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首页西门子S120伺服系统详细手册:功能、调试与安全指南
西门子伺服S120手册是一份详细的技术指南,专为西门子SIMOTION S120伺服驱动系统设计。这份文档主要介绍了S120驱动器的功能特性和使用方法,适用于固件版本4.7(FH1),发布日期为2014年4月。
首先,手册涵盖了关键的驱动功能部分,包括但不限于:
1. **驱动功能**:S120驱动器提供了高性能的伺服控制,支持多种控制模式,如矢量控制和V/f控制,确保电机的精确控制和高效运行。
2. **基本安全说明**:在安全方面,手册强调了基本的电源管理和操作规定,以保障用户的人身安全和设备完好。
3. **扩展设定值通道**:用户可以利用这些通道进行自定义参数设置,满足不同应用需求。
4. **伺服控制**:详细的伺服算法和控制策略的解释,确保驱动器能够提供稳定的伺服运动。
5. **矢量控制和V/f控制**:这两种控制方法的区别和应用环境,展示了S120在不同负载和速度条件下的灵活性。
6. **功能模块**:介绍了各种功能模块,如位置、速度、加速度控制,以及运动控制和运动参考的生成。
7. **监控功能和保护功能**:手册阐述了实时监控驱动器状态、故障诊断和保护机制,以便及时维护和预防潜在问题。
8. **SafetyIntegratedBasic Functions**:强调了集成的安全功能,如安全输入/输出、安全速度限制等,确保生产过程中的安全性。
9. **通讯**:提供了连接和配置S120与上位机或PLC的通信方式,如PROFINET、 EtherCAT等工业网络技术。
10. **应用**:手册还指导用户如何将S120驱动器应用于实际生产场景,可能涉及机械设计、自动化流程等方面。
11. **驱动系统基本信息**:关于驱动器的规格、型号以及安装和接线指南。
12. **附录A**:包含了 Siemens AG 的联系信息、版权声明以及法律资讯,包括警告提示系统,提醒用户遵循操作规程。
13. **专业人员操作**:强调了只有经过适当培训和资格认证的专业人员才能操作此产品,以确保正确操作和合规性。
西门子伺服S120手册是一份全面且深入的参考资料,对熟悉和调试S120伺服驱动系统至关重要,无论是设备安装、配置、故障排除还是优化性能,都能从中找到所需的详细信息。
目录
驱动功能
16 功能手册, (FH1), 04/2014, 6SL3097-4AB00-0RP4
7.23.7 功能图和参数 ...................................................................................................................... 388
7.24 固件和项目升级 ................................................................................................................... 390
7.24.1 一览 ..................................................................................................................................... 390
7.24.2 通过网络服务器更新固件 .................................................................................................... 391
7.24.2.1 一览 ..................................................................................................................................... 391
7.24.2.2 更新存储卡上的固件/配置 ................................................................................................... 392
7.24.3 固件更新 .............................................................................................................................. 395
7.24.4 降级禁止 .............................................................................................................................. 397
7.24.5 通过网络服务器更新固件时的掉电安全性 .......................................................................... 398
7.25 脉冲/方向接口 ..................................................................................................................... 399
7.26 装机装柜型上的降额函数 .................................................................................................... 402
7.27 电机的并联 .......................................................................................................................... 403
7.28 网络服务器 .......................................................................................................................... 406
7.28.1 一览 ..................................................................................................................................... 406
7.28.2 前提条件和地址 ................................................................................................................... 408
7.28.3 配置网络服务器 ................................................................................................................... 409
7.28.3.1 开展基本配置 ...................................................................................................................... 409
7.28.3.2 设置密码 .............................................................................................................................. 411
7.28.4 访问保护和访问权限 ........................................................................................................... 414
7.28.4.1 SINAMICS 访问权限 ........................................................................................................... 414
7.28.4.2 附加的访问保护 ................................................................................................................... 414
7.28.4.3 参数表的访问权限 ............................................................................................................... 416
7.28.5 启动网络服务器 ................................................................................................................... 417
7.28.6 显示设备信息 ...................................................................................................................... 421
7.28.7 显示诊断功能 ...................................................................................................................... 422
7.28.7.1 驱动对象的状态显示和运行显示 ......................................................................................... 422
7.28.7.2 载入多次跟踪 ...................................................................................................................... 423
7.28.8 显示信息 .............................................................................................................................. 425
7.28.8.1 显示诊断缓冲器 ................................................................................................................... 425
7.28.8.2 故障和报警显示 ................................................................................................................... 427
7.28.9 显示并修改驱动参数 ........................................................................................................... 428
7.28.9.1 创建参数表 .......................................................................................................................... 428
7.28.9.2 删除参数表 .......................................................................................................................... 431
7.28.9.3 修改驱动参数 ...................................................................................................................... 433
7.28.10 更新固件或配置数据
................................
........................................................................... 435
7.28.11 安全数据传输证书 ............................................................................................................... 436
7.28.11.1 一览 ................................................................................................................................ 436
7.28.11.2 使用证书缺省配置 .......................................................................................................... 438
7.28.11.3 使用自创建的证书 .......................................................................................................... 439
7.28.11.4 使用认证机构的证书 ...................................................................................................... 441
7.28.12 重要参数一览 ...................................................................................................................... 442
目录
驱动功能
功能手册, (FH1), 04/2014, 6SL3097-4AB00-0RP4
17
8 功能模块 ....................................................................................................................................... 443
8.1 工艺控制器 .......................................................................................................................... 446
8.2 扩展监控功能 ...................................................................................................................... 451
8.3 扩展制动控制 ...................................................................................................................... 453
8.4 外部制动模块 ...................................................................................................................... 459
8.5 循环冷却装置 ...................................................................................................................... 461
8.6 扩展转矩控制(kT 评估器、伺服) .................................................................................... 463
8.7 位置控制 .............................................................................................................................. 466
8.7.1 一般特性 .............................................................................................................................. 466
8.7.2 位置实际值处理 ................................................................................................................... 466
8.7.2.1 特性 ..................................................................................................................................... 466
8.7.2.2 描述 ..................................................................................................................................... 466
8.7.2.3 注有索引的实际值采集 ........................................................................................................ 469
8.7.2.4 负载变速箱位置跟踪 ........................................................................................................... 471
8.7.2.5 使用 STARTER 调试负载变速箱位置跟踪 .......................................................................... 478
8.7.2.6 功能图和参数 ...................................................................................................................... 479
8.7.3 位置控制器 .......................................................................................................................... 480
8.7.4 监控 ..................................................................................................................................... 481
8.7.5 测量头赋值和参考脉冲搜索 ................................................................................................ 483
8.7.6 调试 ..................................................................................................................................... 485
8.8 基本定位器 .......................................................................................................................... 487
8.8.1 机械系统 .............................................................................................................................. 489
8.8.2 限制 ..................................................................................................................................... 492
8.8.3 EPOS 和安全设定速度限值 ................................................................................................ 497
8.8.4 回参考点 .............................................................................................................................. 498
8.8.5 每转多个零脉冲时回参考点 ................................................................................................ 508
8.8.6 EPOS 下的安全回参考点 .................................................................................................... 511
8.8.7 运动程序段 .......................................................................................................................... 514
8.8.8 运行到固定停止点 ............................................................................................................... 520
8.8.9 设定值直接给定(MDI) .......................................................................................................... 524
8.8.10 JOG ..................................................................................................................................... 527
8.8.11 状态信号 .............................................................................................................................. 528
8.9 主从调节型电源功能 ........................................................................................................... 531
8.9.1 功能原理 .............................................................................................................................. 531
8.9.2 基本结构 .............................................................................................................................. 531
8.9.3 通讯类型 .............................................................................................................................. 534
8.9.4 功能说明
................................
.............................................................................................. 535
8.9.5 调试 ..................................................................................................................................... 538
8.9.6 功能图和参数 ...................................................................................................................... 540
目录
驱动功能
18 功能手册, (FH1), 04/2014, 6SL3097-4AB00-0RP4
8.10 功率部件的并联 ................................................................................................................... 541
8.10.1 并联应用 .............................................................................................................................. 543
8.10.1.1 基本型电源模块的并联 ........................................................................................................ 545
8.10.1.2 非调节型电源模块的并联 .................................................................................................... 547
8.10.1.3 调节型电源模块的并联 ........................................................................................................ 549
8.10.1.4 电机模块的并联 ................................................................................................................... 550
8.10.2 调试 ..................................................................................................................................... 552
8.10.3 并联以外的额外驱动 ........................................................................................................... 553
8.11 扩展停止和退回 ................................................................................................................... 556
8.11.1 激活和使能功能模块 ESR ................................................................................................... 557
8.11.2 用于触发 ESR 功能的有效触发源 ....................................................................................... 557
8.11.3 无效源 ................................................................................................................................. 559
8.11.4 ESR 响应 ............................................................................................................................ 560
8.11.4.1 扩展停止 .............................................................................................................................. 560
8.11.4.2 扩展退回 .............................................................................................................................. 561
8.11.4.3 再生运行 .............................................................................................................................. 562
8.11.5 ESR 限制 ............................................................................................................................ 563
8.11.6 ESR 的 PROFIdrive 报文 .................................................................................................... 563
8.11.7 功能图和参数 ...................................................................................................................... 564
8.12 转动惯量估算器 ................................................................................................................... 566
9 监控功能和保护功能 ..................................................................................................................... 571
9.1 一般功率部件保护 ............................................................................................................... 571
9.2 热监控和过载响应 ............................................................................................................... 572
9.3 堵转保护 .............................................................................................................................. 574
9.4 失速保护(仅适用于矢量控制) ......................................................................................... 575
9.5 电机热保护 .......................................................................................................................... 576
9.5.1 电机热模型 .......................................................................................................................... 576
9.5.1.1 电机热模型1 ........................................................................................................................ 577
9.5.1.2 电机热模型2 ........................................................................................................................ 577
9.5.1.3 电机热模型3 ........................................................................................................................ 578
9.5.1.4 功能图和参数 ...................................................................................................................... 579
9.5.2 电机温度检测 ...................................................................................................................... 580
9.5.3 编码器模块 .......................................................................................................................... 582
9.5.3.1 机柜安装式编码器模块 ........................................................................................................ 582
9.5.3.2 外部编码器模块 ................................................................................................................... 583
9.5.3.3 编码器模块 SME 20/25 ....................................................................................................... 583
9.5.3.4 外部编码器模块 120/125 .................................................................................................... 583
9.5.4 端子模块 .............................................................................................................................. 585
9.5.5 端子模块 31 ........................................................................................................................ 586
9.5.6 端子模块 120 ...................................................................................................................... 587
目录
驱动功能
功能手册, (FH1), 04/2014, 6SL3097-4AB00-0RP4
19
9.5.7 端子模块 150 ....................................................................................................................... 589
9.5.7.1 采用最多 6 通道的测量 ....................................................................................................... 591
9.5.7.2 采用最多 12 通道的测量 ..................................................................................................... 591
9.5.7.3 温度传感器的分组 ............................................................................................................... 592
9.5.7.4 温度通道检测 ...................................................................................................................... 593
9.5.8 装机装柜型电机模块/功率模块 ............................................................................................ 594
9.5.9 连接 CU310-2 和适配器 CUA31/CUA32 ............................................................................ 595
9.5.10 带 DRIVE-CLiQ 的电机 ....................................................................................................... 596
9.5.11 温度传感器检测 ................................................................................................................... 597
9.5.12 功能图和参数 ...................................................................................................................... 598
10 Safety Integrated Basic Functions ................................................................................................. 601
10.1 最新信息 .............................................................................................................................. 601
10.2 概述 ..................................................................................................................................... 603
10.2.1 说明、标准和术语 ............................................................................................................... 603
10.2.2 支持功能 .............................................................................................................................. 605
10.2.3 控制方式 .............................................................................................................................. 608
10.2.4 参数,校验和,版本,口令 ................................................................................................ 608
10.2.5 Test stop/强制潜在故障检查 ............................................................................................... 611
10.3 安全提示 .............................................................................................................................. 613
10.4 Safe Torque Off (STO) ....................................................................................................... 615
10.5 Safe Stop 1 (SS1, 时间受控) .............................................................................................. 619
10.5.1 带 OFF3 的 SS1 .................................................................................................................. 619
10.5.2 带外部停止的 SS1 .............................................................................................................. 621
10.5.3 功能图和参数 ...................................................................................................................... 622
10.6 Safe Brake Control (SBC) .................................................................................................. 623
10.6.1 装机装柜型电机模块上的 SBC ............................................................................................ 625
10.7 响应时间 .............................................................................................................................. 627
10.8 通过控制单元和电机模块/功率模块上的端子控制 ............................................................... 631
10.8.1 两个监控通道的同时性和公差时间...................................................................................... 635
10.8.2 位模测试 .............................................................................................................................. 636
10.9 调试 “STO”、“SBC”和 “SS1”功能 ....................................................................................... 637
10.9.1 Safety 功能调试概述 ........................................................................................................... 637
10.9.2 通过直接访问参数进行调试 ................................................................................................ 640
10.9.3 Safety 故障 .......................................................................................................................... 644
10.10 验收测试和验收报告 ........................................................................................................... 646
10.10.1 验收测试的结构 ................................................................................................................... 646
10.10.1.1 完整验收测试包含的项目 ............................................................................................... 648
10.10.1.2 简化验收测试包含的项目 ............................................................................................... 649
10.10.1.3 特定操作下需要进行的验收测试项目 ............................................................................. 650
10.10.2 安全日志 .............................................................................................................................. 651
目录
驱动功能
20 功能手册, (FH1), 04/2014, 6SL3097-4AB00-0RP4
10.10.3 记录 ..................................................................................................................................... 652
10.10.4 验收测试 .............................................................................................................................. 655
10.10.4.1 验收测试概述 ................................................................................................................. 655
10.10.4.2 “Safe Torque Off”的验收测试(基本功能) ................................................................... 655
10.10.4.3 “Safe Stop 1”的验收测试(基本功能) .......................................................................... 657
10.10.4.4 “Safe Brake Control”的验收测试(基本功能) .............................................................. 659
10.10.5 撰写报告 .............................................................................................................................. 660
10.11 参数与功能图一览 ............................................................................................................... 663
11 通讯 .............................................................................................................................................. 665
11.1 PROFIdrive 通讯 ................................................................................................................. 665
11.1.1 应用等级 .............................................................................................................................. 668
11.1.2 循环通讯 .............................................................................................................................. 670
11.1.2.1 报文和过程数据 ................................................................................................................... 670
11.1.2.2 控制字和状态字信息 ........................................................................................................... 676
11.1.2.3 示例 ..................................................................................................................................... 676
11.1.2.4 采用 PROFIdrive 的运动控制 .............................................................................................. 679
11.1.3 通讯接口并行运行 ............................................................................................................... 682
11.1.4 非循环通讯 .......................................................................................................................... 686
11.1.4.1 非循环通讯概述 ................................................................................................................... 686
11.1.4.2 请求和应答结构 ................................................................................................................... 688
11.1.4.3 确定驱动对象号 ................................................................................................................... 695
11.1.4.4 示例 1: 读取参数 ............................................................................................................... 695
11.1.4.5 示例 2: 写入参数(多参数请求) ..................................................................................... 698
11.1.5 诊断通道 .............................................................................................................................. 702
11.2 PROFIBUS DP 通讯技术 .................................................................................................... 704
11.2.1 PROFIBUS 概述 ................................................................................................................. 704
11.2.1.1 应用在 SINAMICS 上的 PROFIBUS 技术概述 ................................................................... 704
11.2.1.2 示例: 用于循环数据传输的报文结构 ................................................................................. 707
11.2.2 调试 PROFIBUS ................................................................................................................. 711
11.2.2.1 设置 PROFIBUS 接口 ......................................................................................................... 711
11.2.2.2 PROFIBUS 接口运行 .......................................................................................................... 713
11.2.2.3 调试 PROFIBUS ................................................................................................................. 715
11.2.2.4 诊断方法 .............................................................................................................................. 716
11.2.2.5 SIMATIC HMI 的地址分配 .................................................................................................. 716
11.2.2.6 报文故障监控 ...................................................................................................................... 719
11.2.3 采用 PROFIBUS 的运动控制 .............................................................................................. 721
11.2.4 横向通讯 .............................................................................................................................. 725
11.2.4.1 订阅方的设定值分配 ........................................................................................................... 727
11.2.4.2 激活/设置从-从通讯 ............................................................................................................. 728
11.2.4.3 调试 PROFIBUS 横向通讯 .................................................................................................. 730
11.2.4.4 STARTER 中 PROFIBUS 从-从通讯的诊断 ....................................................................... 740
11.2.5
通过诊断通道传送信息 ................................
........................................................................ 740
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