【转载】【畅学技术】SINAMICS S200 PN 应用参考（上）
1、概述
随着西门子新一代伺服驱动系统 SINAMICS S200 PROFINET 版本的推出，SINAMICS S200 将与 SIMOTICS S-1FL2 与 Motion Connect 350/380 相结合，作为新型单轴 AC/AC 伺服系统，增强了伺服驱动产品的竞争力并扩大了西门子在标准伺服市场的产品组合覆盖范围。
S200 PROFINET 版本由基本版 (S200 Basic PN) 和标准版 (S200 PN) 组成。借助 PROFINET 接口，系统可与 SIMATIC 控制器完美结合，帮助用户实现从基本到的各类运动控制任务。
图1-1
为了使工程师能够快速、方便地了解 SINAMICS S200 在实际中的应用，为日后的项目提供参考。我们将分两部分为大家分别介绍 S200 PN 在泡罩机、并联机械手、5G装配线、锯齿磨片机、点焊机和锂电隔膜分切机中的应用。
本文先为大家介绍 S200 PN 在全伺服高速泡罩装盒一体机中的应用、S200 PN在5G组装装配线中的应用及S200 PN在汽车电子行业全伺服点焊机中的应用三个已实现的实际应用案例供大家参考，在后续的推文中介绍其他的几个实际应用案例。
2、应用案例参考
2.1 S200 PN 在全伺服高速泡罩装盒一体机中的应用
1.设备描述及背景信息
全伺服泡罩装盒一体机集泡罩、装盒、包装等工艺为一体，是一款适用于药品的铝塑包装、分拣、装盒包装的设备。S200 PN 伺服驱动系统应用在其中的3轴智能机械手上，主要负责将前端格栅输送带上的泡罩板抓取并放到与其并行运行的装盒机料仓输送线上。这个过程需要伺服驱动系统能够满足快速启停、频繁加减速的运动特性。
当前市场上，主流的泡罩装盒机的装盒生产节拍需求是500盒/分钟。在整个设备的运行过程中，3轴智能机械手需要跟随输送线，机械手自身也需要根据目标位置自动规划路径。
图2-1
2.解决方案及系统配置
为了满足这一高速生产节拍的应用需求，采用了西门子 SIMATIC S7-1515SP PC2 T 控制器加上西门子新推出的 SINAMICS S200PN 伺服驱动系统的整套解决方案，可以实现前端格栅输送带、装盒机料仓输送带、机械手三者之间的同步运动，系统解决方案和系统配置如图2-2所示。
图2-2
X轴采用2.5kW的 S200 PN 标准版伺服驱动器、配合2.1kW的1FL2伺服电机。
Y和Z轴分别采用0.75kW的 S200 PN标准版伺服驱动器、配合0.75kW的 1FL2 伺服电机。
所有电机电缆采用 MC380 的高柔性电机电缆以满足线缆可以在高速移动拖链中的折弯应用需求。
3.客户突破关键点和产品优势
经过现场的终测试效果，高动态特性的 SINAMICS S200 伺服驱动系统与 SIMATIC 控制器的完美结合，使该全伺服泡罩装盒一体机的生产节拍从500盒/分钟提升到600盒/分钟，提高了客户设备在当前制药行业中的市场竞争力。
S200 伺服驱动系统的高动态性，电机高达3.5倍的过载能力可以满足频繁地快速加减速。
S200 伺服驱动器支持网络服务器调试，不需要安装额外的调试软件，通过浏览器访问的方式快速方便地完成对 S200 伺服驱动器的调试。
S200 伺服驱动器强大的一键优化功能可以简化对伺服驱动系统的优化，大大降低了伺服驱动系统的调试难度，使设备获得更高更完美的动态性能。
S200 伺服驱动器和 1FL2 伺服电机紧凑的设计结构极大地节省了客户电柜和机械的安装空间，使得整体设备更加的美观和紧凑。
同时 S200 伺服驱动系统支持CE、UL、UKCA、KC、EAC、RCM等认证标准，满足设备出口海外，拓展海外业务的需求。
2.2 S200 PN 在 5G 组装装配线中的应用
1.设备描述及背景信息
该组装线主要从事电脑、通信、消费电子、汽车电子之连接器及线缆的组装，工艺主要是点对点的单轴定位控制应用。
基本工序是送料轴→物料转移工位轴→焊接工位轴→后续工艺。
为了保证设备的生产效率，设备需要具有快速的加减速特性，伺服电机从0~3000RPM的加速时间需要小于35毫秒。
图2-3
2.解决方案及系统配置
为了满足这一高动态、快速启停、定位准确的应用需求，控制系统采用西门子 SIMATIC S7-1500/S7-1200 PLC 控制器加上 S200PN 伺服驱动系统的整套解决方案，系统解决方案和系统配置如图2-4所示。
图2-4
由于是单轴的点对点定位应用，可以采用 S7-1500 + S200，在 PLC 中创建位置轴工艺对象的控制方式，也可以采用 S7-S200 EPOS 的控制方式。
经过现场的终测试，高动态特性的新一代 S200 伺服驱动系统与 SIMATIC 控制器的完美结合，提高了设备的生产效率，增强了设备在当前行业的市场竞争力。
3.客户突破关键点和产品优势
S200 定位精度高，动态响应快，比如高达3.5倍的过载能力可以满足频繁地加减速。
加速时间从 35ms 缩短到了 28ms。
使用驱动中集成的 EPOS 基本定位功能，大大节省了 PLC 的运动控制资源。
S200 伺服驱动系统集成到了 TIA 博途平台的 Startdrive 软件中，可以与 SIMATIC 控制器轻松完成运动控制任务。创新的快速调试指导，通过清晰的指导和简洁的说明完成对 S200 的调试和速度控制器优化，大大节省了调试时间。
满足安装紧凑的要求，并排安装只需要 1mm 间隙，节省空间。
2.3 S200 PN在汽车电子行业全伺服点焊机中的应用
1.设备描述及背景信息
该设备主要对汽车零部件进行点焊。设备工艺是一个丝杠上的滑块带着点焊焊接头以速度模式向前运动，当被焊接的工件送来时，自动触发外部传感器，此时设备需要以快的速度切换到定位模式进行定位控制，完成点焊功能，然后焊接头退回，依次往复，设备需要采用经济型的 PLC。
图2-5
2.解决方案及系统配置
为了满足这一应用需求，采样西门子 SIMATIC S7-1200 PLC 控制器加上西门子新推出的 SINAMICS S200 PN 伺服驱动系统的整套解决方案，系统解决方案和系统配置如图2-6所示。
图2-6
SINAMICS S200 PN 伺服驱动器集成的基本定位控制器有运行程序段的功能，并且程序段的运行可以通过伺服驱动器的快速输入点进行切换。
在伺服驱动器中编写程序段，在伺服驱动器接收到控制器发送过来的运行程序段的启动命令后，执行个程序段，以速度模式向前运行，当驱动器的快速输入点感应到被焊接工件时，自动切换到下一个程序段，执行定位进行点焊操作，点焊操作完成后执行下一个程序段，执行定位操作将焊接头退回，循环结束，伺服驱动器等待控制器发送过来的下一个运行程序段的启动命令。
经过现场的终测试，伺服在外部传感器信号到来时，4ms内可以将模式从速度模式切换到定位模式，保障了点焊的准确度，提高了点焊效率，增强了设备在当前行业中的市场竞争力。
3.客户突破关键点和产品优势
驱动中集成了基本定位功能，程序段的切换由驱动器自带的DI进行切换，不通过PLC，大大提高了系统的响应时间，保障了 1200+S200 的可行性，同时节省 PLC 的输入点。
轻松方便地实现了当外部传感器信号到来时，4ms 内从速度模式切换到定位模式的无缝切换。
S200 系统支持CE、UL、UKCA、KC等认证标准，满足客户将设备出口海外，拓展海外业务的需求。
结束语
稍后我们还将为大家介绍 S200 PN 在并联机械手分拣机中的应用、S200 PN 在锯齿磨片机中的应用、S200 PN 在锂电隔膜分切机中的应用及 S200 PN 在食品包装行业 2D 并联机械手中的应用几个实际应用案例，敬请大家留意 1847公众号的更新 。