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采用一臺中央控制器的全新系統結構

每個電子協同型驅動裝置都可協同進行工作，以便完成用戶的驅動任務。上位控制器可使驅動裝置產生所需的協調運動。這就要求控制器與所有驅動裝置之間應實現循環數據交換。迄今為止，這種數據交換必須通過一個現場總線實現，安裝和設計費用相應較高。而 SINAMICS S120 變頻調速柜則采取了一條不同的途徑：一個中央控制器對所有連接的軸進行驅動控制，并且還可在驅動裝置之間或者在軸之間實現技術性的邏輯互連。由于全部所需數據均存儲在中央控制器中，這些數據無需進行傳輸。在一個控制器內即可交叉軸連接，利用一個鼠標，使用 STARTER 調試工具即可進行便捷的組態。

• SINAMICS S120 變頻調速柜控制器可自動執行簡單的技術功能任務
• CU310?2 DP 或 CU310?2 PN 控制單元可用于單機驅動
• CU320?2 DP 或 CU320?2 PN 控制單元適合多軸應用。
• 借助于 SIMOTION D 的功能更強大的控制單元 D410?2, D425?2, D435?2, D445?2 和 D455?2（按照性能進行分級），可完成復雜運動控制任務。

這些控制單元均基于面向對象的

SINAMICS S120 標準固件，該固件包含所有最常用的控制模式，可升級以滿足最先進的性能要求。

驅動控制以組態方便的驅動對象形式來提供：

• 進線整流控制
• 用于廣泛的異步（感應）電機應用 - 可靠的“矢量控制”和
• 用于具有苛刻動態要求的永磁同步電機 -“伺服控制”
• 而 V/f 控制模式可用于簡單應用，如含有 SIEMOSYN 電機的成組驅動

CompactFlash 卡

SINAMICS S120 驅動器的功能存儲在 CF 卡上。此存儲卡中包含用于所有驅動裝置的固件與參數設置（以項目的形式）。CF 卡還可保存附加項目，這意味著在調試不同類型的系列機床時，可立即訪問正確的項目。在控制單元啟動之后，CompactFlash 存儲卡上的數據被讀取并裝到 RAM 中。

固件以對象的形式進行組織。驅動對象用于針對輸入模塊、電機模塊、電源模塊以及通過 DRIVE-CLiQ 連接的其他系統組件執行開環和閉環控制功能。

驅動對象

一個驅動對象就是一個獨立軟件功能，它帶有自己的參數，如有必要，還帶有自己的故障消息和報警。

通過 SIMOTION 對工藝功能加以擴展

SIMOTION D 控制單元支持多驅動器的協調運動控制。除驅動對象外，還可在這些控制單元上實現工藝對象。可將這些對象進行分組以形成工藝功能包，并提供擴展的運動控制功能（如同步操作、凸輪盤、路徑插補等）或工藝功能（如凸輪控制器、溫度或壓力控制）。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131-3 的 PLC，這意味著該系統不僅能夠控制運動序列，而且還可控制包括 HMI 及 I/O 的整臺機器。

全面的開環和閉環控制功能

廣泛的標準功能（如設定點輸入、數據組切換、控制器優化、動態緩沖等）確保了極高的運行可靠性和優異的應用靈活性。

關鍵開環和閉環控制功能概覽

	閉環控制類型 S120	開環控制類型 S120	書本型/機架型 S120 的主要功能	備注，說明
進給控制	書本尺寸 帶/不帶電源傳感器的 電流控制 不帶/帶電源傳感器的VDCDC 控制 連接 帶電源傳感器的 電流控制 帶電源傳感器的VDC控制	書本型/制動 基本模式 僅限整流 回饋模式 整流和再生回饋	電源識別 控制器優化 諧波濾波器 自動重啟	電源傳感器是 VSM 10 電壓檢測模塊；“電流”是輸入電流；3 相輸入頻率
矢量控制	異步電機 轉矩控制 帶/不帶編碼器 轉速控制 帶/不帶編碼器 轉矩電機 轉矩控制 帶編碼器 轉速控制 帶/不帶編碼器 異步電機（感應電機），扭矩電機 位置控制 帶編碼器	直線/拋物線特性 固定頻率特性（紡織） 獨立電壓設定點輸入	數據組切換 擴展設定點輸入 電機識別 電流/轉速控制器優化 工藝控制器 基本定位器 自動重啟 快速重新起動，帶/不帶編碼器 動態緩沖 同步 靜態 制動控制	可實現帶 V/f 控制模式的混合操作；因此，V/f 控制模式在揤ector Control斍�动俄嵒e薪齟媧⒁淮 可在“伺服”和“矢量”模式中將位置控制選擇為一個功能模塊。 同步電機（1FK 和 1FT）和直線電機僅可在伺服模式中運行。
侍服控制	異步電機 轉矩控制 帶編碼器 轉速控制 帶/不帶編碼器 同步電機、直線電機和轉矩電機 轉矩控制 帶編碼器 轉速控制 帶編碼器 所有電機類型 位置控制 帶編碼器	直線/拋物線特性 固定頻率特性（紡織） 獨立電壓設定點輸入	數據組切換 設定點輸入 電機識別 阻尼應用 工藝控制器 基本定位器 制動控制	可實現帶 V/f 控制模式的混合操作；因此，V/f 控制模式在揤ector Control斍�动俄嵒e薪齟媧⒁淮 可在“伺服”和“矢量”模式中將位置控制選擇為一個功能模塊。

BICO 技術

每個驅動對象都包含大量輸入和輸出變量，這些變量可使用 Binector-Connector 技術 (BICO) 進行任意和獨立互連。一個 Binector 就是一個邏輯信號，其值為 0 或 1。而連接器是一個數值，例如，實際轉速或當前設定值。

驅動個控制圖 (DCC)

用于 SINAMICS S120 的 DCC 驅動控制圖可對驅動級的閉環過程控制、邏輯和算術功能進行簡便的圖形化組態。

它可以方便地組態 SIMOTION 運動控制系統以及 SINAMICS S120 驅動系統的技術功能。

用戶友好的 DCC 編輯器支持控制回路結構的方便圖形組態和清晰顯示。

相關的塊庫包含大量閉環控制、運算和邏輯塊以及更復雜的開環和閉環控制功能。

SINAMICS S120 的驅動控制圖同時還為直接在轉換器中解決驅動級開環和閉環控制任務奠定了基礎。

工藝控制器

工藝控制器是一種 PID 控制器，適合執行變量調節控制，例如，調節液位、溫度、張力、壓力、流速和調節輥位置。

集成的安全功能 (Safety Integrated)

控制單元支持全面的安全功能。

集成安全功能是 Safety Integrated 基本功能

• STO = 安全扭矩斷
• SBC = 可靠制動控制
• SS1 = 安全停機1

和需要授權的 Safety Integrated 擴展功能

• SS2 = 安全停機 2
• SOS = 安全運行停車
• SLS = 安全限制轉速
• SSM = 安全轉速監視器
• SDI = 安全方向
• SLP = 安全限制位置

（符合 IEC 61800-5-2 的縮寫）

如果使用擴展安全功能，則需要授權、補充系統組件（如 TM54F 終端模塊）或適宜的安全控制裝置。

有關集成安全功能的詳細信息，請參見“故障安全集成”一章。

診斷通過軌跡功能得到最佳支持

與驅動對象相關的輸入和輸出變量的時間特性可通過集成的軌跡功能進行測量，并通過 STARTER 調試工具進行顯示。軌跡可同時記錄最多 4 個信號。一個記錄可通過自由選擇邊界條件來觸發，例如，通過一個輸入或輸出變量的值來觸發。

基本定位器功能模塊 (EPos)

基本定位器“Epos”可作為一個另外激活的功能模塊在所有 SINAMICS S120 控制單元上調用。基本定位器可用于解決基本運動控制任務，無需使用一個外部控制器。

集成功能，用于帶電機編碼器或機器編碼器的直線和旋轉軸的絕對及相對定位。

 

SINAMICS S120 驅動系統中的 Epo 基本定位器提供了強大、精準的定位功能。由于其靈活性和自適應性，基本定位器可用于一系列定位任務中。

這些功能無論是在調試還是操作時都易于處理，并且綜合監控功能十分卓越。

在不使用外部位置控制器的情況下，可以實現許多應用。

Epo 基本定位器用于在絕對/相對定位條件下定位帶有旋轉以及線性電機編碼器或機器編碼器（間接或直接測量系統）的線性或旋轉軸（模數）。

Epo 是一個功能模塊，其可在伺服控制或向量控制中激活。

用戶友好的組態和調試，包括控制面板（通過 PC 操作）和帶有 STARTER 調試工具的診斷功能。

除了極為靈活的定位功能，由于其一體化的監控和補償功能，Epo 還具有高度的用戶友好性和靈活性。

各種不同的操作模式及其功能增強了靈活性和設備生產率，例如，通過“運行中快速”和無擾地校正運動控制。

預組態的 PROFIdrive 定位框可供使用，一旦選擇此定位框，其可以自動建立到基本定位器的內部“連接”。

Epo 基本定位器的功能

借助以下基本組件實現閉環位置控制

• 位置實值感測（包括低級別測量探頭評估和基準標記搜索）
• 位置控制器（包括限值、適配和預控計算）
• 監控功能（停止、定位和動態跟蹤誤差監控，和凸輪信號）

機械系統

• 反向間隙補償
• 模數偏移量

極限值

• 速度/加速度/延遲/沖擊限制
• 軟件限位開關（通過位置設定點評估進行行程限制）
• 停止凸輪（使用硬限位開關分析進行移動范圍限制）

參考或調整

• 設定參考點（對于處于靜止的軸）
• 搜索基準（單個模式包括反向凸輪功能、自動換向、歸位至“輸出凸輪和編碼器零點標號”或只是“編碼器零點標號”或“外部零點標號 (BERO)”）
• 捕捉參考（借助于測量輸入分析，可實現“正常”移動期間的連續參考；例如，通常會分析 BERO 傳感器。“點動”、“直接設定值輸入/MDI”和“移動塊”模式的從屬功能）
• 絕對值編碼器校準

橫動程序塊模式（64 個橫動程序塊）

• 使用可存儲在驅動裝置中的橫動塊進行定位，包括塊變動啟動條件和特定任務，用于一根已經定位過的軸
• 橫動程序塊編輯器使用 STARTER
• 每個橫動程序塊包含以下信息：
  • 作業編號和作業（如定位、等待、GOTO set jump、設置二進制輸出、移動到固定止擋 ）
  • 運動參數（目標位置、加速和減速的超越速度）
  • 模式（如：隱藏塊、延續條件如“先停后續”、“持續運行”和“使用高速探頭輸入外部延續”）
  • 作業參數（如等待時間、按塊記錄步驟條件）

直接定位點輸入 (MDI) 模式

• 定位（絕對、相對）和設置（循環閉環位置控制），通過直接定位點輸入（如通過 PLC 使用過程數據 ）
• 在移動（運行中設定點接收）以及在設置和定位模式之間快速轉換時，也可以影響運動參數。
• 如果軸沒有復位，直接定位點規范操作模式（MDI）也可以在定位或設置模式中使用。這意味著運行中同步和重新復位可以通過“快速定位”來執行。

點動模式

• 軸的閉環位置控制移動，在“循環位置控制”或“慢進增量”模式下運行，（通過一個“步長”）并可以在這兩種模式間切換