SIMATIC Drive Controller 視頻

SIMATIC Drive Controller 分為兩個(gè)性能等級(jí)，兩種故障安全型 T-CPU（CPU 1504D TF 和 CPU 1507D TF）滿足極為苛刻的運(yùn)動(dòng)控制需求。

故障安全型 CPU 可在同一個(gè)控制器上處理標(biāo)準(zhǔn)程序和安全程序。

作為 T-CPU，它們還具有大量運(yùn)動(dòng)控制功能，例如：

• 速度和定位軸

• 同步操作功能

• /同步位置進(jìn)行同步

• 實(shí)際值耦合

• 以下軸的主值偏移

• 凸輪傳動(dòng)

• 跨 PLC 的同步操作

• 凸輪

• 從應(yīng)用程序循環(huán)運(yùn)動(dòng)向量（MotionIn 接口）

• 運(yùn)動(dòng)

• 帶有最多 4 個(gè)插補(bǔ)軸（如笛卡爾門架、Delta 揀選機(jī)、滾軸揀選機(jī)、關(guān)節(jié)臂、圓柱坐標(biāo)機(jī)械手、三腳架揀選機(jī)和 SCARA）

• 用戶定義運(yùn)動(dòng)

• 外部編碼器、輸出凸輪和測(cè)量輸入

所有性能等級(jí)都提供有大量集成接口和工藝 I/O，可用來高效實(shí)現(xiàn)緊湊型和模塊化自動(dòng)化解決方案，具有基于 SINAMICS S120 變頻器系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制。

由于系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間短，SIMATIC Drive Controller 是需要大量軸配置限制和用于實(shí)現(xiàn)較高機(jī)器時(shí)鐘頻率的極短循環(huán)時(shí)間以及通過確定和可重復(fù)的機(jī)器特性實(shí)現(xiàn)優(yōu)異產(chǎn)品質(zhì)量的所有場(chǎng)合的理想解決方案。

SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器可在 TIA Portal V16 或更高版本中，使用 SIMATIC STEP 7 Professional 工程組態(tài)軟件和 SINAMICS Startdrive 進(jìn)行組態(tài)。
SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器可通過模塊化 SINAMICS S120 變頻器系統(tǒng)中的組件以及 SIMATIC 自動(dòng)化組件（如 HMI 和 I/O 系統(tǒng)）進(jìn)行擴(kuò)展。
經(jīng)由 PROFINET，可方便地集成附加變頻器系統(tǒng)（例如 SINAMICS S210 或 SINAMICS G）。

SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器將要求苛刻的機(jī)器方案所需的功能組合在一起：通過功能多樣的 SINAMICS S120 變頻器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)故障安全 T-CPU 的運(yùn)動(dòng)控制功能；所有功能在一個(gè)緊湊型控制器中提供。

SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器適合采用 SINAMICS S120 變頻器系統(tǒng)的應(yīng)用，原因是

• 需要一種高動(dòng)態(tài)的靈活多軸傳動(dòng)系統(tǒng)：

• 廣泛的性能

• 全面的電機(jī)系列

• 多種控制方式（伺服、矢量、V/f）

• 擴(kuò)展工藝功能（VIBX 減振等）

• 需要受控的進(jìn)給/反饋：

• 防止有害的線路諧波失真

• 達(dá)到較高的交流電源變化抗擾性

• 用于實(shí)現(xiàn)制動(dòng)時(shí)的再生回饋

典型應(yīng)用領(lǐng)域包括：

• 多軸機(jī)器（如印刷和造紙機(jī)械）

• 具有較短機(jī)器周期的高性能應(yīng)用（如包裝機(jī)械和搬運(yùn)應(yīng)用）

• 給控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)留出很小空間的緊湊型機(jī)器（如機(jī)器床身中的控制柜）

• 分布式控制和驅(qū)動(dòng)方案

• 多個(gè) SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器相互同步或通過跨 PLC 同步與其它 SIMATIC S7-1500 控制器同步的模塊化機(jī)器

• 需要采用故障安全 PLC 來提供機(jī)器和操作員保護(hù)的應(yīng)用

• 對(duì)運(yùn)動(dòng)控制和 PLC 性能具有中等到較高要求的苛刻自動(dòng)化解決方案，這些解決方案需要適當(dāng)數(shù)量的接口和工藝 I/O

配置含有 SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器的多軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)

一個(gè)多軸傳動(dòng)系統(tǒng)包括：

• 一個(gè) SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器，用于多軸傳動(dòng)系統(tǒng)的閉環(huán)控制和開環(huán)控制

• 一個(gè) SINAMICS S120 整流柜（饋電裝置）

• 一個(gè)或多個(gè) SINAMICS S120 逆變柜（用于連接電機(jī)的功率單元）

• 其它驅(qū)動(dòng)組件，如

• 編碼器模塊、終端模塊、

• 電源、

• 濾波器、

• 電抗器等

SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器與 SINAMICS S120 變頻器組件之間的連接是通過 DRIVE-CLiQ 完成的。

緊湊書本型（左）和書本型（右）設(shè)計(jì)形式的傳動(dòng)系統(tǒng)

模塊型 SINAMICS S120 PM240-2 功率單元可通過控制單元適配器（CUA31 和 CUA32）連接到 SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器。

SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器的驅(qū)動(dòng)配置限制范圍可通過額外的 SINAMICS S120 控制單元 CU320-2/CU310-2 或通過其它驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（如 SINAMICS S210）來擴(kuò)展。為此，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須支持所需的 PROFIdrive 報(bào)文（例如，報(bào)文 1、2、3、4、5、6、102、103、105、106）

也可以連接附加自動(dòng)化組件，如：

• HMI 系統(tǒng)

• I/O 系統(tǒng)（ET 200SP、ET 200MP 等）

• 編碼器系統(tǒng)

• 步進(jìn)電機(jī)/模擬驅(qū)動(dòng)器

接口

為了高效實(shí)現(xiàn)緊湊型和模塊化的自動(dòng)化解決方案，CPU 具有大量集成接口和工藝 I/O。

SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器上的接口和顯示/控制部件

內(nèi)置 I/O

• 12 DI 和 8 DI/DQ（X122/X132，分配給集成驅(qū)動(dòng)控制功能，可通過報(bào)文 39x 由 PLC 使用）

• 8 DI/DQ（X142，分配給 PLC、工藝 I/O）

通信接口

• 4 × DRIVE-CLiQ (X100 – X103)，用于連接整流柜和逆變柜等驅(qū)動(dòng)組件

• 1 x PROFINET IO IRT（X150，3 個(gè)端口），例如，用于連接其它驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和等時(shí)同步 I/O 系統(tǒng)，或用于跨 PLC 的同步操作

• 1 x PROFINET IO RT（X160，1 個(gè)端口），例如，用于網(wǎng)絡(luò)分隔或用于連接其它 PROFINET 設(shè)備

• 1 x PROFINET 基本服務(wù)（X130，1 個(gè)端口），用于以 1 Gbit/s 的速度進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸

• 1 x PROFIBUS DP（X126，主站接口），用于連接分布式 I/O

• 2 x USB（X125/X135，無功能）

SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器具有用于調(diào)試和診斷的顯示和控制元件。

顯示元件

• 3 個(gè)狀態(tài) LED 燈（PLC：RUN/STOP、ERROR、MAINT）

• 3 個(gè)狀態(tài) LED 燈（變頻器：RDY、COM、未分配）

• ACT LED 燈用于顯示對(duì) SIMATIC 存儲(chǔ)卡的讀/寫訪問狀態(tài)

• LINK 和 ACTIVITY LED 燈（用于接口 X130、X150 和 X160 處的每個(gè) RJ45 接口）

• 7 段顯示屏，用于診斷

操作員控制部件

• PLC 模式選擇開關(guān) (RUN/STOP/MRES)

• FUNCT 鍵（例如，將診斷數(shù)據(jù)寫入 SIMATIC 存儲(chǔ)卡）
  

SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器將一個(gè)故障安全型 SIMATIC S7-1500 T-CPU 和一個(gè) SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)控制器組合在一個(gè)緊湊型裝置中。

集成 SIMATIC S7-1500 TF-CPU

組態(tài) CPU 功能需要使用含有 STEP 7 Professional 的 TIA Portal V16 或更高版本。使用 F-CPU 功能還需要 STEP 7 Safety Advanced。

作為 T-CPU，SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器具有擴(kuò)展運(yùn)動(dòng)控制功能，如：

• 凸輪和齒輪同步運(yùn)行

• 跨 PLC 的同步操作

• 含有最多 4 個(gè)插補(bǔ)軸的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)

通過所有 T-CPU 中集成“跨 PLC 同步操作"功能，可跨 CPU 實(shí)現(xiàn)齒輪傳動(dòng)和凸輪傳動(dòng)，這樣就幾乎沒有軸的組態(tài)限制。
除了多個(gè) CPU 之間的性能分配外，還可通過跨 PLC 的同步操作方便地實(shí)現(xiàn)模塊化自動(dòng)化方案。

跨 PLC 的同步操作

通信

例如，通過 CPU 功能強(qiáng)大的接口，可執(zhí)行以下功能：

• PROFINET I/O 控制器用于操作 PROFINET 上的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和分布式 I/O

• PROFINET 智能設(shè)備用于連接 CPU 以作為 SIMATIC 或非西門子 PROFINET IO 控制器下的智能 PROFINET 設(shè)備

• PROFIBUS 主站接口

• 等時(shí)同步模式用于 PROFINET、PROFIBUS、工藝 I/O 和集成驅(qū)動(dòng)控制

• 作為運(yùn)行系統(tǒng)選件的 OPC UA 服務(wù)器和客戶機(jī)用于方便地將 SIMATIC S7-1500 連接到第三方設(shè)備/系統(tǒng)，具有 OPC UA Data Access、OPC UA Security、OPC UA 方法調(diào)用等功能，支持 OPC UA 合作伙伴規(guī)范

對(duì)于 SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器，使用 OPC UA S7-1500 時(shí)需要以下運(yùn)行系統(tǒng)選件：

• CPU 1504D TF：SIMATIC OPC UA S7-1500 Small

• CPU 1507D TF：SIMATIC OPC UA S7-1500 Large

工藝 I/O

8 DI/DQ 分配給 PLC 并具有可按通道設(shè)置參數(shù)的工藝功能：

• DI（具有硬件中斷功能）

• DQ

• 定時(shí)器 DI

• 定時(shí)器 DQ

• 過采樣 DI

• 過采樣 DQ

• 事件/周期持續(xù)時(shí)間測(cè)量

• 脈寬調(diào)制 PWM

使用一個(gè)可設(shè)置參數(shù)的輸入濾波器 (1 µs / 125 µs)，可在高動(dòng)態(tài)響應(yīng)性和抗干擾性方面對(duì)數(shù)字量輸入進(jìn)行優(yōu)化。

數(shù)字量輸出可作為高速輸出進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

• 極陡的邊沿（1 μs 范圍內(nèi)的輸出延時(shí)）

• 高切換頻率

• *切換精度，例如，作為輸出凸輪輸出

集成 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)控制

組態(tài)集成驅(qū)動(dòng)控制需要使用 SINAMICS Startdrive V16 或更高版本。

集成在 SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器中的驅(qū)動(dòng)控制基于 SINAMICS S120 控制單元 CU320-2（固件版本 V5.x）。這樣就直接通過 SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器來運(yùn)行最多 6 個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)、6 個(gè)矢量驅(qū)動(dòng)或 12 個(gè) V/f 驅(qū)動(dòng)。
如果需要更多驅(qū)動(dòng)，則 SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器的驅(qū)動(dòng)組態(tài)限制范圍可通過額外的 SINAMICS S120 控制單元 CU320-2/CU310-2 或其它驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（如 SINAMICS S210）來擴(kuò)展。

SINAMICS Integrated 功能

SINAMICS Integrated 具有 SINAMICS S120 CU320-2 的驅(qū)動(dòng)功能中的一部分功能。

SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器的集成驅(qū)動(dòng)控制不支持以下功能/組件：

• 自由函數(shù)塊 (FBLOCKS)

• SINAMICS Web 服務(wù)器

• SINAMICS、SIMOTION 和 SINUMERIK 相關(guān)組件（TM17、HLA、CX32-2、NX1x.3、TB30、CBExx）

注意
連接到 SIMATIC 驅(qū)動(dòng)控制器的附加 SINAMICS S120 控制單元 CU320-2/CU310-2 具有全部功能。

需要許可證的 SINAMICS 功能