使用Startdrive工具软件调试S200

1. 概述



SINAMICS S200 PN是西门子推出的新一代伺服驱动系统，SINAMICS S200 将与 SIMOTICS S-1FL2伺服电机、Motion Connect 350/380 电缆相结合。它可以实现位置控制、速度控制和扭矩控制，与 SIMATIC 控制器完美结合，帮助用户解决从基本到高级的各类运动控制任务。



图1-1

SINAMICS S200全新的伺服驱动系统具有灵活迅速、精准操控，调试安装简单方便，亲民便捷的特点。它可以使用SINAMICS Startdrive 或 Web 服务器两种调试工具来进行工程调试、参数设置、故障诊断、服务、监控和操作。使工程调试更加简单、高效。

之前已经为大家介绍了使用Web 服务器调试S200(点击“蓝色字体”直接跳转阅读)。本文将为大家介绍使用TIA Portal Startdrive工具软件调试 S200 PN伺服驱动系统。包括将驱动器添加到项目中，执行引导式快速启动，由控制面板进行驱动的运行测试、驱动系统的一键优化、功能参数设置等，使大家快速掌握调试方法。

2. Startdrive调试S200的使用场合



SINAMICS Startdrive调试软件是将西门子驱动器硬件集成到TIA Portal工程框架中的理想工具。利用博途平台，驱动器和控制器之间的便捷交互使SIMATIC控制器和SINAMICS驱动器轻松完成运动控制项目的调试。从V18 SP2版本开始，增加了S200驱动的调试功能。

在设备调试阶段

对于与PLC有网络连接的S200驱动器，为了实现驱动器和控制器之间的便捷交互，使SIMATIC控制器和SINAMICS驱动器轻松完成运动控制项目的调试，通常使用博途及Startdrive软件平台进行PLC及驱动的调试。适用于：
– S200采用速度控制方式，在西门子PLC中组态速度或位置轴工艺对象。– S200采用EPOS控制方式，PLC中使用FB38051或SINA_POS 工艺对象。

在设备的运行阶段

在设备的运行阶段Web网络服务器作为主要工具。当然，也可以使用Startdrive软件在线驱动器，进行信号的跟踪，故障及报警消息的查看，调整参数等。
3. 使用Startdrive调试S200



3.1

网络连接

使用服务接口 X127：169.254.11.22（默认地址）连接 S200。



图3-1

3.2

在博途项目中添加S200 PN

有两种方式在博途项目中添加S200 PN：

将S200 PN上载做为新工作站

离线添加S200 PN

3.2.1  在线访问

分配 IP 地址及设备名称

为了能够与驱动器在线连接，需要为其分配一个IP地址和设备名称。操作步骤：

在项目导航栏中打开“在线访问”条目。

选择PG/PC的网络接口。

双击“更新可访问设备”。

搜索到的驱动器显示在项目导航器中。



图 3-2

S200 PN的 X127 端口默认的 IP 地址是 169.254.11.22，双击 “在线 & 诊断” ，在"功能中的“分配IP地址”中可根据需要设置IP地址。



图 3-3

在“分配PROFINET设备名称”中分配设备名称。



图 3-4

恢复工厂设置

在“备份/恢复”画面中 ，点击恢复工厂初始值中的“启动”按钮，对驱动器进行工厂复位。



图 3-5

3.2.2将设备上载为新工作站

成功分配IP地址和设备名称后，可将此设备作为新站点上传。

1.选择搜索到的S200 设备

2.右键单击所选设备，在显示列表中选择“上载设备做为新站”



图 3-6

3. 出现 "安全设置" 画面

在该向导的帮助下，创建驱动器时，可以在项目中为此驱动器进行最重要的安全设置。将项目数据加载到驱动器后，保护设置将生效。

本示例，单击"继续使用低等级安全设置"，将禁用 UMAC 功能，稍后再进行安全设置。如要设置 UMAC 安全，请点击 "配置安全设置"。



图 3-7

4.  驱动器上传并添加到项目中，电机数据将自动读取。SINAMICS S200设备已在Startdrive项目中创建，点击

即可在线驱动器。

3.2.3离线在项目中添加驱动器

将驱动器添加到项目中的第二种方法是离线在项目中添加驱动器。

按以下步骤进行：

1. 在项目导航中双击“添加新设备”，输入设备名称，选择项目中使用的驱动器订货号及固件版本。



图 3‑8

   

2. 在打开的安全设置画面中选择"继续使用低等级安全设置"

本示例使用此设置，将禁用 UMAC 功能。如要设置 UMAC 安全，请点击 "配置安全设置"。



图 3-9

3. 配置电机

在设备视图中，点击MOT图标并进入属性界面。

从电机–选择–1FL2列表中，选择连接到此驱动器的正确电机类型。

图 3-10

      

4.  可以设置X127或X150接口的IP地址和设备名称。



图 3-11

5.点击下载图标

,将驱动配置下载至S200驱动器中。

点击

图标，可以在线连接S200驱动器。

3.3

设备配置

也可双击S200驱动下的 “设备组态”， 进入到“设备视图”画面。



图 3-12

可以配置以下内容。

常规

显示项目信息、目录信息和信息与维护。

PROFINET接口[X150]

–以太网地址：检查或设置PROFINET接口，包括IP地址、设备名称。–报文配置：默认情况下，西门子报文105，在离线模式下可更改选择。


图 3-13

– 高级选项：可以设置接口选项、介质冗余、等时同步模式及发送时钟周期、实时设定(RT、IRT)。

保护和安全

– 在“安全设置向导”中点击“启动安全向导”按钮，可进入到安全配置向导画面，选择是否需要用户管理&访问控制。


图 3-14

–驱动器的用户管理和访问控制（UMAC）


图 3-15

– 端口和协议：可设置“网络服务器访问配置”、“现场总线和相应协议配置”、”S7调试协议配置“和”DHCP配置“。



图 3-16

–  加密驱动数据



图 3-17

以太网调试接口[X127]，设置X127端口的IP地址

图 3-18

时间同步/时间，设置S200的时间是否与NTP服务器同步

图 3-19

硬件设置，可以设置功率模块的电源电压。

图 3-20

网络服务器，设置X127或X150接口是否可以通过HTTPS访问网络服务器。

图 3-21

3.4

引导式快速设置

借助“引导式快速设置”，在 Startdrive 中执行驱动的基本设置，尽可能地省去繁琐的设置工作。

“引导式快速设置”前，驱动必须已在设备配置中进行了完整的创建和指定。如果项目中还有控制器，则必须在网络视图中将其连接到驱动器。

双击s200left下的“引导式快速设置”导航栏，进入配置画面。

连接 PLC

在“连接 PLC”处，显示该驱动是否与PLC连接，如果项目中添加了PLC并且创建了驱动器与PLC的网络连接，此处会显示“是”。

在“分配运动控制”中可选择“驱动”,位置控制器位于驱动内部或选择“PLC” 位置控制器位于PLC内或采用PLC的工艺对象方式。

图 3‑22

应用

当图3-22中的“分配运动控制”选择“驱动”时，可以点击“应用”，在“选择某个应用”中选择“速度控制”或“定位”。

转速控制

速度控制会尽可能精确地控制速度，以跟踪指定设定值。



图 3‑23

定位

“基本定位器 (EPOS)”计算运行特性，以尽快将轴运行到目标位置。当选择“定位”控制模式时，需要进行以下详细设置：
– 选择机械系统和设备

机械系统可以选择 “旋转运动” 或 “线性运动”。

– 位置单位及速度单位的选择，使用111报文时选择LU，而使用112报文时必须选择物理单位 (mm) 用于定位控制。

– 位置控制的编码器为电机编码器，进行电机转数、负载转数和丝杠螺距的设置。

– 勾选“模数补偿激活”后可定义模数范围。



图 3‑24



图 3‑25

限值

转速控制”激活时，可定义闭环驱动控制的基本属性，例如，设置驱动的速度及转矩限制值。

“定位” 激活时，限制动态响应、设置最大速度、最大加速度/加速度、急动限制和位置限制。

应用设置

只有当“定位” 激活时，才可以进行“应用设置”。



图 3‑26

驱动器提供了主动回参考点、被动回参考点、设置参考点位置及绝对值编码器调整多种回参考点的方式。在“应用设置”中，本示例选择主动回零模式，回零完成后可对绝对编码器进行校准。

主动回参考点

图 3‑27

绝对编码器调整

该功能仅在使用带有绝对编码器的伺服电机时可用。只需在要进行一次绝对值编码器校准，然后即使在设备掉电后也可以保持校准值。

S200在线时，可以通过单击“设定”按钮来校准绝对值编码器。



图 3‑28

I/O配置

在“I/O 配置”中，可进行驱动器数字量输入及数字量输出功能的基本设置。



图 3‑29

报文

设置驱动的控制报文，如果是EPOS控制可以选择西门子报文111或西门子报文112，如果是转速控制可以选择标准报文1。之后点击“下一步” 。



图 3‑30

执行配置下载

点击“执行下载”按钮，下载驱动的配置数据。之后在线驱动后进入到“运行&优化“，可通过控制面板测试驱动的运行是否正常并对其进行一键优化。



图 3‑31

3.5

运行 & 优化

在“引导式快速设置”步骤的“运行 & 优化”中，可以使用控制面板测试轴的运行并且可以进行驱动器一键优化。驱动器必须为在线模式。

3.5.1 运行

通过控制面板运行驱动器，以测试驱动器的硬件连接及参数设置是否正确。

驱动在在线模式下，显示“使用控制面板”的功能视图。

  图 3-32

点击 “激活” 按钮，获得驱动的主控权限。

在输入栏“转速”中输入一个最大转速以下的转速值，点击“向后”或“向前”按钮运行电机，点击“停止”按钮停机电机的运行。也可以按下“向后点动”或“向前点动”按钮，在点动模式下运行电机。

运行测试完成后，点击“取消激活”按钮，取消对驱动器的控制权。

3.5.2  执行一键优化

在“执行一键优化”时，系统会借助短暂的测试信号测量机械传动系统。这样便可依据现有负载机械实现对控制器参数的最优调整。

一键优化，驱动器必须处于在线模式。

注意：一键优化的电机可以在两个旋转方向上运行。当由于设备条件而不允许在两个旋转方向上操作时，不应执行一键优化操作。

点击图3-32中的 “执行一键优化” 按钮，进入到一键优化界面(图3-33)。



图 3-33

      

建立与驱动器的在线连接，执行一键优化步骤如下：

1. 根据机器的机械情况选择一键优化功能的动态响应设置。

保守型：60 % 动态响应，转速控制，无转矩前馈控制。

标准型：80 % 动态响应，转速控制，带转矩前馈控制。

动态型：100 % 动态响应，转速控制，带快速转矩前馈控制。

2. 在“行程限制”区输入一个合适的角度，该角度一方面要使得电机和相连的机械可以旋转足够大的角度，来完成所需测量，比如：360°；另一方面要注意避免损坏机械装置。

该角度应当至少为 60°，以便确定合理的控制器参数。运行距离越长，优化结果也就越好。

3. 如果想进行扩展的设置，点击按钮“扩展设置”。

“机器属性”对话框打开。此处可查看到在哪些条件下可以提高转速控制动态响应的说明。如果想要提高动态响应，勾选选项“设置带系统补偿的电流设定值滤波器”。

4.  点击“激活”按钮获得主控权限，然后点击“启动”按钮启动优化。

5. 当“一键优化成功”时，点击“取消激活”按钮，停用主控制权。

优化成功后，更改后的数值显示在“当前值”区域中。如果OBT不成功，则必须使用其他设置重复优化。



图 3-34

6. 拷贝RAM 到ROM

7. 驱动器离线并且从设备上载参数

3.6

参数设置

参数设置有“功能视图”及“参数视图”两种形式，可以在其中对驱动器进行参数化。



图 3-35

3.6.1 功能视图

基本参数设置

–显示电机及编码器的技术数据，只能在离线模式下进行更改。

–当驱动是“在线”模式，点击 “开始编辑” 后，可以设置电机的旋转方向为“顺时针”或“逆时针、可以点击“强制打开抱闸”按钮。



图 3-36

      

输入/输出

指定数字输入的功能。显示DI/DOs的状态。



图 3-37

工艺功能

仅在定位应用中可用。可设置限制、回参考点、位置监测功能、直接设定值给定运行（MDI）、程序步运行、点动等。



图 3-38

工艺功能-脉冲输出（PTO）

提供脉冲信号的脉冲串编码器输出（PTO），可以将信号传输到控制器以实现控制器内部的闭环控制系统，或者将它们传输到另一个驱动器作为同步轴的脉冲串设定点。此PTO功能仅适用于S200驱动器。



图 3-39

3.6.2参数视图

辅助导航显示按主题排序的所有功能，并将参数视图限制为所需的一组参数。可监控参数值、将参数导出为CSV文件、比较参数设置（离线 - 工厂初始设置，在线 - 离线或在线 - 工厂初始设置）及参数过滤。



图 3-40

3.7

用户自定义列表

在用户自定义列表中可汇总用户自行选择的参数。它是用户从参数列表中选出的特定参数的集合。



图 3-41

在网络服务器中打开和读取参数列表

参数列表可导出为 json 格式的文件。当通过网络服务器访问驱动器时，可打开列表并查看参数值。

3.8

用户自定义列表

可以使用“在线和诊断”功能检查在线访问驱动器的状态。

3.8.1在线访问

双击驱动单元的“在线和诊断”，选择PG/PC接口的类型及接口(网卡)，点击“转至在线”按钮，与驱动器建立在线连接。



图3-42

3.8.2诊断

安全

在诊断视图“安全”中，显示了相连驱动器的当前安全设置摘要：

登录的用户：当前登录驱动器的用户或者无登录用户。

端口 & 协议：显示以下区域的接口激活状态：

–网络服务器访问–现场总线和相应协议–S7 调试协议–DHCP 配置

UMAC：显示为驱动器激活的 UMAC 设置。此处可以显示，UMAC 是否生效，“Anonymous”用户账户具有哪些权限。

未决报警和故障

显示激活的未决报警和故障的详细信息。
– 出现故障时，发送状态信号 ZSW1.3。消除故障后必须对故障进行应答，可使用功能视图上方的功能图标

。–出现报警时，状态信号ZSW1.7被置位。报警会记录在报警缓冲器中。报警会自行应答。

图 3-43
报警和故障历史

消息历史记录了所有报警和故障。 通过功能视图中的功能图标，可清空故障缓冲器（

）或导出为 CSV 文件（

）。

图 3-44
实际值显示一些重要的当前参数实际值和状态位的相关信息。比如显示实际值，如速度实际值、电机热利用率。状态位包括故障存在、安全启用丢失等。

图 3-45
Safety Integrated 功能状态显示 STO 当前状态的相关信息。SINAMICS S200驱动器提供安全扭矩关闭（STO）功能。该功能在默认情况下处于启用状态，无法进行配置。要禁用安全集成功能，请用连接器套件中包含的STO禁用插头盖住接口X131。

图 3-46
PROFINET 接口（X150）

以太网地址

显示 IP 参数（IP 地址和子网掩码）以及网络连接（MAC 地址）的相关信息。

通信

显示发送方向和接收方向的相关信息（报文 PZD，例如：105）


图 3-47
3.8.3功能在“功能”区域中，可通过诊断视图的二级导航调用下列功能以及进行设置：

分配 IP 地址 固件升级 分配 PROFINET 设备名称 设置驱动数据加密密码 复位 PROFINET 接口参数 设置时间

分配 IP 地址及分配 PROFINET 设备名称的方法请参看3.2.1章节。
固件更新单击“浏览”选择从SIOS下载的固件，勾选“自动重启动驱动器，固件文件传输至驱动器后安装更新”，启动固件更新。

图 3-48
设置驱动数据加密密码在此可以为备份文件和驱动器SD卡上的敏感数据加密，UMAC 用户名和密码为敏感数据。

激活“加密敏感驱动数据”选项。 在密码对话框中输入两次所需的密码。 单击“设置密码”按钮，分配密码。

图 3-49
复位 PROFINET 接口参数此处可将驱动器的 PROFINET 接口复位。

图 3-50设置时间驱动时间的定义对驱动操作非常重要。可以使用下列选项：

与 NTP 服务器同步

如果驱动连接到其他设备，且中央 NTP 服务器将为相连设备提供时间。也可以将上位控制器用作 NTP 服务器。

不同步，手动设置时间

驱动器在没有上位控制器的情况下独立，驱动的时间可以在诊断画面中设置。


图 3-51
3.8.4  备份和恢复在“备份/恢复”中可执行以下操作：

重启驱动 将数据掉电保存到驱动器中 恢复驱动数据的出厂设置，安全设置和通信接口设置除外。

图 3-52
注意：完全复位全部设备设置（通过SD卡），驱动器的所有设置和数据都会全部重置为出厂设置。包括安全和UMAC设置在内的所有可用数据都将被删除。完全重置只能使用专门准备的SD卡，插入到驱动器中执行完全重置操作。
3.8.5许可证在在线模式的“许可证”功能视图中，显示了需要许可的选件/功能的信息。目前，S200伺服驱动系统没有任何许可证。
3.9

轨迹（Traces）

使用跟踪功能，可以记录S200驱动器的变量，然后对其进行评估。

S200 驱动的跟踪配置有以下特性，并提供预设的信号：预设的跟踪信号：功能为 S200 驱动创建的首个跟踪预设了前四个信号，这些信号为运动控制应用中的典型参数：

r0062（滤波后的转速设定值） r0061[0]（滤波前的转速实际值，编码器 1） r0080（转矩实际值） r0479[0]（编码器位置实际值诊断，Gn_XIST1：编码器 1）

图 3-53
为 S200 驱动创建的其他跟踪的未预设信号。可以选择最多八个。设置完成后，点击“

”按钮下载配置数据，之后点击

激活记录按钮开始追踪信号，点击取消激活记录按钮完成信号的追踪。 以上是使用Startdrive工具软件调试S200的基本介绍，更详细的调试说明及描述请参看S200操作手册,下载链接：https://support.industry.siemens.com/cs/us/en/view/109823558/zh西门子新一代伺服S200的更多学习视频请参考如下链接：https://1847.siemens.com.cn/category/courselist?pcid=3_303_100098


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