西門子伺服驅動系統(tǒng)SINAMICS S200概覽

一、概述

在大家的殷切期盼下，西門子第三代伺服驅動系統(tǒng)SINAMICS S200 PROFINET 版本從2023年8月18日開始銷售。SINAMICS S200 將與 SIMOTICS S-1FL2 與 Motion Connect 350/380 相結合，作為新型單軸 AC/AC 伺服系統(tǒng)，增強了伺服驅動產(chǎn)品的競爭力并擴大了西門子在標準伺服市場的產(chǎn)品組合覆蓋范圍。

S200 PROFINET 版本由基本版 (S200 Basic PN) 和標準版 (S200 PN) 組成。借助 PROFINET 接口，系統(tǒng)可與 SIMATIC 控制器完美結合，幫助用戶解決從基本到高級的各類運動控制任務。

?S200全新的伺服驅動系統(tǒng)具有靈活迅速、精準操控，調試安裝簡單方便，親民便捷的特點。傳承了西門子一貫的超強穩(wěn)定性和超高質量，同時也兼?zhèn)渫庥^緊湊精致、玲瓏小巧的優(yōu)勢。作為為SINAMICS S系列的新成員，S200將實現(xiàn)高生產(chǎn)率、高效率、低成本的平衡，助您在數(shù)字化轉型中進一步加速。 本文將從S200的系統(tǒng)概覽、產(chǎn)品定位、系統(tǒng)亮點和關鍵功能、系統(tǒng)與集成、相關資料等方面為大家做簡單介紹，使大家能夠快速了解相關產(chǎn)品信息。

二、驅動系統(tǒng)概覽

SINAMICS S200 伺服系統(tǒng)是面向標準伺服市場的新一代伺服驅動系統(tǒng)。它是一款單軸AC/AC伺服系統(tǒng)，設計緊湊，動態(tài)性能高，易于使用，可靠性高，適用于標準伺服運動市場中的運動控制應用。 SINAMICS S200 伺服系統(tǒng)包括伺服驅動器，伺服電機，動力及編碼器電纜。

圖2-1

2.1 SINAMICS S200伺服驅動器

SINAMICS S200伺服驅動器分為Basic版和標準版，可滿足各種應用需求。關于供電及電壓范圍、安全功能、制動電阻、控制接口、交流輸入檢測及抱閘控制幾方面的說明，請參看表2-1。

表2-1

不同結構尺寸的S200伺服驅動器可以連接的電機功率，以及連接使用的電纜在表2-2中做了概述。詳細的訂貨信息可參看產(chǎn)品樣本。 表2-2

注釋：

1) PTI正在準備中

2)電機慣性：LI/MI/HI分別表示低慣性/中慣性/高慣性

3)電機額定功率，單位kW

SINAMICS S200 PN硬件及接口如圖2-2所示，它具有易于安裝的接線方式。 圖2-2

2.2 SINAMICS 1FL2伺服電機

SIMOTICS S-1FL2伺服電機為需要高動態(tài)和平穩(wěn)運行的應用提供了從低慣量、中慣量到高慣量電機的更廣泛選擇。所有這些電機都可以配備多圈絕對值(無電池)或單圈絕對值編碼器。

1.SINAMICS S-1FL2 低慣量(LI)伺服電機 SINAMICS S200 & 1FL2低慣量電機提供高動態(tài)性能和緊湊的尺寸，以滿足需要高動態(tài)和快速加速度的應用，實現(xiàn)更短的加速時間和制動斜坡。 ·8種電機可選，非常緊湊的設計 ·通過超轉子慣量實現(xiàn)高動態(tài)(高加減速，更短的周期) ·最大轉速可達6500rpm ·高達 3.5 倍過載，可實現(xiàn)高動態(tài)響應 ·防護等級 IP65，安裝空間小

2.SINAMICS S-1FL2 中慣量 (MI) 伺服電機 SINAMICS S200 & 1FL2中慣量電機提供動態(tài)性能，以滿足需要平衡動態(tài)響應和平穩(wěn)運行的應用。 ·6種電機可選，非常緊湊的設計 ·中等動態(tài)/慣性(用于具有較高慣性的負載) ·最大轉速可達6500rpm ·高達 3.5 倍過載，可實現(xiàn)高動態(tài)響應 ·防護等級 IP65，安裝空間小

3.SINAMICS S-1FL2 高慣量 (HI) 伺服電機

SINAMICS S200 & 1FL2低慣量電機，滿足需要更好適應負載，平穩(wěn)運行的應用?？蓪崿F(xiàn)更高的轉矩精度和低速度波動。 ·11種電機可選，堅固、成本優(yōu)化的設計 ·通過高轉子慣量輕松配置、設置和使用 ·最高轉速可達4000rpm ·高達 3.5 倍的過載能力 ·非常平穩(wěn)的運行質量和低扭矩脈動 ·防護等級 IP65 電機有如下選件： ·單圈絕對值編碼器：17位/21位 ·多圈編碼器：21位單圈+12位多圈 ·抱閘 ·普通軸或帶鍵軸 ·IP54，IP65可選(SH20/30/40) ·IP65(SH48/52/45/65/90) 表2-3列出了各種電機額定轉矩、額定功率、額定轉速、最高轉速及可配置的編碼器相關技術數(shù)據(jù)。 表2-3

2.3 Motion Connect 電纜

西門子提供的Motion Connect 350 標準電纜和 Motion Connect 380 柔性電纜是希望在機器上使用高質量、經(jīng)過系統(tǒng)測試的電纜的用戶的完美解決方案。 圖2-3

–電纜長度不超過30m –雙電纜(SH20/30/40)/2電纜(SH48/52)/3電纜(SH45/65/90) –可在驅動端方向/非驅動端方向連接 訂貨信息請參看產(chǎn)品樣本。

2.4 SINAMICS S200 伺服系統(tǒng)的特點

SINAMICS S200 伺服系統(tǒng)具有高性能，易使用，面向未來的特點： 1.性能優(yōu)化 –快速的電流環(huán)周期 –通過 PN IRT 加速與控制器通信 –支持最高21位高分辨率編碼器 –最高350%過載能力 –具有IP65防護等級和金屬連接解決方案的電機 2.易于使用 –緊湊的驅動器和電機設計 –通過 TST、SPC、SINAMICS Selector應用程序輕松選型 –設置簡單的集成抱閘控制和制動電阻 –通過Webserver 和 Startdrive，一鍵優(yōu)化和電機電子銘牌實現(xiàn)簡單調試 –支持全球標準和認證 3.面向未來 –通過完整的 TIA 產(chǎn)品滿足控制動態(tài)的需求 –配合DriveSim Basic實現(xiàn)設備的數(shù)字化仿真 –集成的STO SIL3滿足您的安全性需求 –適應信息安全需求，以確保對自動化流程的安全訪問

2.5 使用SINAMICS S200 的客戶收益

如何加快生產(chǎn)線的上市時間?加快設備的調試速度?使用S200可以使客戶得到哪些收益呢?這些都是大家非常關注的，下面為大家來一一列舉。 1.通過使用TST(TIA選擇工具)、SPC(西門子產(chǎn)品配置程序)、SINAMICS Selector應用程序可以快速、輕松地選擇S200伺服驅動系統(tǒng)。

2.緊湊的設計和集成的組件使設置變得更簡單 ·驅動器尺寸節(jié)省高達30%，200V時并排間隙更近為1mm，極大地節(jié)省了機柜內的安裝空間。

·電機長度縮短至24%，易于安裝，對于LI/MI，抱閘連接與動力電纜集成在一起。 ·集成抱閘控制和集成制動電阻，節(jié)省了選擇和布線的精力。

3.SINAMICS S200 可以使用SINAMICS Startdrive 或 Web 服務器二種調試工具來進行工程調試、參數(shù)設置、故障診斷、服務、監(jiān)控和操作。使工程調試更加簡單、高效。

· SINAMICS Startdrive調試軟件 SINAMICS Startdrive調試軟件是將西門子驅動器硬件集成到TIA Portal工程框架中的理想工具。利用博途平臺，驅動器和控制器之間的便捷交互使SIMATIC控制器和SINAMICS驅動器輕松完成運動控制項目的調試。從V18 SP2版本開始，增加了S200驅動的調試功能。 使用Startdrive軟件可以完成S200驅動的硬件配置、驅動參數(shù)化、通過控制面板測試驅動系統(tǒng)的運行、一鍵優(yōu)化驅動系統(tǒng)、配置與PLC 的通信等。創(chuàng)新的快速指導設置，通過提供清晰的指導和簡潔的說明完成驅動器的調試，大大節(jié)省了時間。

·使用Web server調試 由于S200調試工具 “網(wǎng)絡服務器” 集成在驅動器中，所以通過瀏覽器訪問的方式也可以方便快速地完成對驅動器的調試。 使用Webserver調試，不需要安裝額外的軟件，調試電腦通過網(wǎng)線連接S200驅動的網(wǎng)口，使用瀏覽器打開S200的網(wǎng)絡服務器就可以快速設置驅動，參數(shù)化驅動、通過控制面板運行驅動、對驅動系統(tǒng)進行一鍵優(yōu)化、創(chuàng)建已調試驅動器的備份。 在設備的運行階段Web網(wǎng)絡服務器作為主要工具。使用它可以進行驅動運行狀態(tài)的監(jiān)控，通過檢查和分析驅動運行中出現(xiàn)的故障及報警消息來進行驅動故障的診斷及排查。還可以完成固件的升級及驅動參數(shù)的調整。

4.易于實施全球標準和認證：CE、UL、UKCA、KC、EAC、RCM、SEMI47。 5.通過產(chǎn)品正面的二維碼輕松獲取產(chǎn)品信息，所有材料觸手可及。 您眼中的未來是什么?靈活、數(shù)字化、安全可靠。S200從各個方面適合您的未來，適合您的靈活性。 它可以與SIMATIC控制器和SINAMICS轉換器一起用于運動控制任務的可擴展系統(tǒng)。 優(yōu)化產(chǎn)品線S200、S200 Basic，具有各種通信功能，如PROFINET RT/IRT、脈沖串、模擬、Modbus。 配合DriveSim Basic實現(xiàn)設備的數(shù)字化仿真，降低了設計和工程階段的風險和成本，使設備快速上市。

三、產(chǎn)品組合及系統(tǒng)集成中的定位

圖3-1 顯示了SINAMICS S200 系統(tǒng)在SINAMICS “非連續(xù)運動”產(chǎn)品家族中的定位，它屬于標準伺服驅動系統(tǒng)的單軸AC/AC產(chǎn)品，具有高動態(tài)響應和最高的緊湊性。 圖3-1

圖3-2顯示了針對“非連續(xù)運動”的可延展的SINAMICS S產(chǎn)品家族可實現(xiàn)的功能。 S200與S210及S120驅動器相比： ·它的安全功能是通過端子實現(xiàn)的STO安全轉矩關斷，不支持通過PROFIsafe的擴展基本及擴展安全功能。 ·它沒有共直流母線的安裝形式。 ·S200支持PROFINET，串行通信，例如Modbus，PTI幾種控制方式。 ·支持Startdrive 和 Webserver兩種調試方法。 圖3-2

圖3-3中在動態(tài)響應、運動控制、共直流母線、易于使用、安全功能、系統(tǒng)及價格幾方面顯示了S200、S210和S120系統(tǒng)組合的差異，為大家的選型提供了參考，可以根據(jù)不同的需求選擇不同的伺服驅動器。 圖3-3

四、系統(tǒng)與集成

SINAMICS S200 伺服驅動系統(tǒng)支持從AC1到AC4的應用程序模型，以實現(xiàn)所有應用程序的靈活性。可通過與SIMATIC和TIA Portal完美擴展，為客戶提供完整的解決方案。 4.1 與SIMATIC S7-1200連接用于基本應用 與SIMATIC S7-1200連接用于基本應用: –脈沖序列用于定位 –IO/PROFINET RT用于EPOS控制 –模擬量可用于速度和扭矩控制

4.2 與SIMATIC S7-1500/T, ET200SP Open controller, SIMOTION連接用于高級應用

與SIMATIC S7-1500/T, ET200SP Open controller, SIMOTION連接用于高級應用： –PROFINET RT用于EPOS –PROFINET IRT 用于工藝對象軸(DSC)

4.3 SINAMICS S200 PROFINET 4.4 與SIMATIC控制器一起提供運動控制解決方案

與西門子控制器一起適用于不同級別的運動控制任務： ·配合S7-1200 用于速度控制 ·配合S7-1200 / S7-1500 通過EPOS實現(xiàn)定位 ·配合S7-1500實現(xiàn)定位，齒輪同步(相對位置同步) ·配合S7-1500 T-CPU實現(xiàn)齒輪同步(絕對位置同步)，凸輪同步和插補 ·配合S7-1500 T-CPU / SIMOTION 實現(xiàn)分布式同步

4.5 SINAMICS S200脈沖序列與SIMATIC基本控制器提供基本運動控制解決方案

SINAMICS S200脈沖序列與SIMATIC基本控制器提供以下運動控制方案： ·SINAMICS S200 PTI標準的脈沖序列和模擬量接口可輕松與SIMATIC基本控制器實現(xiàn)集成，實現(xiàn)定位，速度和轉矩控制 ·配合S7-200SMART (脈沖控制最多3軸) ·配合S7-1200 (脈沖控制最多4軸) ·實現(xiàn)以下運動控制任務: –速度或轉矩控制 –點對點定位 –2D / 3D 線性插補(S7-200Smart)

編輯：黃飛

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