SINAMICS Startdrive V16 功能在TIA 博途的應用

張國旭，高樂美，邢向宇，王慶德，李永剛，王宣峰

（國機鑄鍛機械有限公司，山東 濟南 250306）

0 引言

SINAMICS Startdrive 可以用來在TIA Portal 中進行西門子驅動的配置和參數設置?？蛇M行以下任務：將驅動嵌入項目，作為單個驅動或將驅動與上級控制系統進行聯網；對所用功率部件、電機和編碼器進行參數配置（包括最新的S210 系列驅動產品）；支持配置多種控方式來控制驅動；支持驅動專用功能（如自由功能塊和工藝控制器）等擴展參數設置；通過驅動控制面板在線測試驅動參數設置；出現故障時執行診斷。

1 概述

1.1 軟件簡介

SINAMICS Startdrive 調試軟件是將西門子驅動器硬件集成到TIA Portal 工程框架中的理想工具。借助最新版本的SINAMICS Startdrive V16，西門子正在擴展自動化平臺上可用的驅動硬件產品組合。

該軟件有兩個版本：Startdrive Basic 和Startdrive Advanced。Basic 版包括驅動設備的調試和診斷功能。Advanced 版除了包含Basic 版的所有功能外，還包含SINAMICS S120，G120 和S210 的集成安全驗收測試功能。

1.2 新功能介紹

SINAMICS Startdrive 調試工具是自動化設備調試的關鍵軟件。利用博途平臺，驅動器和控制器之間的便捷交互使SIMATIC 控制器和SINAMICS 驅動器輕松完成運動控制項目的調試。從V16 版本開始，其功能得到了進一步增強。在集成了SINAMICS S120多軸系統CU320-2PN 之后，從V16 開始也支持組態和調試CU310-2PN 及PM240-2。CU310-2PN 是S120 高端伺服驅動系統的單軸控制單元。

最新推出的SIMATIC 驅動運動控制器（Simatic Drive Controller）的驅動控制也集成在Startdrive 調試工具中。集成了DRIVE-CLiQ 集線器，通過集線器增加了SINAMICS S120 的DRIVE-CLiQ 接口數量。

使用Startdrive，可以通過簡單、用戶友好的過程對集成安全功能進行參數設置和驗證。Startdrive 中集成的安全驗收測試將引導用戶逐步進行安全驗收測試過程，然后創建符合標準的測試記錄。

Startdrive V16 在與控制器間的無縫操作、靈活性和用戶友好性方面將西門子的驅動器提升到一個新的水平。

1.3 SINAMICS S210

該伺服驅動器是專為西門子新的SIMOTICS S-1FK2 電機配套而開發，是一種新型伺服驅動系統，功率范圍50 W～7kW，提供有12 個功率等級。具有集成安全功能，組態十分簡便?？山浻蒔rofiNet 與上位控制器相連，通過Web 服務器進行調試，支持“一鍵優化功能”。這些具有出色設計的SIMOTICS 1FK2 伺服電機可以滿足小負載的高動態響應需求，并能極為精確地移動中等和大型負載。

1.4 TIA 博途軟件

西門子工業自動化集團發布的“TIA 博途”全集成自動化軟件，是業內首個采用統一工程組態和軟件項目環境的自動化軟件，適用于所有自動化任務，這是軟件開發領域的一個里程碑，是工業領域第一個帶有“組態設計環境”的自動化軟件，借助該全新的工程技術軟件平臺，用戶能夠快速、直觀地開發和調試自動化系統。

2 應用實例

2.1 軟硬件組成

基于ProfiNet 網絡TIA 博途V16 組態S210 驅動，硬件如表1 所示，軟件如表2 所示。

表1 使用的硬件

表2 使用的軟件

2.2 系統的網絡組態

2.2.1 系統硬件連接

系統硬件連接如圖1 所示。

2.2.2 S7-1500 的配置

打開TIA Portal 軟件，創建新項目，進入設備組態界面，選擇添加新設備，點擊驅動圖標并添加S210驅動器，如圖2 所示。雙擊進入選則的驅動單元設備視圖界面，點擊MOT 圖標根據訂貨號選擇電機，確認編碼器參數，設置驅動IP 地址和ProfiNet 設備名稱，如圖3 所示。

圖2 ProfiNet IO 系統組態

圖3 設置IP 地址和ProfiNet 設備名稱

完成上述設置后，將項目下載至S7-1500。選中新添加的驅動單元_1，進入在線和診斷，設置在線訪問參數后轉至在線。進入功能界面，在線分配IP 地址和ProfiNet 設備名稱（與硬件組態設置參數保持一致），進入備份和恢復保存參數，如圖4、5 所示。

圖4 在線分配IP 地址

圖5 在線分配ProfiNet 設備名稱

2.2.3 Startdrive 調試S210 驅動

進入驅動下方調試頁面，通過控制面板調試，激活，設置驅動使能，此時驅動狀態顯示接通就緒和運行時能，輸入轉速后，點擊向前，向后或者向前點動向后點動，電機會按照指令轉動，如圖6 所示。

圖6 Startdrive 調試面板

點擊off 停止，復位使能，去激活。選擇一鍵優化，動態響應設置為標準，設置優化旋轉角度后激活控制權，優化啟動。在路徑限制范圍內，驅動應能夠自由運行，而且不會對人員和機械設備造成危險。電機在指定的路徑限制范圍內在兩個旋轉方向上進行移動，直到達到電機的最大轉速和靜態轉矩的80%。電機根據優化角度旋轉后，Status 顯示一鍵優化成功結束，至此S210 一鍵優化完成，如圖7 所示。

圖7 Startdrive 一鍵優化

2.2.4 Trace 功能

在調試中會遇到一些信號捕捉問題，例如捕捉一個快速信號，或者快速監控一個變量的變化趨勢，這些任務通過監控表很難完成，這時可以利用Trace 功能，通過改變觸發條件，可以捕捉與回放數據記錄，使這些問題迎刃而解，調試與診斷也變得輕松和方便。在本應用實例中，通過以下產品進行TRACE 功能組態：軟件TIA V16，硬件CPU 1510SP-1 PN V2.8。

（1）創建軌跡添加信號。進入項目樹以及設備下方的“軌跡”（Traces）系統文件夾，雙擊“添加新軌跡”項，系統將創建一個新的軌跡組態，同時“組態”選項卡在工作區內打開。單擊新建軌跡名稱，可更改軌跡的名稱。在“信號”區域選擇需記錄的信號?；蛘邔⒁粋€或多個信號從變量表拖放到信號表中，如圖8 所示。

（2）組態記錄條件。配置記錄的周期和時長，操作步驟如下：單擊選擇記錄時間的OB；從“記錄頻率”下選擇單位及頻率數；在“記錄時長”下選擇單位記錄時長?？梢允褂孟铝羞x項：在“記錄時長”輸入欄中輸入時長數值；激活“使用最大記錄時長”復選框。如圖9 所示。

（3）傳輸軌跡配置。完成軌跡配置后需要將軌跡組態傳送到設備中，將執行下列功能：與設備建立在線連接；將軌跡組態傳輸至設備；監控激活；顯示將切換到“示意圖”選項卡。如圖10 所示。

圖10 安裝配置

（4）激活記錄。單擊激活按鈕，當滿足觸發器條件時，將立即進行記錄。

（5）將測量傳輸的編程設備。記錄完成后可以通過“添加到測量”按鈕保存測量軌跡，如果激活了設備上的測量選項還可以管理存儲卡中存儲的軌跡文件，可以導出或刪除文件。

（6）顯示和管理測量曲線圖的使用。曲線圖展示了信號表中選定記錄信號的軌跡。顯示可以按照要求進行縮放，還可以使用測量光標來選擇單個數值在信號表中顯示出來等功能。信號表列出了所選測量的信號，以及某些屬性的設置選項。在線模式下，可更改設備中的軌跡設置。單擊“上傳”按鈕，可應用顯示方式的更改；否則在切換為離線模式時，系統將丟棄這些更改。

當把設備中軌跡添加到測量時，信號表的當前設置將在測量中保存?？赏ㄟ^拖放操作對信號進行排序，在信號內可以重新排序信號位。如圖11 所示。

圖11 信號表和功能表

3 總結

SINAMICS Startdrive 是一款非常優秀的電氣自動化編程軟件。該軟件有著便捷的操作界面，只需在StartDrive 操作界面瀏覽和開啟目錄在按下Add Selected Directory 即可完成，非常適合編程人員使用。其功能特點可提供直觀的參數設置：可借助用戶向導和屏幕畫面進行最佳設置，根據具體任務實現結構化變頻器組態，對配套SIMOTICS 電機進行簡便組態。