么選??？

還有V80里面的1FL4033那種伺服電機能和S120的伺服驅(qū)動器配嗎？我具體需要一個轉(zhuǎn)矩在1.5NM左右的電機,，轉(zhuǎn)速沒要求,，然后就是做以下幾個動作：

手動慢速旋轉(zhuǎn)（按下按鈕就轉(zhuǎn)，放開按鈕就停）,、自動定角度旋轉(zhuǎn)（設(shè)定好兩種角度,，通過旋鈕來選擇，然后按一下按鈕就轉(zhuǎn)動一個預先設(shè)定好的角度）,，

這個簡單的動作是不是直接用S120上面的輸入輸出口來完成,，不需要再配PLC了吧。

SINAMICS S120 DC/AC多軸驅(qū)動器：

Sinamics S120 是西門子公司推出的全新的集V/F,、矢量控制及伺服控制于一體的驅(qū)動控制系統(tǒng),，它不僅能控制普通的三相異步電動機，還能控制同步電機,、

扭矩電機及直線電機,。其強大的定位功能將實現(xiàn)進給軸的、相對定位,。內(nèi)部集成的DCC(驅(qū)動控制圖表)功能,，用PLC的CFC編程語言來實現(xiàn)邏輯、

運算及簡單的工藝等功能,。

Sinamics S120產(chǎn)品包括：用于供直流母線的DC/AC逆變器和用于單軸的AC/AC變頻器,。

供直流母線的DC/AC逆變器通常又稱為sinamics s120多軸驅(qū)動器,，其結(jié)構(gòu)形式為電源模塊和電機模塊分開，

一個電源模塊將3相交流電整流成540V或600V的直流電,，將電機模塊（一個或多個）都連接到該直流母線上,。特別適用于多軸控制，

尤其是造紙,、包裝,、紡織、印刷,、鋼鐵等行業(yè),。優(yōu)點是各電機軸之間的能量共享，連線方便,、簡單。

單軸控制的AC/AC變頻器,，通常又稱為SINAMICS S120單軸交流驅(qū)動器,，其結(jié)構(gòu)形式為電源模塊和電機模塊集在一起，特別適用于單軸的速度和定位控制,。

SINAMICS S120 AC/AC 單軸驅(qū)動器：是在西門子公司推出的新一代交流驅(qū)動產(chǎn)品 ,，集整流和逆變于一體的新型驅(qū)動器，既能實現(xiàn)通常的V/F,矢量控制

,，又能實 現(xiàn)高精度,，高性能的伺服控制功能。它不僅能控制普通的三相異步電機,，還能 控制異步和同步伺服電機,，扭矩電機及直線電機。

其強大的定位功能將實現(xiàn)進 給軸的,、相對定位,。

SINAMICS S120產(chǎn)品包括：用于供直流母線的DC/AC逆變器和用于單軸的AC/AC 變頻器

供直流母線的DC/AC逆變器通常又稱為SINAMICS S120多軸驅(qū)動器，其結(jié)構(gòu)形式 為電源模塊和電機模塊分開,，

一個電源模塊將三相交流電整流成540V600V的 直流電,，將電機模塊（一個或多個）都連接到該直流母線上，

特別適用于多軸 控制,，尤其是造紙,、包裝、紡織,、印刷,、鋼鐵等行業(yè)。優(yōu)點是各電機軸之間的 能量共享,，連線方便,、簡單,。

單軸控制的AC/AC變頻器，通常又稱為SINAMICS  S120單軸交流驅(qū)動器,，其結(jié)構(gòu)形式為電源模塊和電機模塊集在一起,，

特別適用 于單軸的速度和定位控制。

SINAMICS是西門子一代的變頻器產(chǎn)品,，分為G（普通型）和S（高性能型）兩個家族,。Micromaster，Masterdrive 等變頻器最終將統(tǒng)一到SINAMICS系列產(chǎn)品中,。

SINAMICS 系列 是新一代變頻器,，分S系列和G系列，其中：

S系列相當是 MasterDriver 工程型變頻器6se7系列的升級,。實際上已經(jīng)涵蓋了各種驅(qū)動范圍（包括伺服定位）,。

G 系列相當是 MICROMASTER 標準（通用MM系列）變頻器系列的升級。

SINAMICS G120系列：

該系列采用的是控制單元和功率模塊分離的設(shè)計,，功率到250KW,，以后取代MM4系列。

SINAMICS G130系列：

功率到800KW,，也采用控制單元和功率模塊分離的設(shè)計,，控制單元采用的是和S120系列一樣的CU320-2。主要用在大型單機驅(qū)動設(shè)備上,。

G150是以柜體的形式供貨的,，是采用G130變頻器做成的變頻柜。

SINAMICS S120：

是替換6SE70的高性能變頻器,，支持單軸和多軸應用,，控制單元CU320-2既可以做伺服控制也可以做速度控制

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先把應用分類

類

速度控制、轉(zhuǎn)矩控制,、轉(zhuǎn)矩限幅—使用VECTOR模式,。這是傳統(tǒng)變頻器的功能，可以用在張力控制,、線速度控制,、

主傳動控制、負荷分配,、主從控制,、恒壓供水……等場合。

第二類

位置控制,、高動態(tài)響應,、快速定位—SERVO模式。

這是伺服控制應用場合,，需要定位,，需要提高生產(chǎn)節(jié)拍,，高動態(tài)響應意味著更快的加減速特性和更好的跟隨性，

一般還會配合上游運動控制器實現(xiàn)位置同步,、凸輪同步,、路徑插補等功能，廣泛引用在各類生產(chǎn)機械上,，比如包裝,、印刷、紡織,、機床,、機器人……等場合。

為西門子S120變頻器選擇匹配電機

①對于VECTOR模式,，一般使用三相異步鼠籠電機,，即感應電機。

②對于SERVO模式,，一般使用三相永磁同步無刷伺服電機,。

總結(jié)

對于速度/轉(zhuǎn)矩控制場合，使用VECTOR+感應電機,；對于位置控制場合,，使用SERVO+同步電機,。通過以上內(nèi)容介紹,，相信您對S120控制模式如何選擇，

是用伺服還是矢量控制會有一定的了解

SINAMICS S120 的產(chǎn)品包括：用于單軸控制的AC/AC 驅(qū)動器和用于多軸控制的共母線的DC/AC驅(qū)動器,。SINAMICS S120其功率范圍為0.12Kw -4500Kw,，幾乎適用于所有的生產(chǎn)機械。

•多功能性：集多種控制模式于一體,，適合于單軸或多軸驅(qū)動,。一個多軸控制單元CU320能控制多個驅(qū)動軸，其軸數(shù)與控制模式有關(guān),。 ?伺服控制：6個驅(qū)動軸,。

?矢量控制：4個驅(qū)動軸。

?V/F控制：8個驅(qū)動軸,。

•進線電壓：單向200－240VAC,、三相380－480VAC和三相660－690VAC

•控制電機類型：既能控制感應電機，又能控制同步,、力矩及直線電機,。

•控制功能：既有高精度的速度控制功能，又具有簡單定位功能,，實現(xiàn)軸的相對和定位,。如果和上位的SIMOTION控制系統(tǒng)結(jié)合在一起還能實現(xiàn)同步,、

凸輪等復雜的運動控制功能。

•硬件的自動識別：各驅(qū)動組件之間是通過高速通訊接口DRIVE-CLiQ來連接,，因此主控單元CU320能自動識別各組件,。

•數(shù)據(jù)的快速交換：各組件借助DRIVE-CLiQ的通訊連接，能夠?qū)崿F(xiàn)組件間的快速數(shù)據(jù)交換,，任一組件都可以很方便獲取其它組件的數(shù)據(jù),，即：

一臺驅(qū)動器能夠獲取另一臺驅(qū)動器的數(shù)據(jù)（如：速度和位置的實際值等）。

•靈活：模塊化設(shè)計,，升級強,。可以根據(jù)實際需要來增加或減少相應的模塊,，或者來選擇單軸或雙軸功率模塊,。

•友好的參數(shù)界面：圖形化的參數(shù)界面易懂易學，可根據(jù)功能圖的實時顯示,，來實現(xiàn)參數(shù)的動態(tài)調(diào)試和監(jiān)控,。

•選型和配置：SIZER工具軟件通過向?qū)Х奖憧旖莸貋韺崿F(xiàn)SINAMICS S120的硬件配置，并可以導出配置和訂貨清單,。

•TIA設(shè)計理念：集成的PROFIBUS－DP接口,，易于和其它控制系統(tǒng)連接。

隨著市場的發(fā)展和國內(nèi)功率電子技術(shù),、微電子技術(shù),、計算機技術(shù)及控制原理等技術(shù)的進步，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng),、交流伺服驅(qū)動器及伺服電動機這兩年有了較大的發(fā)展,，在某些應用領(lǐng)域打破了國外的壟斷局面。

西門子S120伺服驅(qū)動參數(shù)調(diào)整

S120為用戶提供了豐富的用戶參數(shù)0——59個,，報警參數(shù)1——32個,，監(jiān)視方式（電動機轉(zhuǎn)速，位置偏差等）22個,。

用戶可以根據(jù)不同的現(xiàn)場情況調(diào)整參數(shù),，以達到控制效果。幾種常用的參數(shù)的含義是：

（1）“0"號為密碼參數(shù),，出廠值315,，用戶改變型號必須將此密碼改為385。

（2）“1"號為型號代碼,，對應同系列不同功率級別的驅(qū)動器和電動機,。

（3）“4"號為控制方式選擇，改變此參數(shù)可設(shè)置驅(qū)動器的控制方式,。其中,，“0"為位置控制方式,；

“1"為速度控制方式；“2"為試運行控制方式,；“3"為JOG控制方式,；“4"為編碼器調(diào)零方式；

“5"為開環(huán)控制方式（用戶測試電壓及編碼器）,；“6"為轉(zhuǎn)矩控制方式,。

（4）“5"號為速度比例增益，出廠值為150,。此設(shè)置值越大,，增益越高，剛度越高,。參數(shù)設(shè)置根據(jù)具體的伺服驅(qū)動型號和負載情況設(shè)定,。一般情況下，

負載慣量越大,，設(shè)定值越大,。在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩情況下，應盡量設(shè)定較大些,。

（5）“6"號為速度積分時間常數(shù),，出廠值為20。此設(shè)定值越小,，積分速度越快,，

太小容易產(chǎn)生超調(diào)，太大使響應變慢,。參數(shù)設(shè)置根據(jù)具體的伺服驅(qū)動型號和負載確定,。一般情況下,，負載慣量越大,，設(shè)定值越大。

（6）“40",、“4l"號為加減速時間常數(shù),，出廠設(shè)定為0。此設(shè)定值表示電動機以0——100r/min轉(zhuǎn)速所需的加速時間或減速時間,。加減速特性呈線性,。

（7）“9"號為位置比例增益，出廠沒定為40,。此設(shè)置值越大,，增益越高，剛度越高,，相同頻率指令脈沖條件下,，位置滯后量越小,。

但數(shù)值太大可能會引起振蕩或超調(diào)。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動型號和負載情況而定,。

西門子S120伺服驅(qū)動的參數(shù)優(yōu)化技巧

（1） 根據(jù)上述設(shè)置好S120伺服驅(qū)動器參數(shù)后,，開始優(yōu)化調(diào)整伺服性能，即驅(qū)動增益參數(shù)的調(diào)整,。一般S120驅(qū)動器保持缺省的增益參數(shù),，

基本可以滿足用戶的加工要求。在缺省增益運行電動機時,，如果電動機發(fā)出異常聲音,，則要首先考慮電動機軸的安裝是否存在問題。

經(jīng)檢查問題后可考慮采用共振抑制的辦法,，修改7號參數(shù)（轉(zhuǎn)矩濾波器）和8號參數(shù)（速度檢測低通濾波器）來抑制電動機產(chǎn)生的振動,。

7、8號參數(shù)缺省參數(shù)為100,，可試著每次將7,、8號參數(shù)分別減少10，按確認鍵,。運行電動機,，如還不正常，再減少10,，直到電動機無異常聲音,。

一般7，8號參數(shù)的調(diào)整范圍為20——80之間,，這樣基本能達到共振抑制的效果,。

（2） 保持出廠參數(shù)時達不到加工效果，比如車床車出的斜面粗糙度值大,，可試著再調(diào)整如下參數(shù)：①速度比例增益PA5的調(diào)整：

確認驅(qū)動器正常啟動,，用數(shù)控系統(tǒng)手動控制電動機轉(zhuǎn)動（機床移動）。確認如果電動機不振動,，加大調(diào)整此參數(shù),。設(shè)定值越大，剛性越大,，

機床的定位精度越高,，每次加大數(shù)值5，直到產(chǎn)生振動,，將此值減小到穩(wěn)定后,，再將此值減10；②位置比例增益PA9：在穩(wěn)定范圍內(nèi)，

盡量設(shè)置得較大,，這樣機床跟蹤特性好,，滯后誤差小。同速度比例增益的調(diào)整相似,，在不產(chǎn)生振動的情況下應盡可能調(diào)大此值,；

③如以上兩參數(shù)提高后還達不到加工效果，可采用調(diào)整7,、8號參數(shù)的方法進行振動的抑制參數(shù)調(diào)整,。調(diào)整后，驅(qū)動器5,、9 號參數(shù)可以再向上調(diào)一些,，

這樣應該可以滿足用戶的加工要求。

綜上所述,，西門子S120伺服驅(qū)動的正確使用除按用戶手冊正確設(shè)置參數(shù)外,，還應結(jié)合使用現(xiàn)場和負載情況，靈活操作,。實際工作中,，

使用者只有具備較強的參數(shù)理解能力和實踐技能，才能摸索出調(diào)試驅(qū)動器和電動機的技巧,，才能用好伺服驅(qū)動和伺服電動機,。

客戶至上是公司成立之初所確立的宗旨，在公司的嚴格要求和員工們不折不扣地貫徹執(zhí)行下發(fā)展延續(xù)至今,。

你們的支持就是我的動力,，不求做到，但求做得更好,。

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