西门子SINAMICS S120系统应用与实践
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3.4 驱动组件、驱动对象及拓扑结构

在驱动系统中,驱动组件和驱动对象是很重要的概念,STARTER软件中组态各驱动组件时,会自动分配其驱动组件号和驱动对象号,组件号和对象号信息也会显示在拓扑结构中。

(1)驱动单元/驱动设备(Drive Unit/ Drive De-vice)

驱动单元/驱动设备是由若干个驱动对象组成,例如:一个CU下的整体是一个驱动单元。在STARTER软件中,项目导航器采用树形结构以分层管理各个项目元素,图3-10中方框内即为一个驱动单元。

(2)驱动对象(Drive Object)

驱动对象是一个具有独立的参数、故障报警以及独立的通信并自成一体的软件功能单元。常见的驱动对象有:控制单元(CU_x)、整流装置(A_INF、B_INF、S_INF)、逆变单元(VECTOR/SERVO、VECTOR_AC/SERVO_AC)、编码器模块、端子扩展模块(TMx),如图3-11所示。

图3-10 一个驱动单元

每个驱动对象在项目树中都有一个唯一的名称和唯一的对象编号。

图3-11 常见的驱动对象

(3)驱动组件(Drive Components)

驱动组件是以某种方式连接至驱动系统的全部硬件组件,例如功率单元、传感器模块和电动机等。每个驱动组件均被分配给至少1个驱动对象(DO),驱动对象承担着驱动组件的监控任务。一般来说,驱动对象一定是驱动组件,而驱动组件不一定是驱动对象。

如图3-12所示,在项目树结构中,使用条目“概览”(Overview)、“组态”(Configura-tion)和“拓扑”(Topology),可以概览到全部“驱动对象”以及其相关“驱动组件”之间的关系。“控制单元”(Control_Unit)一般是随着项目自动创建的,其他的“进线电源”(Infeeds)、“输入/输出组件”(Input/output components)、“编码器”(Encoder)以及“驱动轴”(Drives)等驱动对象需要随后添加。

图3-12 驱动对象与驱动组件的概览

双击“概览”(Overview)可以打开驱动系统的概览窗口,窗口中会显示驱动系统中的全部驱动对象。单击相应的模块图标,可以打开目标驱动对象的组态(Configuration)选项卡,选项卡中会显示出驱动对象的名称、对象编号及与对象有关的最重要信息:驱动类型、控制类型、通信报文等。还会显示所有已分配的驱动组件、相应的组件编号和组件的最关键参数等信息,如图3-13所示。

其中:A处为驱动对象的名称与对象的编号;

B处为驱动对象的类型、控制方式及PROFIdrive通信报文;

C处为DRIVE-CLiQ“功率单元”组件及其组件编号;

D处为DRIVE-CLiQ“编码器”组件及其组件编号;

E处为“电动机”组件。

驱动组件的编号可以在“概览”(Overview)→“版本概览”(Version overview)选项卡中查看,如图3-14所示。

每个驱动对象都有自己的项目树,使用它可以打开驱动对象的参数列表或不同功能的组态对话框以进行功能设置,也可在在线模式下打开诊断对话框以获取诊断信息。

使用驱动对象前,必须完成一系列步骤的操作。首先通过组态创建驱动对象实例,在项目树中,双击条目“添加驱动”(Insert drive),可以将一个驱动对象添加至驱动目录中。然后通过驱动向导创建驱动的基本组态,某些与对象相关的属性在第一次组态时会确定(例如:伺服、矢量、电动机模块、电动机和编码器等)。(详细步骤见3.2节中“离线创建项目并下载”)

图3-13 驱动对象的组态

图3-14 驱动组件的编号查看

其他设置如速度和电流控制回路的增益系数等,可以通过相应的组态对话框进行设置。

SINAMICS的驱动组件通过DRIVE-CLiQ相连,在STARTER软件中会显示出表达它们互联关系的树形拓扑图。在拓扑图中,驱动组件通过它们的组件编号进行标识。

根据3.2节提供的硬件配置及连接,图3-15给出了该驱动系统的DRIVE-CLiQ连接示意图,控制单元CU320-2PN连接2个配有控制单元适配器CUA32的功率模块PM240-2,两个功率模块各控制一台伺服电动机,其中左侧的PM240-2+CUA32为Drive_1,右侧的为Drive_2。

图3-15 本章所用DEMO的DRIVE-CLiQ连接示意图

项目树“拓扑”(Topology)界面中会显示出驱动系统的DRVIE-CLiQ连接树形图,如图3-16所示。控制单元Control_Unit为树中的第一个元素。Control_Unit下的0~3编号(方框中)表示控制单元的4个DRVIE-CLiQ接口X100~X103。下一级0~2编号(方框中)表示“驱动1”(Drive_1)的CUA32的DRVIE-CLiQ接口X200~X202,再下一级0~2编号(方框中)表示“驱动2”(Drive_2)的CUA32的DRVIE-CLiQ接口X200~X202。图中Drive_1前方的“0-0”表示Control_Unit的0号接口(X100)与Drive_1的CUA32的0号接口(X200)相连,Drive_2前方的“1-0”表示Drive_1的CUA32的1号接口(X201)与Drive_2的CUA32的0号接口(X200)相连,以此类推。在更换驱动组件的备件时,要保证接口之间的连接关系不变,否则驱动系统可能无法正常工作,控制单元亮红灯并报错。

拓扑结构中括号内的数字为驱动组件的编号,与图3-14“版本概览”中的组件号相同。关于拓扑的诊断功能将会在第10章中进行介绍。

图3-16 在STARTER中查看DRVIE-CLiQ拓扑结构图