一、概述
在大家的殷切期盼下，西門子第三代伺服驅(qū)動系統(tǒng)SINAMICS S200 PROFINET 版本從2023年8月18日開始銷售。SINAMICS S200 將與 SIMOTICS S-1FL2 與 Motion Connect 350/380 相結(jié)合，作為新型單軸 AC/AC 伺服系統(tǒng)，增強了伺服驅(qū)動產(chǎn)品的競爭力并擴大了西門子在標準伺服市場的產(chǎn)品組合覆蓋范圍。
S200 PROFINET 版本由基本版 (S200 Basic PN) 和標準版 (S200 PN) 組成。借助 PROFINET 接口，系統(tǒng)可與 SIMATIC 控制器完美結(jié)合，幫助用戶解決從基本到高級的各類運動控制任務。
圖1-1
SINAMICS S200全新的伺服驅(qū)動系統(tǒng)具有靈活迅速、精準操控，調(diào)試安裝簡單方便，親民便捷的特點。傳承了西門子一貫的超強穩(wěn)定性和超高質(zhì)量，同時也兼?zhèn)渫庥^緊湊精致、玲瓏小巧的優(yōu)勢。作為為SINAMICS S系列的新成員，S200將實現(xiàn)高生產(chǎn)率、高效率、低成本的平衡，助您在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中進一步加速。
本文將從S200的系統(tǒng)概覽、產(chǎn)品定位、系統(tǒng)亮點和關鍵功能、系統(tǒng)與集成、相關資料等方面為大家做簡單介紹，使大家能夠快速了解相關產(chǎn)品信息。
二、驅(qū)動系統(tǒng)概覽
SINAMICS S200 伺服系統(tǒng)是面向標準伺服市場的新一代伺服驅(qū)動系統(tǒng)。它是一款單軸AC/AC伺服系統(tǒng)，設計緊湊，動態(tài)性能高，易于使用，可靠性高，適用于標準伺服運動市場中的運動控制應用。
SINAMICS S200 伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動器，伺服電機，動力及編碼器電纜。
圖2-1
2.1 SINAMICS S200伺服驅(qū)動器
SINAMICS S200伺服驅(qū)動器分為Basic版和標準版，可滿足各種應用需求。關于供電及電壓范圍、安全功能、制動電阻、控制接口、交流輸入檢測及抱閘控制幾方面的說明，請參看表2-1。
表2-1
不同結(jié)構(gòu)尺寸的S200伺服驅(qū)動器可以連接的電機功率，以及連接使用的電纜在表2-2中做了概述。詳細的訂貨信息可參看產(chǎn)品樣本。
表2-2
注釋：
1) PTI正在準備中
2)電機慣性：LI/MI/HI分別表示低慣性/中慣性/高慣性
3)電機額定功率，單位kW
SINAMICS S200 PN硬件及接口如圖2-2所示，它具有易于安裝的接線方式。
圖2-2
2.2 SINAMICS 1FL2伺服電機
SIMOTICS S-1FL2伺服電機為需要高動態(tài)和平穩(wěn)運行的應用提供了從低慣量、中慣量到高慣量電機的更廣泛選擇。所有這些電機都可以配備多圈絕對值(無電池)或單圈絕對值編碼器。
1.SINAMICS S-1FL2 低慣量(LI)伺服電機
SINAMICS S200 & 1FL2低慣量電機提供高動態(tài)性能和緊湊的尺寸，以滿足需要高動態(tài)和快速加速度的應用，實現(xiàn)更短的加速時間和制動斜坡。
·8種電機可選，非常緊湊的設計
·通過超轉(zhuǎn)子慣量實現(xiàn)高動態(tài)(高加減速，更短的周期)
·最大轉(zhuǎn)速可達6500rpm
·高達 3.5 倍過載，可實現(xiàn)高動態(tài)響應
·防護等級 IP65，安裝空間小
2.SINAMICS S-1FL2 中慣量 (MI) 伺服電機
SINAMICS S200 & 1FL2中慣量電機提供動態(tài)性能，以滿足需要平衡動態(tài)響應和平穩(wěn)運行的應用。
·6種電機可選，非常緊湊的設計
·中等動態(tài)/慣性(用于具有較高慣性的負載)
·最大轉(zhuǎn)速可達6500rpm
·高達 3.5 倍過載，可實現(xiàn)高動態(tài)響應
·防護等級 IP65，安裝空間小
3.SINAMICS S-1FL2 高慣量 (HI) 伺服電機
SINAMICS S200 & 1FL2低慣量電機，滿足需要更好適應負載，平穩(wěn)運行的應用?？蓪崿F(xiàn)更高的轉(zhuǎn)矩精度和低速度波動。
·11種電機可選，堅固、成本優(yōu)化的設計
·通過高轉(zhuǎn)子慣量輕松配置、設置和使用
·最高轉(zhuǎn)速可達4000rpm
·高達 3.5 倍的過載能力
·非常平穩(wěn)的運行質(zhì)量和低扭矩脈動
·防護等級 IP65
電機有如下選件：
·單圈絕對值編碼器：17位/21位
·多圈編碼器：21位單圈+12位多圈
·抱閘
·普通軸或帶鍵軸
·IP54，IP65可選(SH20/30/40)
·IP65(SH48/52/45/65/90)
表2-3列出了各種電機額定轉(zhuǎn)矩、額定功率、額定轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速及可配置的編碼器相關技術數(shù)據(jù)。
表2-3
2.3 Motion Connect 電纜
西門子提供的Motion Connect 350 標準電纜和 Motion Connect 380 柔性電纜是希望在機器上使用高質(zhì)量、經(jīng)過系統(tǒng)測試的電纜的用戶的完美解決方案。
圖2-3
–電纜長度不超過30m
–雙電纜(SH20/30/40)/2電纜(SH48/52)/3電纜(SH45/65/90)
–可在驅(qū)動端方向/非驅(qū)動端方向連接
訂貨信息請參看產(chǎn)品樣本。
2.4 SINAMICS S200 伺服系統(tǒng)的特點
SINAMICS S200 伺服系統(tǒng)具有高性能，易使用，面向未來的特點：
1.性能優(yōu)化
–快速的電流環(huán)周期
–通過 PN IRT 加速與控制器通信
–支持最高21位高分辨率編碼器
–最高350%過載能力
–具有IP65防護等級和金屬連接解決方案的電機
2.易于使用
–緊湊的驅(qū)動器和電機設計
–通過 TST、SPC、SINAMICS Selector應用程序輕松選型
–設置簡單的集成抱閘控制和制動電阻
–通過Webserver 和 Startdrive，一鍵優(yōu)化和電機電子銘牌實現(xiàn)簡單調(diào)試
–支持全球標準和認證
3.面向未來
–通過完整的 TIA 產(chǎn)品滿足控制動態(tài)的需求
–配合DriveSim Basic實現(xiàn)設備的數(shù)字化仿真
–集成的STO SIL3滿足您的安全性需求
–適應信息安全需求，以確保對自動化流程的安全訪問
2.5 使用SINAMICS S200 的客戶收益
如何加快生產(chǎn)線的上市時間?加快設備的調(diào)試速度?使用S200可以使客戶得到哪些收益呢?這些都是大家非常關注的，下面為大家來一一列舉。
1.通過使用TST(TIA選擇工具)、SPC(西門子產(chǎn)品配置程序)、SINAMICS Selector應用程序可以快速、輕松地選擇S200伺服驅(qū)動系統(tǒng)。
2.緊湊的設計和集成的組件使設置變得更簡單
·驅(qū)動器尺寸節(jié)省高達30%，200V時并排間隙更近為1mm，極大地節(jié)省了機柜內(nèi)的安裝空間。
·電機長度縮短至24%，易于安裝，對于LI/MI，抱閘連接與動力電纜集成在一起。
·集成抱閘控制和集成制動電阻，節(jié)省了選擇和布線的精力。
3.SINAMICS S200 可以使用SINAMICS Startdrive 或 Web 服務器二種調(diào)試工具來進行工程調(diào)試、參數(shù)設置、故障診斷、服務、監(jiān)控和操作。使工程調(diào)試更加簡單、高效。
· SINAMICS Startdrive調(diào)試軟件
SINAMICS Startdrive調(diào)試軟件是將西門子驅(qū)動器硬件集成到TIA Portal工程框架中的理想工具。利用博途平臺，驅(qū)動器和控制器之間的便捷交互使SIMATIC控制器和SINAMICS驅(qū)動器輕松完成運動控制項目的調(diào)試。從V18 SP2版本開始，增加了S200驅(qū)動的調(diào)試功能。
使用Startdrive軟件可以完成S200驅(qū)動的硬件配置、驅(qū)動參數(shù)化、通過控制面板測試驅(qū)動系統(tǒng)的運行、一鍵優(yōu)化驅(qū)動系統(tǒng)、配置與PLC 的通信等。創(chuàng)新的快速指導設置，通過提供清晰的指導和簡潔的說明完成驅(qū)動器的調(diào)試，大大節(jié)省了時間。
·使用Web server調(diào)試
由于S200調(diào)試工具 “網(wǎng)絡服務器” 集成在驅(qū)動器中，所以通過瀏覽器訪問的方式也可以方便快速地完成對驅(qū)動器的調(diào)試。
使用Webserver調(diào)試，不需要安裝額外的軟件，調(diào)試電腦通過網(wǎng)線連接S200驅(qū)動的網(wǎng)口，使用瀏覽器打開S200的網(wǎng)絡服務器就可以快速設置驅(qū)動，參數(shù)化驅(qū)動、通過控制面板運行驅(qū)動、對驅(qū)動系統(tǒng)進行一鍵優(yōu)化、創(chuàng)建已調(diào)試驅(qū)動器的備份。
在設備的運行階段Web網(wǎng)絡服務器作為主要工具。使用它可以進行驅(qū)動運行狀態(tài)的監(jiān)控，通過檢查和分析驅(qū)動運行中出現(xiàn)的故障及報警消息來進行驅(qū)動故障的診斷及排查。還可以完成固件的升級及驅(qū)動參數(shù)的調(diào)整。
4.易于實施全球標準和認證：CE、UL、UKCA、KC、EAC、RCM、SEMI47。
5.通過產(chǎn)品正面的二維碼輕松獲取產(chǎn)品信息，所有材料觸手可及。
您眼中的未來是什么?靈活、數(shù)字化、安全可靠。S200從各個方面適合您的未來，適合您的靈活性。
它可以與SIMATIC控制器和SINAMICS轉(zhuǎn)換器一起用于運動控制任務的可擴展系統(tǒng)。
優(yōu)化產(chǎn)品線S200、S200 Basic，具有各種通信功能，如PROFINET RT/IRT、脈沖串、模擬、Modbus。
配合DriveSim Basic實現(xiàn)設備的數(shù)字化仿真，降低了設計和工程階段的風險和成本，使設備快速上市。
三、產(chǎn)品組合及系統(tǒng)集成中的定位
圖3-1 顯示了SINAMICS S200 系統(tǒng)在SINAMICS “非連續(xù)運動”產(chǎn)品家族中的定位，它屬于標準伺服驅(qū)動系統(tǒng)的單軸AC/AC產(chǎn)品，具有高動態(tài)響應和最高的緊湊性。
圖3-1
圖3-2顯示了針對“非連續(xù)運動”的可延展的SINAMICS S產(chǎn)品家族可實現(xiàn)的功能。
S200與S210及S120驅(qū)動器相比：
·它的安全功能是通過端子實現(xiàn)的STO安全轉(zhuǎn)矩關斷，不支持通過PROFIsafe的擴展基本及擴展安全功能。
·它沒有共直流母線的安裝形式。
·S200支持PROFINET，串行通信，例如Modbus，PTI幾種控制方式。
·支持Startdrive 和 Webserver兩種調(diào)試方法。
圖3-2
圖3-3中在動態(tài)響應、運動控制、共直流母線、易于使用、安全功能、系統(tǒng)及價格幾方面顯示了S200、S210和S120系統(tǒng)組合的差異，為大家的選型提供了參考，可以根據(jù)不同的需求選擇不同的伺服驅(qū)動器。
圖3-3
四、系統(tǒng)與集成
SINAMICS S200 伺服驅(qū)動系統(tǒng)支持從AC1到AC4的應用程序模型，以實現(xiàn)所有應用程序的靈活性。可通過與SIMATIC和TIA Portal完美擴展，為客戶提供完整的解決方案。
4.1 與SIMATIC S7-1200連接用于基本應用
與SIMATIC S7-1200連接用于基本應用:
–脈沖序列用于定位
–IO/PROFINET RT用于EPOS控制
–模擬量可用于速度和扭矩控制
4.2 與SIMATIC S7-1500/T, ET200SP Open controller, SIMOTION連接用于高級應用
與SIMATIC S7-1500/T, ET200SP Open controller, SIMOTION連接用于高級應用：
–PROFINET RT用于EPOS
–PROFINET IRT 用于工藝對象軸(DSC)
4.3 SINAMICS S200 PROFINET
4.4 與SIMATIC控制器一起提供運動控制解決方案
與西門子控制器一起適用于不同級別的運動控制任務：
·配合S7-1200 用于速度控制
·配合S7-1200 / S7-1500 通過EPOS實現(xiàn)定位
·配合S7-1500實現(xiàn)定位，齒輪同步(相對位置同步)
·配合S7-1500 T-CPU實現(xiàn)齒輪同步(絕對位置同步)，凸輪同步和插補
·配合S7-1500 T-CPU / SIMOTION 實現(xiàn)分布式同步
4.5 SINAMICS S200脈沖序列與SIMATIC基本控制器提供基本運動控制解決方案
SINAMICS S200脈沖序列與SIMATIC基本控制器提供以下運動控制方案：
·SINAMICS S200 PTI標準的脈沖序列和模擬量接口可輕松與SIMATIC基本控制器實現(xiàn)集成，實現(xiàn)定位，速度和轉(zhuǎn)矩控制
·配合S7-200SMART (脈沖控制最多3軸)
·配合S7-1200 (脈沖控制最多4軸)
·實現(xiàn)以下運動控制任務:
–速度或轉(zhuǎn)矩控制
–點對點定位
–2D / 3D 線性插補(S7-200Smart)
