SINAMICS产品与全集成自动化（TIA）

SINAMICS系列驱动产品是西门子公司“全集成自动化（TIA）”的核心组成部分。SINAMICS产品在组态、数据管理以及与上层自动化系统通信等方面的集成性，可确保其与SIMATIC、SIMOTION和SINUMERIK控制系统组合使用时成本低廉

SINAMICS S120是一种带有V/f控制、矢量控制和伺服控制功能的模块化传动系统，可用于实现单机或多机变频调速的传动应用，也可用于实现单轴或多轴的运动控制。

SINAMICS S120还可对所有的传动轴进行转速和转矩控制，并执行其他智能驱动功能。

SINAMICS S120可以使用STARTER、SCOUT软件进行调试，其中SCOUT软件还可用来调试SIMOTION，而STARTER软件相当于SCOUT软件的一部分，STARTER软件不能用来调试SIMOTION

SINAMICS S120的上位控制器可以是SIMOTION P、SIMOTION C、SIMATIC HMI、数控系统以及P LC等。

SINAMICS S120的通信方式可以是PROFIBUS-DP或PROFINET（这里可以统称为PROFIdrive）。

SINAMICS S120产品功率范围覆盖0.12～4500kW，可实现几乎所有控制要求苛刻的驱动应用。

SINAMICS S120可以用于驱动西门子整个低压电动机系列的传动产品，也可以用于驱动第三方的电动机。

SINAMICS S120变频调速柜组配备的专业机柜组非常适合安装于各个生产环节，其总功率可达4500kW。通过标准化的接口，可快速地将这些变频调速装置随意连接，组成应对多电动机复杂驱动的各种解决方案。

1.1.4 SINAMICS S120驱动系统的特点1. 模块化系统，适用于要求苛刻的驱动任务

SINAMICS S120可以胜任各个工业应用领域中要求苛刻的驱动任务，并因此设计为模块化的系统组件。大量部件和功能相互之间具有协调性，用户因此可以进行组合使用，以构成**方案。可以使用组态工具SIZER进行选型和驱动配置的优化计算。

丰富的电动机型号使SINAMICS S120的功能更加强大。不管是扭矩电动机、同步电动机、异步电动机或直线电动机，都可以获得SINAMICS S120的**支持。2. 配有中央控制单元的系统架构

在SINAMICS S120上，驱动器的智能控制、闭环控制都在控制单元中实现，它不仅负责矢量控制、伺服控制，还负责V/f控制。另外，控制单元还负责所有驱动轴的转速控制、转矩控制，以及驱动器的其他智能功能。各驱动轴的互联可在一个控制单元内实现，并且只需在STARTER调试软件中进行组态即可。

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浔之漫智控技术（上海）有限公司

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SINAMICS S120驱动系统的应用

SINAMICS S120驱动系统可广泛应用于各种需要调速或需要进行位置控制的场合。

SINAMICS S120 AC/AC单轴驱动系统，如控制单元CU310-2DP+功率模块PM340+编码器模块SMC20的架构，可应用于转炉炼钢工艺中的转炉倾动及氧枪升降的控制，使得转炉控制更加快速、平稳、可靠；也可应用于电梯中永磁同步电动机的驱动控制，使产品性能和电梯乘坐舒适度满足客户要求，同时，DCC编程和BICO互联功能的加入也大大提高了系统功能的灵活性和可扩展性。

SINAMICS S120 DC/AC多轴驱动系统，如智能型电源模块（SLM）+电动机模块[1]的架构，可应用于高炉炼铁工艺中高炉上料主卷扬机的控制，使得主卷扬机能够频繁起动、制动、停车、反向，调速范围广，运行快速平稳，系统工作可靠；也可应用于热轧生产过程中的横切机组控制，电动机模块均配置编码器模块SMC30，大大减少了柜体的数量，通过控制单元CU320通信减少了DP从站的数量，从而减少了故障率；还可应用于热轧生产过程中的钢卷托盘运输控制，采用矢量控制，模块之间通过DRIVE-CLiQ电缆连接，使得控制系统的控制方式更灵活、投资更少、维护更容易。

SINAMICS S120集成了基本定位功能，可使设备通过内部预先编写好的程序步或外部控制系统来实现复杂的定位。SINAMICS S120支持动态伺服控制功能（DSC），其位置环在驱动器中（速度值由驱动器而不是上级控制器生成），使得位置控制的快速性和稳定性更好。

SINAMICS S120还集成了安全功能，可实现安全扭矩关断、安全抱闸、安全停止、安全操作停止、安全方向监控、安全速度监控及安全限位等功能。

SIMOTION是一个以SINAMICS S120为基础的全新的运动控制器，它集逻辑控制、工艺PID控制、运动控制于一体。既能实现逻辑和运算控制功能，又能实现PID、角同步、电子齿轮、电子凸轮等复杂的运动控制功能，使P LC逻辑控制、PID功能及运动控制功能完美地集成在一个系统中，大大简化了编程工作，缩短了系统响应时间，也使系统的诊断更加容易。

SIMOTION的编程调试软件是SCOUT，它提供了丰富的控制指令和系统诊断功能。SIM-OTION硬件平台有SIMOTION P、SIMOTION C和SIMOTION D三种，分别适用于不同的应用场合。三种硬件平台可以单独工作，也可以在一个设备中互相配合。

SIMOTION C是基于SIMATIC S7-300设计的运动控制器。可以使用SIMATIC S7-300系列模块对SIMOTION C进行模块扩展。

SIMOTION P是一个基于PC的运动控制系统。PLC、运动控制和HMI功能与标准PC应用程序在同一平台上执行。

SIMOTION D是SIMOTION的一个紧凑的、基于驱动的版本。

SINAMICS S120驱动控制系统*基本的功能是实现转速电流双闭环控制，还可以实现基本的位置转速电流三闭环控制。其控制结构，包括给定环节（目标设定值）、偏差比较（目标值与实际值做差）、控制器（位置控制器、速度控制器、电流控制器）、执行机构（PWM脉宽调制方式的交直交变频器）、被控对象（电动机）、检测反馈（电流检测、编码器速度检测、编码器位置检测），还包括速度预控制和转矩预控制环节。

其中，执行机构由S120的功率部分组件实现，S120的控制单元能够实现速度控制器、电流控制器和基本位置控制器的功能，复杂的位置控制则需要SIMOTION控制单元或高端PLC控制器实现。

SINAMICS S120驱动系统可分为以下两个大类：AC/AC单轴驱动系统和DC/AC多轴驱动系统。下面分别介绍这两类驱动系统组件结构。