如何评价西家新款运控产品 S210

上周西家正式发布了其新款 SINAMICS S210 伺服驱动系统。



从此次官方发布的技术数据看，最终面市的 S210 和去年 HANNOVER MESS 上展示的原型机基本上是一致的。



型号规格方面，现阶段发布的 S210 驱动器有 FSA/FSB/FSC 三个机架尺寸，共计 4 个型号，输出功率分别为 100/200/400/750w；



而 SIMOTICS 1FK2 电机则按照轴高分为 20/30/40 三个不同的机架尺寸，共计 8 个型号，额定输出扭矩从 0.16 ~ 2.4 Nm，峰值扭矩从 0.56 ~ 7.6Nm，额定转速 3000 RPM，而峰值转速则普遍在 7000 RPM 以上。



值得注意的是，1FK2 电机在 200w 和 400w 功率段分成了高动态和紧凑性两种型号。关于这一点，西家在选型手册中是这样解释的：

高动态电机的惯量更低，可用于较轻负载的高动态运控应用；

紧凑性电机具备中等惯量，有助于在中等或较重负载运控应用中达到较高的控制精度和稳定性；

S210 驱动器的外形为独立型单体式结构，所有操作接线端口基本都位于驱动器正面，最上方由黑色透明盖板覆盖着的是显示屏、SD 卡插槽和按键操作区域；左侧自上而下分别是 24VDC 控制电源、单相 220VAC 动力电源、外部制动电阻和电机动力输出端口；右侧自上而下分别是调试、控制 I/O、双 ProfiNet IRT、电机反馈和抱闸端口。



而在电机侧，由于 SIMOTIC 1FK2 采用了数字式反馈技术，其电气端口仅使用了一个可旋转的 DIN 型快插插座。



S210 的样本资料显示，SIMOTIC 1FK2 反馈分辨率为 20 位单圈绝对值或 20 位单圈 + 12 位多圈绝对值。



除了上述编码器分辨率的信息，西家官方并未对其编码器类型、检测原理、接口协议做进一步说明。我们也只能基于选型手册中的线缆截面示意图猜测，其反馈协议应该是基于西家自己的 DRIVE-CLiQ 技术，电机反馈极有可能是西家长期合作使用的 HEIDENHAIN 光电编码器。



S210 与 1FK2  之间使用了单电缆电气连接。西家为 S210 系统提供了 MOTION-CONNECT 500 和 MOTION-CONNECT 800PLUS 两种电缆，最大长度为 50m。前者为普通固定敷设电缆，后者为可用于拖链系统的连续可弯折高防护（耐油）电缆。



每个 S210 伺服轴的电气连接大致如上图所示，配置时需要将具备 Web 网页浏览器功能的调试设备通过以太网调试端口接入 S210 驱动器。



用户无需在调试设备上安装专门的调试软件，仅通过 Web 网页浏览器即可配置伺服驱动器的各项参数，包括西家此次着力强调的一键整定功能。



SINAMICS S210 需要搭载 SIMATIC 的 S7-1500 / S7-1500T 控制器以构成完整的运动控制系统，其所能实现的运动控制功能将很大程度上取决于这些控制器和 ProfiNet IRT 网络的性能。这些功能可能包括：速度、位置、扭矩控制、电子齿轮、电子凸轮、多轴插补...等。

不过在我们手头这份产品手册中，并没有提到在 SIMATIC 控制系统和 TIA Portal 中如何配置和组态 S210 参数的相关信息。



SINAMICS S210 系统还集成了安全扭矩关断（STO）、安全制动控制（SBC）和一类安全停止（SS1）...等运控安全功能，也可以通过 Web 调试工具进行配置。而更多的集成安全功能则需要使用具备安全反馈的伺服电机。



有关 S210 在 SINAMICS 全系列传动产品中的定位，西家也在此次公布的产品样本中做了明确的说明。



从驱动性能看，SINAMICS S210 和 S120 / S150 同属高性能低压传动产品，只不过 S210 的结构样式为单轴模块，且输出功率相对较小。



而从运控功能上看，SINAMICS S210 与 S7-1500 控制器组成的运控系统，能够完成除了铣、刨、齿轮切削...等机床数控功能以外的大部分通用运动控制功能，如：定位、速度、扭矩、电子齿轮、电子凸轮、插补...。

如此看来，西家这款 S210 更像是弥补了 SINAMICS 在中高端运控驱动产品中的一个空缺，总体来说并没有太多“过人之处”，大部分所谓的亮点（如：单电缆、一键整定...）都已经是市面上相对比较成熟的技术了。



同时，这个“补丁”貌似也依然不够完整。例如：目前的 SINAMICS 仅发布了 S210 的单相 230V 版本，输出功率仅为 100 ~ 750w，1FK2 电机输出扭矩也只有 0.16 Nm ~ 2.4 Nm；SINAMICS 有计划在未来推出 S210 的三相 400V 版本，届时驱动器的输出功率将扩容到 7 kW，S-1FK2 电机的额定扭矩输出也将会达到 50 Nm。不过西家并没有就此公布具体的时间表。



此外，正如我们之前所说的，SINAMICS S210 系统还集成了多种运控安全功能，很多高阶的安全功能（如：二类安全停止 SS2、安全运行停止 SOS、安全限速 SLS、安全速度监测 SSM...等）都要求电机反馈具备足够的安全等级，因此，目测 SIMOTICS 很有可能还会推出集成数字式安全反馈的 1FK2 伺服电机。

以上内容纯属作者本人观点，如有吻合，纯属巧合。

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