1 概述
在快速变化的市场环境中,西门子持续优化性能与成本的控制,以满足生产效率提升、能耗降低、成本控制的需求,这也是SINAMICS家族新成员的特点所在。继SINAMICS S200/Basic之后推出的S200紧凑型伺服驱动系统,专为标准应用设计,在硬件配置与操作流程上进行了针对性设计,适配多种工业场景。同时,结合数字化方案,以及硬件与软件的协同,可为用户的长期发展提供技术支撑

该系统由 SINAMICS S200 紧凑型伺服驱动器、SIMOTICS S-1FL1或1FL2 伺服电机,以及 Motion Connect 电缆组成。功率范围覆盖 0.05 kW至 0.75 kW,并支持包括 PROFINET IRT 在内的通讯方式,专为满足各类标准应用需求而设计。
本文将从S200C的系统概览、产品定位、系统亮点和关键功能、系统组成及产品详情,相关资料等方面为大家做简单介绍,使大家能够快速了解该产品。
2 驱动系统概览
SINAMICS S200 系列伺服系统是面向标准伺服市场的新一代伺服驱动系统。它是一款单轴AC/AC伺服系统,设计紧凑,动态性能高,易于使用,可靠性高,适用于标准伺服运动市场中的运动控制应用。产品家族构成,如图2-1所示。

图2-1
SINAMICS S200 紧凑型伺服驱动器:
– 支持PROFINET RT / IRT通信
– 功率范围:1 AC 200V…240V: 0.1/ 0.2/ 0.4/ 0.75kw
– 具有350% 过载能力
SIMOTICS S-1FL1 电机及Motion connect电缆:
– 低惯性
– 17/21位单圈绝对编码器及21位多圈绝对值(含电池)
– IP 65,过载能力高达350%。
– 采用 Motion connect100连接器
– 柔性电缆,长度可达30米。除1FL1电机外,S200C伺服驱动器还可连接1FL2电机。
2.1 SINAMICS S200C伺服驱动器
SINAMICS S200C 是 SINAMICS S200 驱动器产品线(PN 版)内的新版本。该驱动器可在 1 AC 200 V 电源电网中使用,可控制低惯量的 1FL1 电机或中低惯量的 1FL2 电机。请参看图2-2。

图2-2
其中,FSAC 驱动器配备了一个内部制动电阻,以吸收电机的再生能量。
S200C与供电电网的连接图,请参看图2-3:

图2-3
S200C 的硬件及接口如图所示,它具有易于安装的接线方式。

图 2-4
S200C可以连接1FL1 电机或1FL2电机,配套组合信息请分别参看S200C连接1FL1电机信息(表2-1) 及S200C连接1FL2电机信息(表2-2) 。
表2-1

表2-2

详细的订货信息可参看产品样本或操作手册。
2.2 SINAMICS 1FL1及1FL2伺服电机
S200C驱动器设计用于在 1 AC 200 V 电源电网中控制 1FL1 和 1FL2 电机。 1FL1 电机提供低惯量版,1FL2 电机提供低惯量版和中惯量版,匀有不同轴高。如表2-3所示。
表2-3

1FL2电机
S200C 可连接的1FL2电机如图2-5所示。

图2-5
电机特性:
– 通过低惯性实现高动态
– 紧凑型设计
– 低惯量、中惯量电机的最高转速可达6500rpm
– 过载能力:高达350%
– 坚固的连接:IP65防护的金属连接器
电机选项:
– 编码器类型: 17位单圈绝对值编码器、21位单圈绝对值编码器、21位+12位多圈绝对值编码器(无电池)
– 抱闸可选
– 光轴及带键轴可选
– IP54,IP65可选(轴高20/30/40)
SIMOTICS S-1FL1电机
S200C可连接的1FL1电机 (低惯性),如图2-7所示。

图2-7
2.3 预装配 MOTION-CONNECT 电缆
预装配 MOTION-CONNECT 电缆用于将 1FL1 或 1FL2 电机连到 S200C 驱动器。电缆分三种版本:
MOTION-CONNECT 100 电缆:用于 1FL1 电机,同时适用于固定安装应用和拖链安装应用
MOTION-CONNECT 350 标准电缆:用于 1FL2 电机,适用于固定安装应用
MOTION-CONNECT 380 拖链电缆:用于 1FL2 电机,适用于要求高折弯次数的拖链安装应用
2.4 SINAMICS S200C 伺服系统的特点
SINAMICS S200C 伺服系统具有高性能,易使用,面向未来的特点:
性能优异
– 采用 62.5 μs 快速电流控制器,可实现极高动态响应性能
– 通过 PN IRT 与控制器通信,精度高,最小响应时间仅为250 μs
– 支持最高21位高分辨率编码器,可对微小的速度或位置偏差做出快速响应,确保在复杂应用中实现更平稳、更精准的控制
– 最高350%过载能力,可轻松应对大扭矩冲击,全面提升生产效率
易于使用
– 相邻设备之间的间距仅 1 mm,模块宽度仅 40 mm
– 作为紧凑型系统解决方案,显著减少了整体安装空间
– 通过 SPC应用程序轻松选型
– 通过Webserver 和 Startdrive,一键优化和电机电子铭牌实现简单调试
– 支持多种标准和认证
面向未来
– 通过完整的 TIA 产品满足控制动态的需求
– 适应信息安全需求,以确保对自动化流程的安全访问
2.5 使用SINAMICS S200C 的客户收益
如何加快生产线的上市时间?加快设备的调试速度?使用S200C可以使客户得到哪些收益呢?这些都是大家非常关注的,下面为大家来一一列举。
1、通过使用SPC(西门子产品配置程序)应用程序可以快速、轻松地选择S200C伺服驱动系统。

图2-8
2、紧凑的设计和集成的组件使设置变得更简单
宽度仅 40 mm,并排间隙更近为1mm,极大地节省柜内的安装空间。
图2-9
3、SINAMICS S200C 可以使用SINAMICS Startdrive 或 Web 服务器两种调试工具来进行工程调试、参数设置、故障诊断、服务、监控和操作。使工程调试更加简单、高效。
SINAMICS Startdrive调试软件
SINAMICS Startdrive调试软件是将西门子驱动器硬件集成到TIA Portal工程框架中的理想工具。利用博途平台,驱动器和控制器之间的便捷交互使SIMATIC控制器和SINAMICS驱动器轻松完成运动控制项目的调试。从V20 SP1版本开始,增加了S200C驱动的调试功能。
使用Startdrive软件可以完成S200C驱动的硬件配置、驱动参数化、通过控制面板测试驱动系统的运行、一键优化驱动系统、配置与PLC 的通信等。创新的快速指导设置,通过提供清晰的指导和简洁的说明完成驱动器的调试,大大节省了时间。

图2-10
使用Web server调试
由于S200C调试工具 “网络服务器” 集成在驱动器中,所以通过浏览器访问的方式也可以方便快速地完成对驱动器的调试。
使用Webserver调试,不需要安装额外的软件,调试电脑通过网线连接S200C驱动的网口,使用浏览器打开S200C的网络服务器就可以快速设置驱动,参数化驱动、通过控制面板运行驱动、对驱动系统进行一键优化、创建已调试驱动器的备份。
在设备的运行阶段Web网络服务器作为主要工具。使用它可以进行驱动运行状态的监控,通过检查和分析驱动运行中出现的故障及报警消息来进行驱动故障的诊断及排查。还可以完成固件的升级及驱动参数的调整。

图2-11
4、标准和认证:CE, China ROHS。
5、 通过产品正面的二维码轻松获取产品信息,所有材料触手可及。

图2-12
3 产品组合及系统集成中的定位
图3-1 显示了SINAMICS S200 系统在SINAMICS “非连续运动”产品家族中的定位,它属于标准伺服驱动系统的单轴AC/AC产品,具有高动态响应和高紧凑性。

图3-1
图3-2显示了针对“非连续运动”SINAMICS S产品家族可实现的功能。

图3-2
S200与S210及S120驱动器相比:
它的安全功能是通过端子实现的STO安全转矩关断,不支持通过PROFIsafe的扩展基本及扩展安全功能
它没有共直流母线的安装形式
S200C仅支持PROFINET控制方式
支持Startdrive 和 Webserver两种调试方法