Safety Integrated 功能的状态和诊断简介功能状态/诊断画面会显示关于驱动器 Safety Integrated 设置和状态的信息。功能说明功能状态/诊断画面会显示 STO 的状态。如果 STO 激活，则状态显示“生效”（r9722）。如果 STO 激活，则触发急停。除了功能状态外，还可以查看以下数据：? 驱动器的状态指出是否发生内部事件，例如：驱动器中的软件故障或者监控通道中的信号不一致，以及通讯是否正常。? 版本“版本”显示相应组件 Safety Integrated 的软件版本。此信息主要用作服务和升级。– SINAMICS 安全功能的固件版本– I/O 处理器固件版本10.6.7 安全消息的响应10.6.7.1 停止响应功能说明驱动器根据发生的事件触发对应的停止响应：? 停止响应 SCF驱动器检测到 Safety Integrated 监控通道中存在信号不一致，例如结果与数据的对比出错。功能10.6 Safety Integrated（仅适用于 S200 驱动器）配备 SIMOTICS S-1FL2 的 SINAMICS S200 PROFINET 伺服驱动系统操作说明, 07/2023, A5E51646752F AA 405停止响应是无法从外部选择的。所有停止响应都会使电机静止。 Safe Torque OffSCF 安全通道故障图 10-20 停止响应10.6.7.2 安全消息的故障安全应答简介在发出安全消息时，驱动器会将它识别为一个内部事件。安全消息需要以“故障安全”的方式进行应答。前提条件已检查并消除了引发内部事件的原因。操作步骤安全消息须通过一个故障安全信号来应答。故障安全应答可采用以下几种方式：通过选择和取消 STO选择/撤销 STO ，会自动应答安全消息。关闭电源并重新接通暂时关闭驱动器的电源，然后重新上电。功能10.6 Safety Integrated（仅适用于 S200 驱动器）配备 SIMOTICS S-1FL2 的 SINAMICS S200 PROFINET 伺服驱动系统406 操作说明, 07/2023, A5E51646752F AA10.6.8 响应时间技术数据下面列出的响应时间是通过 STO 端子控制停止功能时的响应时间。停止功能的响应时间指的是从选择停止功能到停止响应开始之间的时间。监控周期（p9500）是 4 ms。下表列出的响应时间既考虑了驱动系统没有故障的正常运行，也考虑了系统出现一个故障的情形。表格 10-33 技术数据 - 响应时间功能 单位 最差情况延迟时间STO [ms] 15.5 ms10.6.9 功能安全简介当一台机器或系统上保护装置/控制装置的安全部件正常工作时，该机器或系统可被视为“功能安全”。功能说明从需要保护的对象的角度来看，安全是一个密不可分的整体。但造成危险的原因和防范危险的技术措施千差万别，因此人们将安全分为不同的类型，例如根据造成危险的原因进行分类。当安全取决于功能正常工作时，该安全便是“功能安全”。为了保证机器或系统的功能安全，保护装置/控制装置的安全部件必须正常工作，并且在故障状态下能够使系统保持在安全状态或使系统进入安全状态。为此需要使用符合相关标准的专业技术。对功能安全的要求基于以下几个基本目标：? 避免系统故障? 控制偶然发生的错误或故障衡量达到的功能安全的指标有：危险失效发生的几率、故障公差和避免系统失效后应达到的质量水平。这些指标在不同的标准中由不同的术语表示：在 EN 61508、IEC 62061 中是“安全完整性等级”（Safety Integrity Level，SIL）；在 EN ISO 13849?1 中是“类别”（Category）和“性能等级”（Performance Level，PL）。功能10.6 Safety Integrated（仅适用于 S200 驱动器）配备 SIMOTICS S-1FL2 的 SINAMICS S200 PROFINET 伺服驱动系统操作说明, 07/2023, A5E51646752F AA 40710.6.10 机械指令简介机械指令附件 I 中规定了机械类产品必须符合的基本健康和安全要求。功能说明必须尽责地实施保护目标，以符合指令要求。机械制造商必须出具证明，表明设备符合基本要求。使用协调标准可以简化证明过程。相关机械指令为 IEC 61800?5?2 可调速的电驱动系统；第 5-2 部分：安全要求 - 功能安全。IEC 61800?5?2 在 IEC 61508 范围内监控适用于安全相关应用 (PDS(SR)) 的可调速电驱动系统(PDS)。IEC 61800?5?2 引入 PDS(SR) 要求作为安全相关系统的子系统。因此，在设计一个 PDS/SR 的电气/电子/可编程电子组件时，便可以按其安全功能的安全性能来设计。PDS(SR) 的制造商和供应商可以通过执行标准 IEC 61800?5?2 中的规定，向用户（如控制系统集成商、机器和设备的开发人员等）证明其设备的安全相关性能。功能10.6 Safety Integrated（仅适用于 S200 驱动器）配备 SIMOTICS S-1FL2 的 SINAMICS S200 PROFINET 伺服驱动系统408 操作说明, 07/2023, A5E51646752F AA优化 优化流程简介优化是调节驱动器控制环的伺服增益，来获得期望性能的过程。功能说① 一键优化 (页 410)② 实时优化（在线优化） (页 411)③ 手动优化 (页 412)④ 谐振抑制 (页 414)配备 SIMOTICS S-1FL2 的 SINAMICS S200 PROFINET 伺服驱动系统操作说明, 07/2023, A5E51646752F AA 40911.2 自动优化简介“自动优化”这一术语涵盖了在运行期间根据内部测出的变量来调整控制器参数的所有驱动器内部功能。设置虽然写入参数，但没有yongjiu保存。功能说明应用自动优化功能适用于以下场景：? 为调试提供支持? 机械系统发生大幅变化，需要调整控制器可用模式自动优化功能通过参数 p5300 激活或关闭。驱动器提供以下自动优化模式：? 一键优化在该过程中会自动优化转速控制器和位置控制器。此时，会测量伺服驱动系统一次，然后设置控制器。? 实时优化在该过程中，控制器参数是通过估算出的恒定转动惯量或设置的转动惯量来确定的。在计算出控制器数据并掉电保存控制器优化后获得的数值以及滤波器设置后，要立即关闭实时优化。11.2.1 一键优化前提条件注意手动更改控制器参数手动更改由“一键优化”功能自动设置的控制器参数会导致控制器不稳定，从而引起设备损坏。? 在执行一键优化期间，切勿更改以下参数：p0430, p1160, p1400, p1413 至p1426, p1428, p1429, p1433 至 p1435, p1441, p1460 至p1465, p1498, p1513, p1656 至 p1676, p2533 至 p2539, p2567, p2572, p2573, p5280优化11.2 自动优化配备 SIMOTICS S-1FL2 的 SINAMICS S200 PROFINET 伺服驱动系统410 操作说明, 07/2023, A5E51646752F AA操作步骤按照以下步骤，使用操作单元执行一键优化：1. 配置动态响应设置（p5292）。动态系数越高，控制就越快，但同时越不稳定。应该在无谐振的范围内寻找合适的动态系数。2. 设置电机的运动距离（p5308）。通常来说，运动距离越长，优化结果越好。3. 配置一键优化功能（p5301）。4. 激活一键优化功能（p5300 = 1）。更多信息有关网络服务器中一键优化过程的详细信息，可查看“优化 (页 177)”章节。参数下表为“一键优化”功能的参数。编号 名称 单位p5271[0].0...7 在线优化/一键优化配置p5292 FFT 优化动态系数 [%]p5300[0] 自动优化选择p5301[0].0...8 一键优化配置 2p5308[0] 一键优化行程限制 [°]11.2.2 实时优化（在线优化）前提条件注意手动更改控制使用内部测试信号进行的自检符合以下要求：? IEC 61800?5?2 安全完整性等级 (SIL) 3? EN ISO 13849-1 性能等级 (PL) e? EN ISO 13849?1 3 类操作步骤按照以下步骤，使用操作单元执行实时优化：1. 配置实时优化功能（p5302）。2. 通过 p5271 设置控制器。3. 激活实时优化功能（p5300 = 2）。4. 如需保存优化后的转速值和位置控制器参数值，要将参数保存在非易失存储器中（“从RAM 复制到 ROM”或 p0977 = 1）。这样，实时优化功能的起始值便可被系统保留，例如：在重新上电后。取消并重新激活实时优化功能后，优化过的负载转动惯量和负载转矩会被复位。手动优化简介当自动优化功能没有达到预期的优化效果时，可以进行手动优化。功能说明如要进行手动优化，可通过设置参数 p5300 禁用自动优化功能：? p5300 = -1：禁用自动优化功能，并恢复转速和位置控制器的默认值。? p5300 = 0：不更改现有控制器参数的情况下，禁用自动优化功能。如需对优化后的转速值和位置控制器参数值进行保持性存储，要设置 p0977 = 1 或执行“从 RAM 复制到 ROM”。控制环说明驱动器包括三个控制环：? 电流控制环? 转速控制环? 位置控制环控制环可对受控机械的反馈进行监控并修正发送给驱动器的指令。理论上，内部控制环的频宽必须大于外部控制环的频宽；否则，整个控制系统会出现振动或导致响应性能下降。上述三个控制环频宽之间的关系如下所示：电流环 > 转速环 > 位置环伺服增益调整简介如要优化机械的响应性能，可对控制环的伺服增益进行设置。伺服增益可通过一组参数进行设置。这些参数会相互影响，因此在优化时必须考虑所设值之间的平衡。功能说明一般来说，高刚性机械设备的响应性能可通过增加伺服增益来提高；但是，如果增加低刚性机械设备的伺服增益，则机械会发生振动且无法提升响应性能。由于电流环增益会自动由系统根据检测到的电机数据来设置，因此用户只可设置以下控制参数，用于调整伺服增益：? 位置环增益位置环增益直接影响位置环的响应性能。如机械系统未振动或产生噪音，可增加位置环增益，以提升位置环响应性能并缩短定位时间。? 位置环前馈增益可缓慢增加位置环前馈增益，以提升响应性能并减小位置偏移。过高的位置环前馈增益会导致电机转速超调以及数字量输出信号 INP 重复开/关。? 转速环增益转速环增益直接影响转速环的响应性能。如机械系统未振动或产生噪音，可增加转速环增益，以提升转速环响应性能。? 转速环积分时间通过将积分分量加入转速环，驱动器可消除转速的稳态误差并对转速的微小变化作出响应。一般情况下，如机械系统未振动或产生噪音，可减小转速环积分时间，从而增加系统刚性。如机械系统有谐振系数或负载惯量比很高，可增大转速环积分时间，以消除谐振。简介谐振抑制功能可以抑制频率超过 100 Hz 的机械谐振。该功能是通过将电流设定值滤波器设为带阻滤波器来实现的。驱动器有四个电流设定值滤波器可用。功能说明自动优化时启用谐振抑制在自动优化时默认激活谐振抑制功能。? 一键优化时启用谐振抑制（p5300 = 1, p5291.1 = 1）此时会利用一个噪声信号自动确定并立即设置电流设定值滤波器。在一键优化完成后，最多可以激活四个电流设定值滤波器。? 实时优化时启用谐振抑制（p5300 = 2, p5302.6 = 1）此时会自动将滤波器 4 设为带阻滤波器，并将它作为自适应谐振滤波器激活。如果要使用其他三个电流设定值滤波器，要手动配置滤波器设置。当机械系统中没有谐振时，西门子推荐在实时优化中禁用谐振抑制功能（p5302.6 = 0），以达到更高的动态性能。手动优化时启用谐振抑制当自动优化时的谐振抑制功能无法达到预期的抑制效果时，还可以通过手动优化来抑制谐振，操作如下：1. 激活要使用的电流设定值滤波器（p1656[0].0...3）。2. 为已激活的电流设定值滤波器进行以下参数设置：– 类型：通用 2 阶滤波器– 分母固有频率– 分母阻尼– 分子固有频率– 分子阻尼说明假设陷波频率为 fsp，陷波宽度为 fBB，陷波深度为 K，那么可以根据以下公式计算滤波器参数：? 分母固有频率 = 分子固有频率 = fsp? 分母阻尼 = fBB/(2 × fsp)? 分子阻尼 = (fBB × 10(k/20) )/(2 × fsp)参数下表为“谐振抑制”功能的参数。编号 名称 单位p1656[0].0...3 电流设定值滤波器激活p1657[0] 电流设定值滤波器类型 1p1658[0] 电流设定值滤波器 1 分母固有频率 [Hz]p1659[0] 电流设定值滤波器 1 分母阻尼p1660[0] 电流设定值滤波器 1 分子固有频率 [Hz]p1661[0] 电流设定值滤波器 1 分子阻尼p1662[0] 电流设定值滤波器类型 2p1663[0] 电流设定值滤波器 2 分母固有频率 [Hz]p1664[0] 电流设定值滤波器 2 分母阻尼p1665[0] 电流设定值滤波器 2 分子固有频率 [Hz]p1666[0] 电流设定值滤波器 2 分子阻尼p1667[0] 电流设定值滤波器类型 3p1668[0] 电流设定值滤波器 3 分母固有频率 [Hz]p1669[0] 电流设定值滤波器 3 分母阻尼p1670[0] 电流设定值滤波器 3 分子固有频率 [Hz]p1671[0] 电流设定值滤波器 3 分子阻尼p1672[0] 电流设定值滤波器类型 4p1673[0] 电流设定值滤波器 4 分母固有频率 [Hz]p1674[0] 电流设定值滤波器 4 分母阻尼p1675[0] 电流设定值滤波器 4 分子固有频率 [Hz]
SINAMICS S200 驱动器产品线配备了 SINAMICS SDI (Smart Drive Interface) Status 面板，位于驱动器模块的正面。① 盖板*② 6 位 7 段显示屏③ LED 显示④ 功能按键* 从右下角轻轻打开盖板。用户可使用 SDI Status 面板进行以下操作：? 监控当伺服状态从 OFF 变为 ON 时，SINAMICS SDI Status 面板进入监控模式。在此模式下，面板会显示实际转速、实际转矩、实际位置、实际直流母线电压以及位置跟随误差。用户可按下 DOWN 按钮来显示下一项。? 诊断当出现新的故障、报警或安全消息时，SINAMICS SDI Status 面板进入诊断模式。用户可在消除故障原因后，按下 OK 按钮来应答故障。用户可按下 M 按钮来切换监控模式和诊断模式。? 驱动器重启用户可长按组合键 M 和 OK 四秒，来重启驱动器。驱动器启动和运行期间 RDY 和 COM LED 的信号状态RDY COM 说明 排除方法? 接通电源电压后的短暂状态? 重新启动? 接通电源电压后的短暂状态：正在加载和初始化固件。? 循环通讯进行中无现场总线连接：? 无数据交换或有配置错误? 数据交换丢失? 数据交换进行中，但没有设定值（控制器处理停止状态）? 查看消息显示，排除故障原因。? 检查控制器（PLC）的工作模式。? 驱动器报告故障。? 固件错误查看消息显示，排除故障原因。- 驱动器运行就绪并且没有故障。? 文件错误：– 无 SD 卡或 SD 卡损坏。– 文件损坏? CRC 错误? 关闭驱动器电源电压并重新接通。? 如果插入了 SD 卡，检查 SD 卡。? 重新加载固件。? 联系热线/技术支持。BIOS 错误：? 一般错误? 加载出错? 关闭驱动器电源电压并重新接通。? 如果插入了 SD 卡，检查 SD 卡。? 重新加载固件。? 联系热线/技术支持。简介通过记录驱动器的系统运行时间，可以确定何时更换易磨损的部件（如风扇和电机），以免发生故障。功能说明系统运行时间自驱动器通电起开始计时，断电时便停止计时。系统运行时间由 r2114[0]（毫秒）和 r2114[1]（天）组成。具体计算方法如下：系统运行时间 = r2114[1] × 天 + r2114[0] × 毫秒当 r2114[0] 的值达到 86,400,000 ms（24 小时），r2114[0] 复位为 0，r2114[1] 的值增加1。系统运行时间不能重置。参数下表为“系统运行时间”功能的参数。