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同步实时 PROFINET IO 系统，针对运动控制 1)采用 PROFINET 的运动控制方案5  在这种应用中，一个运动控制系统通过PROFINET 网络实现轴的
控制或同步。它要求和驱动器周期性同步地进行数据交换。同步实时 PROFINET IO 系统能满足这一要求。为此，每个通讯周期被分为不同的、时间特定的通道。个通道用于同步实时通讯(IRT)，下一个用于实时通讯(RT) 和标准- TCP/IP 通讯。正确配置
 了这种应用后，例如：两轴间的同步模式，便会内部确定 IRT 报文并生成对应的配置数据。
每个网络段各个报文的次序通过一个的、考虑拓扑结构
的算法得出。这意味着交换机需要无延迟地将 IRT 报文从输入端
口传输到的输出端口，然后到达目标设备。和 SINAMICS PROFINET 组配在一起时， 支持不同的自动化结
构。无论是由模块化自动组件构成的分布式自动方案，还是基于
驱动的分布式运动控制方案，或采用控制器的控制结构，都
会获得PROFINET 的支持。
PROFINET - SINAMICS 上的接口
• CU320-2 DP CBE20 配备一个 控制单元和一个 通讯板的SINAMICS S120 CU320-2 DP CBE20 上的 控制单元通过 通讯板连接到PROFINET IO 网络。
• CU320-2 PN SINAMICS S120 配备一个 控制单元的SINAMICS S120 CU320-2 PROFINET 上的 控制单元通过板载接口连接到PROFINET IO 网络。
• CU320-2 PN CBE20 配备一个 控制单元和一个 通讯板的SINAMICS S120 CU320-2 PN CBE20 上的 控制单元通过 通讯板连接到PROFINET IO 网络。
• CU310-2 PN SINAMICS S120 配备一个 控制单元的SINAMICS S120 CU310-2 PN PROFINET 上的 控制单元通过板载接口连接到PROFINET IO 网络。
■功能
从 PROFIBUS 过渡到 PROFINET由PROFIBUS 国际组织制定的PROFIdrive V4，为采用PROFINET和 PROFIBUS 的控制器和 SINAMICS 驱动之间的功能接口定义了标准。从PROFIBUS 过渡到PROFINET *修改用户程序。  PROFINET 采用标准 TCP/IP 进行参数赋值、配置和诊断。用于传送过程数据的实时通讯采用的是同一根电缆。PROFINET IO 具有以下实时特性：
• 实时(RT)
区分总线节点的通讯栈**级。这样便可以实现标准网络组件之间的高性能数据传送。PROFIdrive  • 同步实时(IRT)可以满足高性能运动控制的要求，它的响应时间短，抖动误差小，以此来保证高确定性的周期性数据传送。这种特性是通过一个的ASIC，即ERTEC：强化实时以太网控制器，在相应的接口（设备中集成的开关）或网络组件（开关）中实现的。
 PROFINET  PROFINET 与自动化
PROFINET 具有以下特点，满足所有自动化要求：工业适用的安 装技术、实时通讯、确定性响应、集成的分布式现场设备、简单 的网络管理和诊断、防止非法访问、不依赖于厂商的工程设 计、等时同步的运动控制。
PROFINET 依赖于开关技术，并针对同步实时应用 (IRT) 扩展了 该技术。它的优势在于，能够根据机器的要求加以调整，因而可 以理想地利用网络拓扑结构。它能够避免冲突，达到的数据 流速率。

控制单元CU310-2 PN、CU320-2 PN、NCU 730.3B PN 和扩展数控单元NX15.3（从左至右）
技术平台和全集成自动化 所有型号可以自由组合  5
  SINAMICS 的所有型号都基于相同的技术平台。共同的硬件和软
件组件以及标准化的设计、组态和调试工具可保证所有组件之间
的高度集成。  由于采用了创新的带有DRIVE-CLiQ 接口的驱动架构，SINAMICS
S120 的各种型号可以自由组合，例如：装机装柜型电源模块可
以和书本型电机模块组合在一起，用于高输出的多轴应用。
SINAMICS 可以覆盖全系列的驱动任务。SINAMICS 的各种型号 可以方便地相互组合。
SINAMICS 是西门子“全集成自动化”的组成部分。SINAMICS 在组态、数据管理和与自动化层的通讯方面的通用性可以保证使 用SINUMERIK、SIMOTION 和SIMATIC 控制系统可以轻松处理驱 动任务。适用于复杂驱动任务的模块化系统工具箱
SINAMICS S120 采用模块化设计，可胜任工业应用领域中的各种驱动任务。大量部件和功能相互之间具有协调性，用户因此可以组合使用，构成方案。强大的 SIZER for Siemens Drives 选型工具可以简化驱动配置的选择和确定。这得益于驱动系统软硬件功能的细分，进而使得功率单元和控制单元完全立。功率单元的选型标准是机器运动需要消耗的能量、与供电系统之间的能量交换。控制单元的选型标准是需要控制的驱动的数量、
所需性能。两者之间的通讯非常简单方便，采用数字量系统接口丰富的SIMOTICS SINAMICS S120 电机型号组配使 的功能更加强大。不管是同步电机还是异步电机，SINAMICS S120 均能提供理想的支持。
特别适合多轴驱动应用在很多机械制造业和工厂工程应用中，采用的是共同执行驱动和运动任务的协调式驱动器。为此需要使用配有耦合式直流母线的
驱动，这样就能以节约成本的方式，在制动轴和驱动轴之间实现能量交换。
SINAMICS S120 包含电源模块（供电）和电机模块（逆变器），以实现多种性能。其设计允许邻近安装，适合节省空间的多轴驱动配置。
配有控制单元的系统架构
 DRIVE-CLiQ  电子协调式单个驱动器可共同工作，以解决您的驱动任务。上级数字控制器（例如SINUMERIK）可使驱动器进行所需的协调运
动。为此，必须在控制系统和所有驱动器之间进行周期性数据交换。此前必须通过现场总线来实现这种数据交换，并需要支付相的安装和设计费用。SINAMICS S120 将控制单元作为所有连接轴的上级驱动控制器，以完成此任务。
SINAMICS S120 控制单元可以单执行简单的工艺任务。对于更 加复杂的数控任务，就要使用功能强大的SINUMERIK 产品系列。
3 AC SINAMICS S120除了运动控制、坐标转换和逻辑运算功能外，该系列产品还集成了SINAMICS 驱动控制功能。SINUMERIK 的NCU 可以放置在
SINAMICS S120 驱动组之中或旁边，它通过DRIVE-CLiQ 接入。如果任务中的机器运动需要更多运动轴，您可以增加扩展数控单NX10.3/NX15.3，来扩展目前的系统基本配置。DRIVE-CLiQ – 所有组件之间的数字量接口

控制单元CU310-2 PN 和CU310-2 DP
CU310-2 控制单元设计用于 SINAMICS S120 (AC/AC) 的通讯及开环/闭环控制功能，它和功率模块 PM340 组合在一起，便构成了一个强大的单轴驱动器。两种不同类型 PROFINET (PN) 和PROFIBUS (DP) 可用于现场总线通讯。
CU310-2 控制单元标配了以下接口： • 现场总线接口- CU310-2 PN：1 个 PROFINET 接口，带 2 个端口（RJ45 插  座），符合PROFIdrive V4 行规- CU310-2 DP：1 个PROFIBUS 接口，符合PROFIdrive V4 行规
• 1 个DRIVE-CLiQ 插座，用于与DRIVE-CLiQ 电机或其他  DRIVE-CLiQ 节点（例如，编码器模块或端子模块）的通讯
• 1 个编码器，可检测以下编码器信号  - 增量编码器TTL/HTL- SSI 编码器，不带增量信号 • 1 个PE/保护接地线接口
• 1 个电子电源接口，通过-24-V DC 电源连接器连接 • 1 个温度传感器输入（KTY84-130/PT1000 或PTC）
• 3 路可设定的故障安全（可用于V4.5 和更高版本的固件）隔离  数字量输入或6 路可设定的隔离数字量输入。  可以对故障安全数字量输入进行布线，即可以通过 PROFIsafe  连接到上位控制器。
 5 路可设定的隔离数字量输入
• 1 路可设定的故障安全（可用于V4.5 和更高版本的固件）隔离数字量输出或1 路隔离数字量输出2)
• 8 路可设定的双向非隔离数字量输入/输出2)
• 1 路模拟量输入，可选择±10 V（分辨率12 位+ 符号）或±20 mA（11 位+ 符号）
• 1 个以太网接口（RJ45 插座），用于调试和诊断
• 1 个CF 卡插槽，固件和参数保存在该存储卡上
• 1 个PM-IF 接口，用于和模块型功率模块通讯
• 3 个测试插座和一个参考接地，用于调试支持
• 1 个用于连接BOP20 基本操作面板的接口3)控制单元CU310-2 的状态通过多色LED 来显示。基本操作面板BOP20 可直接卡接在控制单元CU310-2 上，例如用于诊断。
控制单元CU310-2 通过PM--IF 接口控制模块型功率模块。  DRIVE-CLiQ 电机或编码器模块(SMC) 也可连接到集成的 DRIVE-CLiQ 插座，以方便无DRIVE-CLiQ 接口的电机的工作。
通过基本操作面板 BOP20 可直接在设备上修改参数。设备运行  时同样可将BOP20 卡接到控制单元CU310-2 上用于诊断。
 控制单元 CU310-2 及其连接的组件的调试和诊断通过调试工具  STARTER 进行。控制单元CU310-2 需要一张固件版本为V4.4 或 更高的CF 卡。
控制单元CU310-2 PN 按照PROFIdrive V4 协议通过PROFINET  IO 和上层控制系统进行通讯。这样一来，配备控制单元 CU310-2 PN 的 SINAMICS S120 驱动 系统相当于一个PROFINET-IO 设备，并具备以下功能：
• PROFINET IO-设备
• 全双工传输100 Mbit/s
• 支持PROFINET IO 实时通讯类别：  - RT（Realtime，实时）- IRT（Isochronous Realtime，等时同步实时），小发送周期  500 μs5  
• 按照PROFIdrive V4 作为PROFINET IO 设备连接至控制系统
• 标准TCP/IP 通讯，用于支持通过调试工具STARTER 进行配置以及访问集成的网络服务器
• 集成了基于 ERTEC-ASIC 的、带两个 RJ45 插座的 2-端口开树形）。CF 卡。关。从而可实现无附加外部开关的拓扑（直线形、星形、若需使用数字量输出，必须在 X124 端子上连接一个 24-V 电源。  运行控制单元 CU310-2 必须使用一张固件版本为 V4.4 或更高的
控制单元 CU320-2 用于执行一个或多个电机模块、电源模块的通讯、开环和闭环控制功能。控制单元 CU320-2 主要设计用于多轴驱动。
固件和参数设置均保存在CF 卡上。控制单元CU320-2 上设有对
 应的CF 卡插槽。

电源模块从电源电压中生成直流电压，通过直流母线向电机模块提供电能。SINAMICS S120 产品系列提供以下电源模块类型：非调节型电源模块
非调节型电源模块可以通过一个不受调节的整流器为驱动组的直流母线供电，也可以将产生的多余电能反馈到电网中。直流母线电压的变化和电源电压的变化成正比。只有在以下情况下才必须使用制动模块和制动电阻：在岛式电网中或者电网掉电时，即电能无法反馈到电网中时，仍需要使驱动受控停止。如果非调节型电源模块用作电源，必须安装配套的进线电抗器。也可以选择安装一个输入滤波器，将干扰电压限制到EN 61800-3 C2 类极限值的范围内。
调节型电源模块为直流母线提供电能，并可以将再生电能反馈到电网中。和非调节型电源模块相比，它产生受控的直流电压，在电源电压出现波动时，该电压仍能保持恒定。此时，电源电压必须保持在允许的公差范围内。只有在以下情况下才必须使用制动模块和制动电阻：即使电网掉电，即电能无法反馈到电网时，驱动仍需要受控停止。调节型电源模块从电源中产生一个近似正弦波形的电流，几乎不产生任何有害谐波。请确保使用的调节型接口模块和输出类型相匹配（原理图，参见“装机装柜型调节型电源模块”）。
装机装柜型调节型电源模块所有调节型电源模块运行所需的组件都集成在调节型接口模块中。结构尺寸HX 和JX 还另外需要一个外部旁路接触器。
SINAMICS S120 驱动系列中简单的一个型号由一个控制单元CU310-2 和一个功率模块构成。在这个功率模块中集成了一个电源整流器、直流母线和为电机供电的逆变器。
功率模块设计用于无法将电能反馈回电网的单轴驱动。制动时产生的电能被制动电阻转换成热量。功率模块也可以和控制单元CU320-2 或SINUMERIK 中集成的驱动控制组合使用，例如：在单轴驱动添加到多轴驱动组的配置中。此时，模块型功率模块必须配备控制单元适配器 CUA31。该适配器通过DRIVE-CLiQ 连接到CU320-2 控制单元或SINUMERIK的NCU。装机装柜型功率模块则直接通过DRIVE-CLiQ 电缆连接到控制单元。
书本型
书本型组件适合用于多轴应用，彼此贴近安装。用于共用直流 母线的接口已经集成在组件中。
在控制柜散热方面，书本型SINAMICS S120 为您提供多种的可选方案。根据应用的不同，组件产生的热量损耗可以通过三种冷却方式排放到环境中。这些组件仅在背面板样式和外部风扇模块位置方面采用了不同设计。在所有型号中，前面板即各个接口所在的面板和组件宽度都一样。内部风冷
在这种标准方案中，驱动组件中各个电子元件、功率元件产生的功率损耗通过自然冷却或强制通风系统排散到控制柜内部。外部风冷外部风冷使用了穿墙式安装技术。功率元件的散热器穿过控制柜内的安装面，因此可以将功率回路的热量损耗释放到一个单的外部散热器。配有散热片和风扇模块（属于供货范围）的散热器向后**，进入一个单的通风管道，该管道也可以向外打开。柜内残留的热量损耗绝大部分由电子元件产生。
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