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1、,西门子S120驱动系统介绍,大连重工起重集团有限公司,起重机设计院 崔海丰,2011年3月,目 录,一、SINAMICS S120系统的硬件组成 1.1 结构配置总图 1.2 电源模块 1.3 电机模块 1.4 控制单元CU320 1.5 编码器模块二、SINAMICS S120系统的调试 2.1 PLC控制部分 2.1.1 PLC系统组态 2.1.2 DP报文设置 2.1.3 S7-300与SINAMICS S120之间的DP通讯 2.2 S120组态及参数调试 2.2.1 S120的系统组态 2.2.2 Starter调试软件的其他功能,1.1 结构配置总图,一、SINAMICS S12
2、0系统的硬件组成,1.2 电源模块,Sinamics S120 DC/AC的电源模块有三种：1、基本型电源模块(BLM): 整流但没有回馈功能。 2、非调节型电源模块(SLM): 整流且有回馈功能 , 但不能调节直流母线电压。3、调节型电源模块(ALM): 整流且有回馈功能，并能自动调节母线电压，使直流母线电压不受电网波动而能保持稳定。,非调节型电源模块外形图,电源模块：将交流转变为直流，并实现能量回馈。,非调节型电源模块连接图,X9：1：P24V2：M3，4：分路接触器控制5，6：未占用7，8：预充电接触器反馈L1，L2，L3：预充电和风扇电源的连接（最大预充电电流）,X41：1：EP M1
3、2：EP +24V,SLM启动： 给出启动信号后，通过L1，L2，L3进行预充电，大约23S后，充电完成，X9：3，4点变为闭点，控制分路接触器吸合，电源通过U1，V1，W1进入整流装置。,注意：L1，L2，L3画法错误，现场送电前检查。,电机模块即 Motor Module 是为相连的电机提供电能的功率部件（DC-AC 逆变器）。驱动装置中的直流母线为电机模块供电。 电机模块必须通过 DRIVE-CLIQ 与控制单元相连，控制单元中储存有控制和调节功能。,1.3 电机模块,电机模块连接图,X41：1：EP M1 2：EP +24V,X41为装机装柜型, 在书本型中为X21。 X21: 3:
4、EP +24V 4: EP M1,X9：1：P24V 2：M,1.4 控制单元CU320,4个DRIVE-CLIQ口:X100X103数字输入/输出通道:X122,X13224V电源:X124,控制单元CU320：整个驱动系统的控制部分,控制单元CU320的内部连接图,X122:1:DI0 2:DI1 3:DI2 4:DI3 5:M1 6:M 7:DI/DO8 8:DI/DO9 9:M 10:DI/DO10 11:DI/DO11 12:M,其中M1，M2为相应端子的公共端；M为24V的负端。,X132:1:DI4 2:DI5 3:DI6 4:DI7 5:M2 6:M 7:DI/DO12 8:D
5、I/DO13 9:M 10:DI/DO14 11:DI/DO15 12:M,1.4 编码器模块,X500:DRIVE-CLIQ接口 X524:24V电源,编码器模块： 将编码器信号转换成DRIVE-CLiQ 可识别的信号， 若电机含有DRIVE-CLiQ 接口，则不需要此模块。,编码器连接方式一,注意:1、编码器供电电压可通过参数设置为5V或24V。如果参 数设置错误，可能导致编码器损坏。 2、将X531：2与X521：2，4，6短接。,编码器连接方式二,DRIVE-CLIQ连接,X400X402:为装机装柜型电机模块的端子；X200X203:为书本型电机模块的端子,一般接线规则： 在CU32
6、0上，一根DRIVE-CLiQ 最多只能连接16个接点 一排最多连接8个接点 不能有环型连接 接点之间不能重复连接,推荐接线：,二、SINAMICS S120的调试,2.1 PLC控制部分,2.1.1 PLC系统组态,1、S7中安装GSD文件（GSD_S120_S150_bis_V26）；2、硬件组态中，各驱动系统DP地址设定；,PLC硬件组态示意图：,2.1.2 DP报文设置,DP报文是指通讯过程中，S7-300与SINAMICS S120交换的数据字的数量及各字的含义。根据不同的应用来选择相应的报文。 另外，针对整流单元ALM与SLM、BLM模块的控制，需要激活370 报文，如果使用小功率
7、SLM模块，不需要在对电源模块进行控制，默认它已经被激活。,双轴模块对应的两个对象所选择的报文结构为标准报文2（Standard telegram 2，PZD4/4）。PZD 4/4 意即S120发送/接受各为4个字。,2.1.3 S7-300与SINAMICS S120之间的DP通讯,PLC通过PROFIBUS周期性通讯方式将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B) 发送至驱动器。,用DP总线对电机启、停及速度控制：,（1）控制字中Bit0做电机的启、停控制；（2）主设定值为速度设定值，4000（十六进制）对应50HZ；发送的最高频率（最大值）为7FFF；（3）当组态的报文结构PZD
8、=2或者自由报文999时，频率设定值为一个字，在S7-300中可用“MOVE”指令进行数据传送；当组态的报文结构2，频率设定值为两个字时，在S7-300中对PZD（过程数据）读写参数时需调用SFC14和SFC15。 SFC14 (“DPRD_DAT”) 用于读Profibus从站的数据。 SFC15 (“DPWR_DAT”) 用于将数据写入Profibus从站。,2.2 S120组态及参数调试,SINAMICS S120的调试软件为Starter 或者是Scout,常用的DP通讯卡CP5512等。STARTER调试工具可以对部件进行参数化、编程和调试。在安装Starter与Scout之前，需要
9、安装Step-7软件的最新版本，例如Starter V4.1.5 需要Step7 V5.4 SP4。,2.2.1 S120的系统组态,STARTER 主要能实现以下功能：硬件组态和识别（电子铭牌）参数的设置动态特性的调试故障诊断程序的下装和上载,Sinamics S120 创建项目方式,一、离线创建方式： 1. 打开STARTER，建一个新项目； 2. 设定PROFIBUS-DP 接口； 3. 插入驱动单元,对其连接的硬件(电源模块、电机模块、编码器、电机等)进行逐个配置； 4. 存储项目，在线连接，将项目下载到SINAMICS S120 中。二、在线创建方式： 1. 打开STARTER，建一
10、个新项目； 2. 设定PROFIBUS-DP接口； 3. 插入驱动单元，在线，将编程器与驱动器连接起来； 4. 自动配置驱动系统； 5. 离线，手动配置不带Drive-CLiQ 接口的组件； 6. 编译、存盘，然后在线、下载。,2.2.2 Starter调试软件的其他功能,1) 使用控制面板(Control panel)进行电机辩识，控制电机转向以及 转速；2）对CU320的输入/输出点进行设置；3）通过参数表直接修改参数功能；4）根据导航Drive Navigator来对控制链路的各个环节进行设定以及监控；5）数据记录 (Trace)功能对驱动器以及电机的各种状态参数进行记录，方便故障诊断以
11、及性能判断；6）操作面板（BOP）。,1）控制面板(Control panel),如果采用ALM、BLM或者是16 kW以上(包含16kW)的SLM模块，在使能驱动之前，要先激活整流单元infeed模块。,2、电机辩识：a）将参数P1910=1（静态辩识）；P1960=2/4（动态辩识）；b）接受控制权，使能Enable，按启动按钮。 优化完成后必须执行copy RAM to ROM。,1、P340=1（电机模型计算）。,3、操作电机运行：a）接受控制权,使能Enable；b)输入电机转速（-为反向）；c）启动。(0%200%n可调),2）CU320的输入/输出点的设置,DI2:SLM复位；D
12、I3:SLM使能。,DO8：副起制动器控制点；DO9:小车制动器控制点；DO10:一号大车制动器控制点；DO11:二号大车制动器控制点。,3）参数表功能,每个电源模块、电机模块、CU320模块都有自己的参数表,1为参数号；2为参数所属数据组类别(M为电机数据组)；3为参数解释；4为参数当前值；5为参数的单位；6表示参数的修改条件；7表示参数设置的最大与最小值。,4）导航Drive Navigator功能,导航Drive Navigator对控制链路的各个环节进行设定以及监控 。,例1：起升制动器的控制（开闸）,起升制动器的控制（关闸）,加减速时间设置,5）数据记录 (Trace)功能,数据记录
13、 (Trace)功能对驱动器以及电机的各种状态参数进行记录，方便故障诊断以及性能判断。,1、打开Trace页面；2、选择要Trace的信号参数；3、设置记录数据的采样时间；4、设置Trace总时间长度；5、选择Trace的触发条件；6、开始Trace。,6）操作面板（BOP）,BOP功能：改变驱动对象，启动或停止驱动轴；实现参数的修改和显示；显示故障信息并复位故障。,左上角两个位置：显示被激活的传动对象1、改变传动对象：a）按下“FN”和“”，左上角光标闪烁；b）使用“”选择需要的传动对象；c）按“P”确认。2、参数显示：a）按“P”；b）使用“”选择需要设置的参数；c）按“FN”，显示参数r0000；d）按“P”，切换到运行显示状态。,谢谢大家！,
