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概述
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SIMATIC Drive Controller 视频
SIMATIC Drive Controller 分为两个性能等级，两种故障安全型 T-CPU（CPU 1504D TF 和 CPU 1507D TF）满足极为苛刻的运动控制需求。
故障安全型 CPU 可在同一个控制器上处理标准程序和安全程序。
作为 T-CPU，它们还具有大量运动控制功能，例如：
速度和定位轴
同步操作功能
指定/不指定同步位置进行同步
实际值耦合
以下轴的主值偏移
电子凸轮
跨 PLC 的同步操作
凸轮
提供多达 4 个编码器或测量系统为实际位置提供位置控制
从应用程序循环指定运动向量（MotionIn 接口）
运动
带多 4 个插补轴（如笛卡尔门架、Delta 拣选机、滚轴拣选机、关节臂、圆柱坐标机械手、三脚架拣选机和 SCARA）
含有多 4 个插补轴的用户自定义运动系统
多达 6 个带附加运动控制包“S7-1500T Motion Control KinPlus”的插补轴
外部编码器、输出凸轮和测量输入
所有性能等级都提供有大量集成接口和工艺 I/O，可用来高效实现紧凑型和模块化自动化解决方案，具有基于 SINAMICS S120 变频器系统的运动控制。
由于系统响应时间短，SIMATIC Drive Controller 是需要大量轴配置限制和用于实现较高机器时钟频率的极短循环时间以及通过确定和可重复的机器特性实现优异产品质量的所有场合的理想解决方案。
SIMATIC 驱动控制器可在 TIA Portal V16 或更高版本中，使用 SIMATIC STEP 7 Professional 工程软件和 SINAMICS Startdrive 进行组态。
SIMATIC 驱动控制器可通过模块化 SINAMICS S120 变频器系统中的组件以及 SIMATIC 自动化组件（如 HMI 和 I/O 系统）进行扩展。
经由 PROFINET，可方便地集成附加变频器系统（例如 SINAMICS S210 或 SINAMICS G）。
SIMATIC 驱动控制器将要求苛刻的机器方案所需的功能组合在一起：通过功能多样的 SINAMICS S120 变频器系统实现故障安全 T-CPU 的运动控制功能；所有功能在一个紧凑型控制器中提供。
SIMATIC 驱动控制器适合采用 SINAMICS S120 变频器系统的应用，原因是
需要一种高动态的灵活多轴传动系统：
广泛的性能
全面的电机系列
多种控制方式（伺服、矢量、V/f）
扩展工艺功能（VIBX 减振等）
需要受控的进给/反馈：
防止有害的线路谐波失真
达到较高的交流电源变化抗扰性
用于实现制动时的再生回馈
典型应用领域包括：
多轴机器（如印刷和造纸机械）
具有较短机器周期的高性能应用（如包装机械和搬运应用）
给控制和驱动系统留出很小空间的紧凑型机器（如机器床身中的控制柜）
分布式控制和驱动方案
多个 SIMATIC 驱动控制器相互同步或通过跨 PLC 同步与其它 SIMATIC S7-1500 控制器同步的模块化机器
需要采用故障安全 PLC 来提供机器和操作员保护的应用
对运动控制和 PLC 性能具有中等到较高要求的苛刻自动化解决方案，这些解决方案需要适当数量的接口和工艺 I/O
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配置含有 SIMATIC 驱动控制器的多轴转动系统一个多轴传动系统包括：
一个 SIMATIC 驱动控制器，用于多轴传动系统的闭环控制和开环控制
一个 SINAMICS S120 整流柜（馈电装置）
一个或多个 SINAMICS S120 逆变柜（用于连接电机的功率单元）
其它驱动组件，如
编码器模块、终端模块、
电源、
滤波器、
电抗器等
SIMATIC 驱动控制器与 SINAMICS S120 变频器组件之间的连接是通过 DRIVE-CLiQ 完成的。
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紧凑书本型（左）和书本型（右）设计形式的传动系统
模块型 SINAMICS S120 PM240-2 功率单元可通过控制单元适配器（CUA31 和 CUA32）连接到 SIMATIC 驱动控制器。
SIMATIC 驱动控制器的驱动配置限制范围可通过额外的 SINAMICS S120 控制单元 CU320-2/CU310-2 或通过其它驱动系统（如 SINAMICS S210）来扩展。为此，驱动系统必须支持所需的 PROFIdrive 报文（例如，报文 1、2、3、4、5、6、102、103、105、106）
也可以连接附加自动化组件，如：
HMI 系统
I/O 系统（ET 200SP、ET 200MP 等）
编码器系统
步进电机/模拟驱动器
接口为了高效实现紧凑型和模块化的自动化解决方案，CPU 具有大量集成接口和工艺 I/O。
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SIMATIC 驱动控制器上的接口和显示/控制部件
内置 I/O
12 DI 和 8 DI/DQ（X122/X132，分配给集成驱动控制功能，可通过报文 39x 由 PLC 使用）
8 DI/DQ（X142，分配给 PLC、工艺 I/O）
通信接口
4 × DRIVE-CLiQ (X100 – X103)，用于连接整流柜和逆变柜等驱动组件
1 x PROFINET IO IRT（X150，3 个端口），例如，用于连接其它驱动系统和等时同步 I/O 系统，或用于跨 PLC 的同步操作
1 x PROFINET IO RT（X160，1 个端口），例如，用于网络分隔或用于连接其它 PROFINET 设备
1 x PROFINET 基本服务（X130，1 个端口），用于以 1 Gbit/s 的速度进行数据传输
1 x PROFIBUS DP（X126，主站接口），用于连接分布式 I/O
2 x USB（X125/X135，无功能）
SIMATIC 驱动控制器具有用于调试和诊断的显示和控制元件。
显示元件
3 个状态 LED 灯（PLC：RUN/STOP、ERROR、MAINT）
3 个状态 LED 灯（变频器：RDY、COM、未分配）
ACT LED 灯用于显示对 SIMATIC 存储卡的读/写访问状态
link 和 ACTIVITY LED 灯（用于接口 X130、X150 和 X160 处的每个 RJ45 接口）
7 段显示屏，用于诊断
操作员控制部件
PLC 模式选择开关 (RUN/STOP/MRES)
FUNCT 键（例如，将诊断数据写入 SIMATIC 存储卡）
垫片
为了对书本型功率单元进行前面嵌入安装，SIMATIC Drive Controller 随附了预装垫片。垫片可将总深度从 226 mm 增加到 270 mm，必要时可以移除。
SIMATIC 驱动控制器将一个故障安全型 SIMATIC S7-1500 T-CPU 和一个 SINAMICS S120 驱动控制器组合在一个紧凑型装置中。
集成 SIMATIC S7-1500 TF-CPU组态 CPU 功能需要使用含有 STEP 7 Professional 的 TIA Portal V16 或更高版本。使用 F-CPU 功能还需要 STEP 7 Safety Advanced。
作为 T-CPU，SIMATIC 驱动控制器具有扩展运动控制功能，如：
凸轮和齿轮同步运行
跨 PLC 的同步操作
含有多 4 个插补轴的运动系统（多达 6 个带附加运动控制包“S7-1500T Motion Control KinPlus”的插补轴）
通过所有 T-CPU 中集成“跨 PLC 同步操作”功能，可跨 CPU 实现齿轮传动和电子凸轮，这样就几乎没有轴的组态限制。
除了多个 CPU 之间的性能分配外，还可通过跨 PLC 的同步操作方便地实现模块化自动化方案。
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跨 PLC 的同步操作
通信
例如，通过 CPU 功能强大的接口，可执行以下功能：
PROFINET I/O 控制器用于操作 PROFINET 上的驱动系统和分布式 I/O
PROFINET I-Device，用于将 CPU 作为智能 PROFINET 设备与 SIMATIC 或非西门子 PROFINET IO 控制器相连
PROFIBUS 主站接口
等时同步模式用于 PROFINET、PROFIBUS、工艺 I/O 和集成驱动控制
作为运行系统选件的 OPC UA 服务器和客户端用于方便地将 SIMATIC S7-1500 连接到第三方设备/系统，具有 OPC UA Data Access、OPC UA Security、OPC UA Methods Call、OPC UA 报警和条件等功能，支持 OPC UA Companion specifications
对于 SIMATIC 驱动控制器，使用 OPC UA S7-1500 时需要以下运行系统选件：
CPU 1504D TF：SIMATIC OPC UA S7-1500 Small
CPU 1507D TF：SIMATIC OPC UA S7-1500 Large
工艺 I/O
8 DI/DQ 分配给 PLC 并具有可按通道设置参数的工艺功能：
DI（具有硬件中断功能）
DQ
定时器 DI
定时器 DQ
过采样 DI
过采样 DQ
事件/周期持续时间测量
脉宽调制 PWM
使用一个可设置参数的输入滤波器 (1 µs / 125 µs)，可在高动态响应性和抗干扰性方面对数字量输入进行优化。
数字量输出可作为高速输出进行参数设置，具有以下优点：
极陡的边沿（1 μs 范围内的输出延时）
高切换频率
极高切换精度，例如，作为输出凸轮输出
集成 SINAMICS S120 驱动控制组态集成驱动控制需要使用 SINAMICS Startdrive V16 或更高版本。
集成在 SIMATIC 驱动控制器中的驱动控制基于 SINAMICS S120 控制单元 CU320-2（固件版本 V5.x）。这样就直接通过 SIMATIC 驱动控制器来运行多 6 个伺服驱动、6 个矢量驱动或 12 个 V/f 驱动。
如果需要更多驱动，则 SIMATIC 驱动控制器的驱动组态限制范围可通过额外的 SINAMICS S120 控制单元 CU320-2/CU310-2 或其它驱动系统（如 SINAMICS S210）来扩展。
SINAMICS Integrated 功能
SINAMICS Integrated 具有 SINAMICS S120 CU320-2 的驱动功能中的一部分功能。
SIMATIC 驱动控制器的集成驱动控制不支持以下功能/组件：
自由函数块 (FBLOCKS)
SINAMICS Web 服务器
SINAMICS、SIMOTION 和 SINUMERIK 相关组件（TM17、HLA、CX32-2、NX1x.3、TB30、CBExx）
注意
连接到 SIMATIC 驱动控制器的附加 SINAMICS S120 控制单元 CU320-2/CU310-2 具有全部功能。
需要许可证的 SINAMICS 功能
集成驱动控制支持需要许可证和技术扩展的以下 SINAMICS 运行系统功能：
扩展集成安全功能 | 每根轴 |
增强集成安全功能 | 每根轴 |
齿槽转矩补偿 | 每根轴 |
先进位置控制（APC） | 每根轴 |
动态电网支持 | 每个 SINAMICS Integrated |
线路下垂控制 | 每个 SINAMICS Integrated |
同步磁阻控制 | 每根轴 |
控制器参数调整 | 每根轴 |
技术扩展 VIBX（振动消除） | 每个 SINAMICS Integrated |
技术扩展 SERVCOUP（伺服耦合） | 每个 SINAMICS Integrated |
技术扩展 DCDCCONV（DC-DC 转换器） | 每个 SINAMICS Integrated |
DCB 扩展库 | 每个 SINAMICS Integrated |
有关 SINAMICS 运行系统功能和技术扩展的更多信息，请参见此链接下的系统手册 SIMATIC Drive Controller。
与需要许可证的控制功能类似，通过 TIA Portal，可针对集成驱动控制来确认购买需要许可证的 SINAMICS Runtime 功能的许可证（不是通过存储卡提供许可）。
通过 PROFINET IO 与 SIMATIC 驱动控制器相连的 SINAMICS S120 控制单元 CU320-2/CU310-2 经由控制单元的 CF 卡提供许可。
驱动 I/O
12 DI 和 8 DI/DQ 分配给集成驱动控制功能，例如，可用于变频器集成安全功能和测量输入。若相应进行了组态，则这些 I/O 也可由 PLC 使用（帧 39x）。
SINAMICS S220 书本型功率单元
使用 SINAMICS 固件 V5.2 SP3 HF10 及更高版本，也可以在 SIMATIC Drive Controller 的集成 SINAMICS S120 驱动控制上使用 SINAMICS S220 功率单元。
有关与 SINAMICS S120 驱动控制器配合使用的当前可用模块范围和兼容性的更多信息，请参见 SINAMICS S120/S220 驱动系统的出版物，例如在此链接下。
SIMATIC 驱动控制器具有用于控制与驱动的集成安全功能，可实现满足极高操作员与机器安全要求的集成解决方案。可高效实现具有安全功能的灵活机器方案。
使用选件包“STEP 7 Safety Advanced”对安全型程序部分进行编程。为了使用集成在变频器中的安全功能，使用扩展集成安全功能或增强功能时需要有 SINAMICS 运行系统许可证。使用基本集成安全功能无需许可证。
版本“SINAMICS Startdrive Advanced”中的 SINAMICS Startdrive 用于执行用户友好的通过组态引导的安全功能验收测试。
S7-1500T Motion Control KinPlusSIMATIC Drive Controller 支持多达 4 个插补轴的运动，例如用于拣选和放置、装配和码垛等任务。
通过运动控制包“S7-1500T Motion Control KinPlus”，该功能范围得到了扩展，可以控制多达 6 个插补轴的运动 - 例如，通过旋转轴和旋转轴对产品进行“定向”处理。
“S7-1500T Motion Control KinPlus”提供以下附加运动功能：
预定义的运动系统：
具有 2 个方位的笛卡尔门户 3D
具有 2 个方位的 Delta 拣选机 3D
带中央手的 6 轴关节臂
具有 3 个方位的用户自定义运动 3D
先决条件：
SIMATIC STEP 7 Professional (TIA Portal) V18
SIMATIC Drive Controller CPU 1507D TF，固件版本 V3.0 或更高版本
带新运动控制固件部分的运动控制包“S7-1500T Motion Control KinPlus”
“S7-1500T Motion Control KinPlus”类型的特殊 SIMATIC 存储卡（每个 CPU 都需要，提供 2 GB 和 32 GB 型号）
运动控制包“S7-1500T Motion Control KinPlus”包含 T-CPU 的完整运动控制固件部分以及多 6 个插补轴的功能扩展。
该包必须复制到类型“S7-1500T Motion Control KinPlus”的 SIMATIC 存储卡，并在运行时由控制器加载。
SIMATIC Safe Kinematics 可通过多达 12 个插补轴在多维空间中安全监控预定义运动系统的运动。为此，可以使用安全速度监控、安全区域监控和安全方位监控等监控功能。
SIMATIC Safe Kinematics 是一个 TIA Portal 选件包，在 TIA Portal 中作为安装程序安装。
SIMATIC Safe Kinematics V17 可用于固件版本 V2.9 及以上的 CPU 1507D TF 上的 SIMATIC Drive Controller。
SINAMICS 传动控制图 (DCC) 通过免费提供的控件、计算和逻辑块扩展了 SINAMICS Integrated 的功能，可通过图形组态在驱动系统中组态您自己的技术功能。
需求：SINAMICS DCC V17 及以上版本，CPU 固件 V2.9 及以上版本和 SINAMICS Integrated 固件 V5.2 SP3 及以上版本。
驱动控制块 (DCB) 标准库包含在 SINAMICS DCC 的供货范围内，大约包含 140 种块类型，用于组态逻辑和技术功能。可以通过 DCB 扩展库，对 DCB 标准库进行补充。使用 DCB 扩展库中的块需要运行时许可证。
SIMATIC 驱动控制器需要 SIMATIC 存储卡。使用集成的 SINAMICS S120 驱动控制器时，建议存储卡大小至少为 12 MB（对于广泛的 DCC 应用，例如使用 DCB 扩展库时，存储卡大小至少为 24 MB）。固件更新需要容量至少为 256 MB 的存储卡。
用于控制和集成驱动控制的项目数据保存在 SIMATIC 存储卡中。
SIMATIC 存储卡还可用于SIMATIC Drive Controller 的固件更新。
控制和集成驱动控制是使用两个单独的固件更新文件来升级的。
通过 SIMATIC S7-PLCSIM Advanced，虚拟控制器可用于仿真以及广泛的功能仿真。
虚拟控制器也可以与工厂/机器一起进行测试和验证。提供有丰富的 API，用于连接工厂/机器仿真。
SIMATIC Drive Controller 需要 S7-PLCSIM Advanced ≥V4.0、TIA Portal ≥V17 和 CPU FW ≥V2.9。