SINAMICS S120的核心控制单元CU320使用教程，电机模块接线

SINAMICS是西门子公司新一代的驱动产品，它正在逐步取代现有的MASTERDRIVES及SIMODRIVE系列的驱动系统。SINAMICS S120是集V/f控制、矢量控制和伺服控制于一体的多轴驱动系统，它采用的是模块化的设计方案，包括控制单元模块、整流回馈模块、电机模块、传感器模块和电机编码器等。各个模块之间通过高速驱动接口DRIVE-CLiQ相互连接。

本文简单介绍一下S120的控制单元CU320及复杂运动控制应用下的SIMOTION D系统。

一. SINAMICS S120的核心控制单元CU320

CU即Control Unit，是S120的控制单元，CU320设计的目的是用于多轴控制系统的，最多可控制4个矢量轴或6个伺服轴或8个V/f轴，完成比较简单的工艺任务。

目前为止，共推出了两代控制单元，分别为一代产品CU320和二代产品CU320-2 DP/PN。

笔者使用的是CU320-2 PN，官网介绍： https://mall.industry.siemens.com/mall/zh/cn/Catalog/Product/6SL3040-1MA01-0AA0

1. CU320

如图1所示，为一代产品CU320的硬件结构。

CU320具有以下接口：

8路数字量输入
8路双向的数字量输入/输出
4个DRIVE-CLiQ接口，用于与其他组件通讯
用于接口扩展的可选插槽（TB30、CBP10、CBC10、CBE20等）
1个PROFIBUS接口，PROFIBUS DP的地址由拨码设定，位于盖子后面
4个"3色"状态LED灯，用于诊断设备状态
快速闪存CF卡，用于存储软件和参数设定
1个用于AOP30的RS232/PPI接口

2. CU320-2 DP

如图2所示，为CU320-2 DP的接口定义图。它作为CU320的升级产品，接口定义上大同小异，它有一个以太网接口（-X127），但该接口不支持ProfiNet协议，它可用作PC机的调试接口。

3. CU320-2 PN

如图3所示，为CU320-2PN的接口定义图。顾名思义，PN即为ProfiNet。该板卡有两个ProfiNet接口。

4. CU320-2 PN接线图

控制单元 CU320-2 标配了以下接口：

• 4 个 DRIVE-CLiQ 插口，用于和其他 DRIVE-CLiQ 设备通信，例如：电机模块、有源电源模块、传感器模块和端子模块

• CU320-2 PN：1 个 PROFINET 接口，带 2 个端口（RJ45 插座），符合PROFIdrive V4 行规

• CU320-2 DP：1 个 PROFIBUS 接口，符合 PROFIdrive V4 行规

• 12 路可设定的悬空数字量输入

• 8 路可设定的双向非悬空数字量输入/输出

• 1 个串行 RS232 接口

• 1 个用于连接 BOP20 基本操作面板的接口

• 1 个 CF 卡插槽， CF 卡存有固件和参数

• 1 个安装选件模块（如端子板 TB30）的插槽

• 2 个旋转编码开关，适用于手动设置 PROFIBUS 地址

• 1 个以太网接口，适用于调试和诊断

• 3 个测试插口和 1 个参考接地，用于调试支持

• 1 个开关电源连接，通过 24 V DC 电源连接器连接

参考 https://www.toutiao.com/i6709747612402057736/

电源模块和电机模块之间的接线：

参考http://www.ad.siemens.com.cn/service/elearning/Course/1042.html

5. DRIVE-CLiQ的接线

脉冲频率相同的驱动组（装机装柜型）：

脉冲频率不同的驱动组（装机装柜型）：

含有并联模块的驱动组（装机装柜型）：

S120功率模块PM340布线实例：

伺服驱动的布线示例：

V/F控制的布线示例：

参考http://www.ad.siemens.com.cn/service/elearning/Course/1043.html

6. 基于博途V15(Startdrive)的S120调试

参考http://www.gongkong.com/article/201807/81720.html

从博途V15开始，Startdrive软件可用于配置和调试S120 产品（例如CU320-2 PN ）。

可以使用Startdrive执行以下任务，例如：

可以把驱动器、PLC和HMI 创建在统一的项目中。
通过自动配置或者手动选择所使用的功率单元，电机和编码器来组态驱动器
通过指定命令源，设定值源，为驱动器分配参数和控制类型。
使用向导界面来扩展参数分配功能块和技术控制器。
通过控制面板测试电机和观察状态。
发生错误时执行诊断，集成TRACE录波功能。

Startdrive的操作极其简便：

1）在网络视图添加S120：

2）在添加的控制单元上点击右键，选择“设备配置检测”：

3）自动识别DRIVE-CLiQ上的所有设备，可以创建伺服或者矢量控制对象：

4）选择没有自动识别的电机（电机不带DRIVE-CLiQ接口）：

5）配置通信报文：

6）优化并且测试电机，完成配置：

StartdriveV15下载地址：

https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/109754382

如果安装过程中出现restart windows...错误信息，解决方法：

win+R，输入regedit，打开注册表，进入计算机\HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager，

删除PendingFileRenameOperations这个项目。

7. 基于STARTER_V54的S120调试

7.1 新建在线项目

待更新

7.2 新建离线项目

待更新

二. 更牛皮的运动控制器SIMOTION D435

CU320最多控制4个矢量轴、6个伺服轴或8个V/f轴，一般应用于相对简单的控制任务中。当它面对一些复杂的运动控制任务时，会显得力不从心，此时，就需要功能更为强大的SIMOTION D控制系统模块来代替CU320控制单元了。

SIMOTION D是基于SINAMICS S120的驱动系统，它有许多子产品，具有不同的性能，满足不同的应用环境。如图4所示，是SIMOTION D435-2 DP的接口定义图，它适用于中等规模的应用。它带有两个具有时钟同步的PROFIBUS接口以及两个以太网口。SIMOTION D435也通过DRIVE-CLiQ接口与S120的其他模块进行数据交换，它可以外扩CU320 ，从而最多能控制64个轴。

参考

https://www.toutiao.com/a6736874326382871053/

头条博主塞北名驼的更多博客：

西门子S120快速入门——带你认识专用通讯协议DRIVE-CLiQ https://www.toutiao.com/i6737253775293022734/
西门子S120快速入门——调试工具STARTER https://www.toutiao.com/i6737624185821987335/
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