SINAMICS S200 PN伺服驱动器的报文选择

1 概述














作为西门子新一代高性能伺服驱动系统，SINAMICS S200 PN伺服驱动系列一经推出，便以其卓越的性能，成为众多运动控制应用场景的首选。SINAMICS S200 PN伺服驱动器与上位控制器（PLC）通过PROFINET通信连接，以“报文”的形式实现数据的循环交换。报文作为连接PLC与伺服驱动器之间沟通的桥梁，直接关系到整个控制系统的响应速度和可靠性。今天，我们将深入探讨SINAMICS S200 PN伺服驱动器的报文选择，从S200 PN伺服驱动器支持使用的报文、应用场合以及组态配置过程，为您一一解析，助力您高效快捷地掌握S200 PN的报文选择和使用。

图1 PLC与伺服驱动器的循环数据交换
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报文说明

2.1 支持使用的报文
SINAMICS S200 PN伺服驱动器目前支持的标准报文以及西门子报文如下表所示：


表2-1：SINAMICS S200 PN伺服驱动器支持的报文一览

1）以驱动器的角度看，接收到的过程数据是接收字，待发送的过程数据是发送字，其中一个PZD占用两个字节长度。


2）西门子报文750为辅助报文，设置该报文前，必须首先选择一个主报文。


2.2 S200 速度控制模式的报文
SINAMICS S200 PN伺服驱动器与上位控制器（PLC）构成的运动控制系统中，当斜坡函数发生器和位置控制器位于PLC内部或使用了SIMATIC工艺对象（TO）时，S200处于速度模式下，可以使用报文1、2、3、5、102、105。需要注意的是：当S200处于速度控制模式，也可以借助工艺对象（TO）等方式实现整个运动系统的位置控制。


表2-2：报文1、2、3、5、102、105的报文结构

2.3 S200 位置控制模式的报文
SINAMICS S200 PN伺服驱动器与上位控制器（PLC）构成的运动控制系统中，当斜坡函数发生器和位置控制器位于伺服驱动器内部，且伺服驱动器执行定位应用，此时S200处于位置模式下，可以使用报文7、9、111、112，其中111、112报文应用最为广泛。


表2-3：报文7、9、111、112的报文结构

2.4辅助报文
西门子报文750作为辅助报文，可以实现附加扭矩给定和扭矩限幅的功能。在组态添加西门子报文750之前，必须首先选择一个主报文，辅助报文 PZD 的编号跟在主报文 PZD 编号之后。


• 附加扭矩给定：102/105报文+750辅助报文，将102 / 105报文的控制字STW1的bit14置位为1，开启闭环扭矩控制；


• 扭矩限幅：任意主报文+750辅助报文，可以实现全局扭矩限幅；


表2-4  辅助报文750的报文结构

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组态配置报文
了解了SINAMICS S200 PN伺服驱动器所支持报文后，如何在实际应用过程中选择合适报文并组态配置呢？下面我们一起来看一下。


3.1 报文选择
对于实际应用中，SINAMICS S200 PN伺服驱动器报文的选择，基于以下几方面综合考虑：
确定控制需求：首先明确系统的运动控制要求，包括速度、位置、扭矩等控制模式，不同的控制需求选用合适的控制报文。例如，报文1和报文2报文内容中没有位置控制、状态报文字，无法满足闭环位置控制需求；


上位控制器（PLC）的类型：报文5和报文105为S7-1500专用报文，仅在与S7-1500/1500T系列PLC连接时才可以选择报文5和报文105。


通信方式选择：PROFINET 提供了 PROFINET RT（实时）和 PROFINET IRT（等时实时）两种实时通信方式，其中IRT通信相比RT通信更适合于传输更高精确时间要求的数据。使用IRT通信时，必须采用带有动态伺服控制（DSC）功能的报文5或报文105。


工艺功能：对于同步、凸轮等高级工艺对象，通常选用数据传输实时性好的IRT通信方式的报文105。


综上，对于常见应用场景下的报文选用情况进行总结，详见表2-4所示  ：
表2-4  常见应用场景下的报文选择

3.2 报文组态
使用Startdrive组态SINAMICS S200 PN伺服驱动器
1、通过“引导式快速设置”， 在“分配运动控制”处选择 “PLC” ；

此时，默认报文为西门子报文105，以下报文为可选报文：

2、通过“引导式快速设置”，在 “分配运动控制”处选择 “驱动”，且在“应用”配置为“转速控制”；

此时，默认报文为标准报文1，以下报文为可选报文：

3、通过“引导式快速设置”， “分配运动控制”的配置中选择 “驱动”，且在“应用”配置为“定位”；

此时，默认报文为西门子报文112，以下报文为可选报文：

通过GSD文件组态
在TIA Portal软件的“网络视图”中通过GSD文件组态了S200 PN后，在“设备视图”的“设备概览”中即可添加报文：

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更多信息
SINAMICS S200 PN 伺服驱动器相关的手册、样本等更多资料，可以通过如下链接获取。


SINAMICS S200 PROFINET/SIMOTICS S-1FL2，操作说明
https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109971878


SINAMICS S200 PROFINET/SIMOTICS S-1FL2, 简明操作说明
https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109971890


产品样本 D 37.1 - 伺服驱动系统 SINAMICS S200
https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109823562


SINAMICS S200 PROFINET GSDML
https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109812644






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