西门子S7-300屏蔽线

DC/AC多轴驱动系统，根据功率不同，可分为书本型和装机装柜型，其系统组件结构略有不同：

1）电源：用于提供驱动系统中各模块用到的24V直流电。

2）控制单元：为驱动系统的核心，完成转速电流双闭环（或位置转速电流三闭环）控制，与功率模块通过DRIVE-CLiQ电缆连接，传递控制信息和状态信息；附加系统组件中的端子模块可用于CU的I/O端子扩展，通信选件板卡可用于扩展通信接口。

3）电源端组件：由电网供电（三相/单相交流电），在进线侧按电气顺序依次连接开关/刀闸、熔断器/断路器、接触器（电气隔离时需要）、进线滤波器（可选）、进线电抗器（必选），将符合EMC要求的交流电送入电源模块。

4）调节型接口模块（AIM）：与电源模块ALM配合使用，内含滤波器、电抗器、预充电回路、电源电压检测模块等。

5）电源模块：是一个整流器，可将三相交流电变为直流电，也可将能量回馈电网，可以根据再生回馈能力和能量回馈要求来选择整流单元。

6）直流母线组件（选件）：用于稳定直流母线电压，包括制动单元和制动电阻、电容模块和控制电源模块等。

7）电动机模块：是一个逆变器，通过PWM脉宽调制方式将直流母线电压变为频率大小可调的交流电，为电动机供电。

8）编码器模块（SM）：将编码器信号转换成DRIVE-CLiQ可识别的信号，所有电动机必须通过编码器模块才能与电动机模块（MM）相连，若电动机含有DRIVE-CLiQ接口，则不需要此模块（内含SMI模块）。

9）输出侧组件（用于装机装柜型）：能够在变频器向电动机供电时减小线路中的谐波成分，保护机电系统安全运行，包括输出电抗器、dv/dt滤波器、正弦滤波器。书本型S120驱动系统中仅含输出电抗器，装机装柜型S120驱动系统中还可包括dv/dt滤波器和正弦滤波器。另外，由于输出侧组件会影响系统响应速度，对于高动态性能要求的伺服控制，输出侧组件不宜接入系统。

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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。

西门子变频器均为电压型交直交变频器，整流单元用于将电网的三相交流电变成直流，直流部分由电容储存能量，逆变单元用于将直流变为不同频率的三相交流电。SINAMICS S120 AC/AC单轴驱动系统是将整流单元和逆变单元集成在一起，适用于单轴的模块化驱动系统，如由一个控制单元（CU）或控制单元适配器（CUA）、一个功率模块（PM）构成，其系统组件结构如下：

2）控制单元：为驱动系统的核心，完成转速电流双闭环（或位置转速电流三闭环）控制，与功率模块通过DRIVE-CLiQ电缆连接，并传递控制信息和状态信息；附加系统组件中的端子模块可用于CU的I/O端子扩展，通信选件板卡可用于扩展通信接口。

3）电源端组件：由电网供电（三相/单相交流电），在进线侧按电气顺序依次连接开关/刀闸、熔断器/断路器、接触器（电气隔离时需要）、进线滤波器（可选）、进线电抗器（可选），将符合EMC要求的交流电送入功率模块。

4）功率模块：为集成的整流和逆变单元，可实现交直交变换，为电动机提供动力，可以带或不带内置进线滤波器（EMC滤波器）和内置的制动斩波器（制动单元和制动电阻）。

5）编码器模块（SM）：将编码器信号转换成DRIVE-CLiQ可识别的信号，所有电动机必须通过编码器模块才能与功率模块相连，若电动机含有DRIVE-CLiQ接口（内含SMI编码器模块），则不需要此模块。

SINAMICS S120 DC/AC多轴驱动系统中整流单元（电源模块）和逆变单元（电动机模块）分开，这样可将多个逆变单元连接到直流母线上，实现多轴控制，多个逆变单元之间也可以实现能量交换。