系统概述 SIMATICDrive Controller 是什么？SIMATIC Drive ControllerSIMATIC DriveController 是 SIMATIC S7-1500 系列中基于驱动的控制器。SIMATIC Drive Controller 在SINAMICS S120 Booksize Compact 外壳中结合了以下功能：• 具有集成工艺 I/O 的故障安全SIMATIC S7-1500 工艺 CPU• SINAMICS S120自动转速控制在本文档中，这两个组件分别称为“CPU”和“SINAMICS Integrated”。集成的 SINAMICS S120自动转速控制基于 CU320-2 控制单元，可以控制：• Zui多 6 个伺服驱动器；或者• Zui多 6 个采用矢量控制的驱动器；或者•Zui多 12 个采用 U/f 控制的驱动器提供两个具有分级性能的故障安全工艺 CPU。安全集成在 CPU和驱动器端，可在故障安全应用中使用。SIMATIC Drive Controller 支持通过 PROFINET 和 PROFIBUSDP 进行通信。4.1.1 SIMATIC Drive Controller 型号对比SIMATIC Drive Controller性能等级SIMATIC Drive Controller 包含 SIMATIC S7-1500 系列的故障安全 CPU 和SINAMICS S120自动转速控制组件。提供两种性能等级。表格 4- 1 性能等级概述性能等级 SIMATIC DriveController 订货号中小型应用 CPU 1504D TF 6ES7615-4DF10-0AB0高性能应用 CPU 1507DTF 6ES7615-7DF10-0AB0系统概述4.1 SIMATIC Drive Controller 是什么？SIMATICDrive Controller28 系统手册, 11/2022, A5E46600341-ACCPU 的性能特征SIMATICDrive Controller 在集成 CPU 方面有所不同。这些 CPU可用于中小型应用、高端设备和工厂自动化等全部领域。下表显示了 SIMATIC Drive Controller 的关键性能特征：表格4- 2 SIMATIC Drive Controller 性能特征概述特性 1504D TF 1507D TF代码工作存储器，Zui大值4 MB 15 MB数据工作存储器，Zui大值 6 MB 40 MB保持性数据区（包括定时器、计数器和位存储器）768 KB 768KB装载存储器/大容量存储器，Zui大值32 GB（带 SIMATIC 存储卡）32 GB（带 SIMATIC 存储卡）I/O地址区，Zui大 32/32 KB 32/32 KB集成接口 1 个 PROFINET IO IRT（三端口交换机）1 个PROFINET IO RT1 个 PROFINET 基本服务(1000 Mbps)1 个 PROFIBUS DP2 个 USB3.014 个 DRIVE-CLiQ1 个 PROFINET IO IRT（三端口交换机）1 个 PROFINET IO RT1 个PROFINET 基本服务(1000 Mbps)1 个 PROFIBUS DP2 个 USB 3.014 个DRIVE-CLi Integrated 基于 CU320-2 基于 CU320-2集成输入和输出（板载I/O）CPU：8 DI/D Integrated：12 DI，8DI/DQCPU：8 DI/DIntegrated：12 DI，8DI/DQ组态控制 ✓ ✓CPU Web 服务器 ✓ ✓等时同步模式 3 采用 IRT 的PROFINET IO (X150)PROFIBUS DP (X126)SINAMICS Integrated工艺 I/O(X142)采用 IRT 的 PROFINET IO (X150)PROFIBUS DP (X126)SINAMICSIntegrated工艺 I/O (X142)Zui小周期 5) 500 µs 250 µs系统概述4.1 SIMATIC DriveController 是什么？SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022,A5E46600341-AC 29特性 1504D TF 1507D TF集成工艺功能 CPU：• 运动控制• PID 控制板载I/O：• 事件/周期持续时间测量• 脉宽调制 (PWM)• 定时器 DI/DQ• 过采样 DI/DQCPU：• 运动控制• PID控制板载 I/O：• 事件/周期持续时间测量• 脉宽调制 (PWM)• 定时器 DI/DQ• 过采样 DI/DQ定位轴的数量 典型值2：12Zui大值：40典型值 2：55Zui大值：160运动控制资源 4 3,200 12 800扩展运动控制资源 4 160420安全集成 ✓ ✓集成系统诊断 ✓ ✓集成安全功能 ✓ ✓防护等级 IP 20 IP 201) 无功能，不允许连接2) 支持 4ms 伺服/IPO 周期和来自运动控制的 35% CPU 负载3) 除 MC-Servo 外，只有 PROFINET 接口 X150还可以与 SINAMICS Integrated 的时钟系统和 X142 工艺 I/O 同步运行。不支持 PROFIBUS 接口X126 与其它时钟系统的等时同步耦合。因此，必须通过 PROFINET接口连接其它驱动系统（有关详细信息，参见设置时钟系统 (页190)部分）。4) 有关工艺对象资源要求的信息，请参见 CPU 的工艺功能 (页 57)和《S7-1500T 运动控制》功能手册。PROFINET、SINAMICS Integrated、Technology I/Os (X142) 和 Servo/IPO支持的Zui小周期。小于 500 μs 的时钟周期仅可用于 CPU 1507D TF，并有一定的限制（有关详细信息，参见设置时钟系统 (页190)部分）。
应用领域SIMATIC Drive Controllers的可扩展性通过多种性能等级提供所需的灵活性和可扩展性，可完美适用于设备与工厂工程组态中的各种运动控制应用。SIMATIC DriveController 具有广泛的通信接口，例如用于实现模块化机器概念以及连接HMI 和 I/O系统的接口。由于通信接口适用于所有性能等级，因此只能根据 CPU 和运动控制性能来选择 SIMATICDrive Controller。集成工艺 CPU 为标准运动控制提供附加功能，并在 S7-1500 CPU 中提供了工艺功能，例如：• 扩展的同步操作和凸轮功能•运动系统功能• 跨 PLC 同步操作数字板载 I/O 提供附加的集成工艺功能，例如：•测量输入，用于根据事件快速、精准地获取实际位置• 输出凸轮和凸轮轨迹的输出，用于根据位置生成开关信号通过集成工艺 CPU的故障安全设计，用户可以实施安全系统的应用程序。这样便可将机器安全性无缝地集成到 SIMATIC Drive Controller中。使用一个系统可同时实现标准和故障安全自动化。这可提供：• 经济效益• 可靠性• 硬件、工程组态任务和存储成本的节约潜力。可以通过PROFINET 扩展 SIMATIC Drive Controller 的驱动器组态限值，例如使用SINAMICS S120控制单元 CU320-2。系统概述4.1 SIMATIC Drive Controller 是什么？SIMATIC DriveController系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC 31应用和应用领域将 S7-1500TF CPU和自动转速控制 (SINAMICS Integrated)集成到设备中可以实现小型紧凑式设计。在分级性能和接口组态方面，通过运动控制针对生产机器和工厂优化了SIMATIC DriveController。SIMATIC Drive Controller 用于采用 SINAMICS S120驱动器系列的应用中，例如，由于：• 需要一个高度动态化、灵活的多驱动系统：– 广泛的性能范围–全面的电机范围（包括线性驱动器、外部驱动器等）– 全面的控制过程范围（伺服、矢量，U/f）– SINAMICS 工艺扩展功能•需要受控供电/再生功能：– 避免产生无效的线路谐波– 在网络波动的情况下实现高度鲁棒性– 在制动模式下进行能量回收SIMATICDrive Controller 还用于以下情况：• 需要采取用于保护人员和机器的安全解决方案• 需要紧凑、节省空间的设计•要求高性能运动控制和快速 I/O• 需要采用快速等时同步模式的模块化机器概念典型应用领域：• 多轴机床（例如印刷和造纸机）•采用短机器时钟的高性能应用（例如包装机械和搬运应用）• 紧凑型机器，其中控制器和驱动系统的空间有限（例如，机器底座中的控制柜）•分布式控制和驱动概念• 通过跨 PLC 同步操作同步多个 SIMATIC Drive Controller•对运动进行安全监视系统概述4.1 SIMATIC Drive Controller 是什么？SIMATIC DriveController32 系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC示例1：快速灵活的包装自动化任务：开发水平式包装机，Zui高速度可达每分钟 120个包装。特性：包装机可以连续包装单个固体产品，例如食品和商业产品。必须能够快速切换到新产品。在自动化解决方案中，可扩展性和成本效率Zui为重要。解决方案：SIMATICDrive Controller使用工艺功能来控制多轴齿轮和凸轮同步操作。必要的输入和输出信号（例如打印标志校正、滑差补偿、距离检测和产品检测）由 SIMATICDriveController 的集成工艺 I/O 控制。其它输入和输出（例如，用于温度采集的输入和输出）可通过 ET 200SP分布式 I/O 系统获得。图 4-1 示例：带可选模块的包装机系统概述4.1 SIMATIC Drive Controller是什么？SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC 33优势•高性能解决方案，可实现zuijia产品质量和较高机器吞吐量• 紧凑、可扩展的解决方案• 只需按一下按钮即可更改格式示例2：印刷机自动化任务：开发具有可扩展性能的模块化、全自动印刷机，以继续确保高效生产并在将来覆盖多种产品。特性：模块化解决方案，例如用于卷线器/给料机、打印机构和干燥的解决方案。各个机器模块在虚拟引导轴上同步。系统概述4.1SIMATIC Drive Controller 是什么？SIMATIC Drive Controller34 系统手册,11/2022, A5E46600341-AC解决方案：模块化解决方案基于多个机器模块，每个机器模块均由 SIMATIC DriveController 实现，必要时还可通过附加的 SINAMICS S120 CU320-2 实现。跨 PLC 同步操作基于采用IRT 的PROFINET IO，用于轴的同步。图 4-2 示例：印刷机系统概述4.1 SIMATIC DriveController 是什么？SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022,A5E46600341-AC 35优势• 机器安装时间短• 可扩展的解决方案，涵盖广泛的性能范围•完美的跨模块同步操作，可确保获得zuijia产品质量和高吞吐量优点和客户收益使用 SIMATIC Drive Controller的优点如下：• 只需一台设备即可实现标准、安全且全面的运动控制自动化（包括自动转速控制）•接口范围宽泛，集成的性能十分全面（既有低性能，也有高性能）• 使用板载工艺 I/O，无需使用额外的硬件•八个数字量输出可组态为高速输出；提供超短的输出延时和Zui高切换精度• 操作简单，布线和安装成本更低• 可在 STEP 7硬件配置中简单组态• 在 TIA Portal 中使用工程组态工具 SINAMICS Startdrive对驱动器进行简单高效的调试和优化• 通过控制器和驱动器之间的工艺对象自动排列工艺变量；减少工程组态、调试和维修时间•集中式数据管理，一个存储卡（SIMATIC 存储卡）同时用于控制器和驱动器• 在 TIA Portal 中为 CPU 和SINAMICS Integrated 执行集中授权操作系统概述4.1 SIMATIC Drive Controller是什么？SIMATIC Drive Controller36 系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC4.1.3工厂组件与自动化层级工厂组件与自动化层级SIMATIC Drive Controller特别适用于从小型到高端机器的生产自动化和运动控制应用。这一卓越的自动化解决方案可灵活组合 SIMATIC S7-1500 CPU与集成式 SINAMICS S120 自动转速控制，完美满足运动控制应用中的所有功能需求：•通过现场总线，连接过程信号和中央主站计算机。• SIMATIC Drive Controller中集成有各种通信标准，可完美应用于各种自动化层级。• SIMATIC Drive Controller 通过集成驱动器和轴组控制SINAMICS Integrated，涵盖各种SINAMICS S120 电源装置（电源模块和电机模块）。• 带有DRIVE-CLiQ 接口的电机有助于调试和诊断。• 将不带 DRIVE-CLiQ接口的电机（例如外部电机或用于改装应用的电机）连接到柜式安装传感器模块 (SMC) 或外部传感器模块 (SME) 上。端子模块(TM) 通过 DRIVE-CLiQ 实现的端子扩展，可用于驱动器数字量或模拟量输入和输出等。• SIMATIC DriveController 中集成的 F-CPU 可确保实现故障安全过程。• SIMATIC Drive Controller中已集成有工艺 I/O。如有需要，可以在 ET 200MP 和ET 200SP 分布式 I/O 系统中使用工艺模块扩展 SIMATICDrive Controller。• SIMATIC Drive Controller 适合安装在防护等级为 IP20的控制柜中系统概述4.1 SIMATIC Drive Controller 是什么？SIMATIC DriveController系统手册, 11/2022, A5E46600341-AC 37以下示意图显示了采用 SIMATIC DriveController 的系统中从管理层级到控制层级和现场层级的主要组件。图 4-3 示例：SIMATIC DriveController 的管理层、控制层和现场层设置4.1.4 可扩展性SIMATIC Drive Controller性能卓越且应用灵活，可完美适用于设备与工厂工程组态中的各种控制应用。按性能等级扩展为了满足机器和工厂规划要求，可以根据 CPU和运动控制性能与组态限值（程序和数据存储器以及运动控制资源）来扩展 SIMATIC DriveController。对于所有版本，PROFINET 和 PROFIBUS DP 上的各种联网选项均相同。这意味着用户可以简单地通过CPU 性能进行扩展，而不会影响可用的接口以及机器和工厂的拓扑。系统概述4.1 SIMATIC Drive Controller是什么？SIMATIC Drive Controller38 系统手册, 11/2022,A5E46600341-AC基于驱动器组态限值进行扩展SIMATIC Drive Controller 的所有版本中都集成了SINAMICS S120 自动转速控制。可用于控制：• Zui多 6 个伺服驱动器；或者• Zui多 6 个采用矢量控制的驱动器；或者•Zui多 12 个采用 U/f 控制的驱动器可以扩展 SIMATIC Drive Controller 的驱动器组态限值，例如使用SINAMICS S120(CU320-2) 或 SINAMICS S210（例如用于单个驱动器）。在这种情况下，CPU轴工艺对象会对 SINAMICS Integrated 驱动器和外部连接的驱动器执行运动控制功能。Zui大轴组态限值在 CPU端受可用运动控制资源的限制。图 4-4 示例：SIMATIC Drive Controller、SINAMICS S120 和SINAMICS S210 的工厂组态原则上，可连接满足以下条件的任何驱动器：• 支持 PROFIdrive驱动技术的标准化配置文件• 支持可通过 SIMATIC S7-1500 实现的 PROFIdrive帧有关详细信息，请参见《S7-1500T 运动控制》功能手册无法像使用 SIMOTION D4x5-2 一样通过 SIMOTIONCX32-2 控制器扩展模块提高驱动器的计算性能。