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第1章 安全说明1

1.1 一般安全说明1

1.2 电磁场注意事项2

1.3 操作静电敏感元器件2

1.4 残余风险3

第2章 系统概述4

2.1 SINAMICS的应用领域4

2.2 SINAMICS的平台方案和全集成自动化5

2.3 SINAMICS S120驱动系统6

2.4 技术数据7

2.5 系统参数9

2.6 安装海拔和环境温度引起的降容12

第3章 配置和接线举例14

3.1 单机传动14

3.1.1 书本型功率模块接线举例15

3.1.2 装机装柜型功率模块接线举例16

3.2 书本型多机传动18

3.2.1 紧凑书本型装置接线举例19

3.2.2 书本型整流单元接线举例21

3.2.3 书本型逆变单元接线举例27

3.3 装机装柜型多机传动29

3.3.1 装机装柜型整流装置接线举例30

3.3.2 装机装柜型逆变单元接线举例35

3.4 控制单元和扩展系统组件接线举例36

3.4.1 CU310-2DP/PN36

3.4.2 CU320-2DP/PN39

3.4.3 CUA31/3242

3.4.4 编码器接口模块43

3.4.5 常用端子模块51

3.4.6 其它常用组件52

第4章 符合EMC规范的S120控制柜的设计55

4.1 EMC规范简介55

4.1.1 电磁兼容性介绍55

4.1.2 EC规范55

4.1.3 CE标志55

4.1.4 EMC规范55

4.1.5 EMC产品标准EN61800-356

4.1.6 EMC的定义58

4.1.7 噪声发射与抗扰度59

4.1.8 变频器及其EMC59

4.1.9 变频器作为低频干扰源63

4.1.10 变频器作为潜在受扰设备63

4.1.11 SINAMICS S120 12脉动整流对网侧谐波的影响66

4.1.12 SINAMICS S120有源整流装置对网侧谐波的影响67

4.1.13 符合EMC要求的安装68

4.1.14 变频驱动时电动机侧的轴电流分析74

4.2 控制柜散热说明77

4.2.1 概述77

4.2.2 通风提示78

4.3 柜体的安装81

第5章 SINAMICS系统设计指导84

5.1 进线电抗器与滤波器84

5.1.1 进线电抗器84

5.1.2 进线滤波器85

5.2 输出电抗器与滤波器88

5.2.1 输出电抗器88

5.2.2 带VPL的dv/dt滤波器及带紧凑VPL的dv/dt滤波器89

5.3 正弦波滤波器90

5.4 制动单元和制动电阻93

5.4.1 概述93

5.4.2 装机装柜型制动单元94

5.4.3 用于装置型模块的制动电阻98

5.4.4 中央制动柜99

5.4.5 制动能量的简单计算106

5.5 功率单元的并联107

5.5.1 概述107

5.5.2 基本整流装置的并联108

5.5.3 回馈整流装置的并联109

5.5.4 有源整流装置的并联111

5.5.5 整流装置的冗余配置111

5.5.6 逆变单元的并联115

5.6 电动机电缆长度的确定及要求118

5.7 电动机124

5.7.1 西门子交流电动机类型简介124

5.7.2 高电压供电变频运行时的特殊绝缘126

5.7.3 轴电流126

5.7.4 电动机保护127

第6章 驱动系统基本操作128

6.1 参数128

6.2 驱动对象132

6.3 BICO技术：信号互联133

6.3.1 二进制接口、连接器接口133

6.3.2 使用BICO技术互联信号134

6.3.3 二进制／连接器互联输出参数的内部编码134

6.3.4 互联示例135

6.3.5 BICO技术的说明135

6.3.6 标定136

6.4 输入／输出137

6.4.1 数字量输入／输出137

6.4.2 使用CU上的双向数字量输入／输出138

6.4.3 模拟量输入139

6.4.4 模拟量输出139

6.5 数据备份140

6.5.1 备份非易失性存储器140

6.5.2 存储卡的冗余数据备份141

6.6 DRIVE-CLiQ拓扑结构的说明142

6.6.1 在调试工具STARTER中修改离线拓扑143

6.6.2 DRIVE-CLiQ布线的强制规定144

6.6.3 推荐DRIVE-CLiQ规则147

6.6.4 拓扑示例：采用矢量控制的驱动148

6.6.5 拓扑示例：采用矢量控制的并联逆变单元150

6.6.6 拓扑示例：功率模块151

6.6.7 拓扑示例：采用V/f控制（矢量控制）的驱动151

6.7 通过BOP20设定参数152

6.7.1 BOP20概述152

6.7.2 BOP20的显示和操作154

6.7.3 故障和报警的显示154

6.7.4 通过BOP20控制驱动155

6.8 通过AOP30设定参数157

6.8.1 AOP30概述157

6.8.2 菜单：操作屏幕158

6.8.3 菜单：参数设置160

6.8.4 菜单：故障存储器／报警存储器161

6.8.5 调试／服务菜单162

6.9 通过STARTER软件设置参数162

6.9.1 STARTER软件概述162

6.9.2 操作界面说明163

6.9.3 调试工具STARTER中的重要功能164

6.9.4 使用STARTER激活在线操作165

6.9.5 在调试工具STARTER中创建项目171

6.10 系统采样时间和可控制的驱动数量176

6.10.1 系统采样时间176

6.10.2 可控驱动数量的说明179

6.11 组件更换示例180

6.12 授权182

6.13 写保护与专有技术保护185

6.13.1 写保护186

6.13.2 专有技术保护187

第7章 调试194

7.1 调试准备194

7.2 调试流程195

7.3 整流装置的调试步骤196

7.3.1 基本整流装置的调试步骤196

7.3.2 回馈整流装置的调试步骤202

7.3.3 有源整流装置的调试步骤207

7.4 逆变单元及功率模块的调试步骤212

7.4.1 逆变单元的离线基本配置212

7.4.2 逆变单元的模拟运行220

7.4.3 异步电动机的优化221

7.4.4 逆变单元的调试步骤——永磁同步电动机222

7.4.5 永磁同步电动机使用中的注意事项226

第8章 功能229

8.1 基本功能229

8.1.1 进线接触器控制229

8.1.2 装机装柜型预充电和旁路接触器控制229

8.1.3 旋转方向限制和旋转方向反向233

8.1.4 脉冲频率摆动234

8.1.5 设定值不变的方向反转234

8.1.6 电枢短路制动，直流制动235

8.1.7 逆变单元用作制动单元240

8.1.8 OFF3转矩限幅247

8.1.9 简单抱闸控制248

8.1.10 运行时间252

8.1.11 节能显示252

8.1.12 编码器诊断254

8.1.13 装机装柜上的降容函数260

8.1.14 电动机的并联（多电动机成组传动）262

8.2 矢量控制功能263

8.2.1 无编码器矢量控制（p1300=20）263

8.2.2 带编码器矢量控制（p1300=21）265

8.2.3 速度控制器自适应265

8.2.4 开放式速度实际值267

8.2.5 软化功能268

8.2.6 转矩控制268

8.2.7 转矩限制270

8.2.8 Vdc控制272

8.2.9 效率优化274

8.2.10 异步电动机的快速励磁275

8.2.11 异步电动机调试的说明277

8.2.12 永磁同步电动机调试的说明278

8.2.13 捕捉再起动284

8.2.14 同步285

8.2.15 电压监控模块286

8.2.16 模拟运行287

8.2.17 旁路288

8.2.18 功率部件的冗余运行293

8.2.19 异步脉冲频率294

8.3 V/f控制功能295

8.3.1 电压提升295

8.3.2 滑差补偿296

8.3.3 谐振抑制297

8.3.4 Vdc控制297

8.4 功能模块300

8.4.1 工艺控制器300

8.4.2 扩展监控功能302

8.4.3 扩展抱闸控制功能304

8.4.4 位置控制312

8.4.5 基本定位器314

8.4.6 有源整流单元的主从功能323

8.4.7 功率部件的并联328

8.5 监控和保护329

8.5.1 一般功率部件保护329

8.5.2 热监控和过载响应329

8.5.3 堵转保护331

8.5.4 失步保护（仅适用于矢量控制）331

8.6 电动机热保护332

8.6.1 电动机热模型332

8.6.2 电动机温度检测333

8.7 集成的安全功能334

8.7.1 概述334

8.7.2 参数、校验和、版本、口令337

8.7.3 时间受控停车341

第9章 通信343

9.1 PROFIdrive通信343

9.1.1 循环通信347

9.1.2 非循环通信349

9.2 PROFIBUS DP通信技术357

9.2.1 PROFIBUS概述357

9.2.2 PROFIBUS通信调试360

9.2.3 PROFIBUS DP从站－从站通信374

9.3 PROFINET IO通信技术382

9.3.1 PROFINET IO概述382

9.3.2 通过PROFINET进行驱动控制385

9.3.3 PROFINET IO的实时类别387

9.3.4 PROFINET GSDML390

9.3.5 通过CBE20进行通信392

9.3.6 含两个控制器的PROFINET395

9.3.7 PROFlenergy402

9.3.8 应用实例403

9.4 SINAMICS Link通信414

9.4.1 SINAMICS Link基本知识414

9.4.2 拓扑结构415

9.4.3 配置和调试416

9.4.4 示例418

9.4.5 在装置起动时或进入循环运行后通信中断420

9.4.6 示例：SINAMICS Link上的传输时间421

第10章 维护与诊断422

10.1 维护422

10.1.1 固件和项目升级422

10.1.2 给直流回路电容器充电427

10.2 诊断431

10.2.1 LED诊断431

10.2.2 驱动状态信息查询435

10.2.3 STARTER故障诊断437

10.2.4 TRACE功能故障诊断438

10.3 故障／报警信息查询438

10.4 编码器故障439

10.4.1 编码器常见故障处理439

10.4.2 HTL/TTL脉冲编码器故障分析441

10.5 使用AOP30诊断441

10.6 使用BOP20诊断443

10.7 Web Server远程诊断444

10.7.1 Web Server配置444

10.7.2 Web Server使用447

附录454

A 简要功能图和参数序号范围454

A.1 简要功能图目录454

A.2 简要功能图457

A.3 参数序号范围546

B 控制字与状态字说明547

B.1 控制字位的说明547

B.2 状态字位的说明552

B.3 S120各个模块的状态说明554

C 基本配置参数和常用参数列表556

D 调试过程561

D.1 调试前准备篇561

D.2 调试上电篇564

D.3 调试配置篇564

D.4 维护篇566

E 矢量控制常见故障和报警列表566

E.1 故障和报警概述566

E.2 关于故障和报警列表的说明569

E.3 故障和报警的序号范围570

F 寻求帮助601

F.1 SINAMICS S120相关手册下载链接601

F.2 热线服务系统601

F.3 网站支持601

F.4 推荐网址601

参考文献605