欢迎西门子“新成员”——S210伺服系统

       在本届汉诺威工业博览会上，西门子无疑成为本次展会的焦点，在展会上新发布的Simotics S-1FK2电机和专为其开发的Sinamics S210伺服驱动器，共同组成的全新伺服驱动系统，也成为本次西门子展品的重头戏之一。

       Sinamics S210伺服驱动器集成了丰富的安全功能，可实现快速工程组态，并可通过Profinet连接到上位控制器，使用Web服务器和一键优化功能，使得调试变得非常简单。与Simotics伺服电机配合使用，可实现小负载的高动态响应运动以及中高负载的超精密运动。电机与伺服驱动器之间只使用一根电缆连接。该全新驱动系统可广泛用于包装机械、物料抓取应用、木材和陶瓷加工，以及数字印刷。

       估计是因为产品还没有正式开售的原因，目前我们能够搜到的关于 S210 的细节信息仍然非常少。登陆西家官网，能看到的仅仅是一篇不到 2 屏的产品特点描述、一段 2 分多钟的视频宣传片、一份仅 6 页的产品宣传册......，并且这些信息还都是英文或德文的。

       不过，这并不妨碍我们去了解这款产品的一些基本概况。本期，就让我们借助这些十（shao）分（de）有（ke）限（lian）的资料来一起扒一扒这款正向我们袭来的 SINAMICS S210。

老规矩，先来看下产品外观。

这是能从网上找到的一张清晰度（300dpi）比较高的产品图片了。

       从产品外形看，S210 的结构样式与目前市面上大部分同类型产品很相似，是一款单轴独立型伺服驱动器，就是说每台驱动器都有自己独立的 AC 电源输入，并且输出也都只有一个轴。

       正面的接口布局也是中规中矩，上方是带黑色翻盖的显示操作面板，下方是电机动力输出和编码器反馈，中部左侧是动力和控制电源输入，右侧是通讯和 I/O 信号端口。

       不过，尽管外表平平，个中还是有一点蛮特别的地方，就是：驱动器到电机的连接，貌似只有一根电缆。所以接下来，咱们就先来看一下 S210 的电机输出。

       S210 搭载的新款伺服电机名为 SIMOTICS S-1FK2 。

       目前发布的 S210 驱动器，其动力电源输入为 AC 单相 230V，输出功率仅为 100W～750W，与之对应，现在的 S-1FK2 电机输出扭矩也只有 0.16 Nm - 2.4 Nm；

       SINAMICS 后续有计划推出 S210 的 AC 三相 400V 版本，届时驱动器的输出功率将扩容到 400W - 7 kW，相应的，未来 S-1FK2 电机的输出能力也将会达到 1.3 Nm - 50 Nm。

       从产品型号命名上看，1FK 代表这是一款低惯量伺服电机。不过，因为还没有拿到详细的产品样本，目前我们还无法了解其具体的性能指标。关于这部分信息，天拓四方会保持持续关注。

       从上面这张图可以明显的看出，S-1FK2 跟以往西门子伺服电机最显著的差别在于，它采用了单电缆连接技术，就是说该款电机与驱动器之间的各类连接，包括动力/抱闸电源和反馈信号都是集成在一根电缆中的，并且在电机侧仅使用了一个可旋转的 DIN 型快插插座。

       关于伺服电机单电缆技术的意义和价值，已经无需我在这里重复了。

       记得当时（大约在 2013 年前后），就已经有少数运控玩家（INNOVATORS like Beckhoff & Rockwell Automation）在其伺服产品中使用了单电缆技术；近几年，越来越多运控产品厂商（如：Rexroth、LTI  Motion、B&R、Kollmorgen..）先后成为这项技术的 EARLY ADPOTERS；而现在，我们终于看到西家这头巨无霸也正式加入到单电缆的阵营中了。

       目前我们还无法确定西门子的这个 OCC（One-Cable Connection）采用的是Hiperface-DSL 还是 HMC-6 抑或是其他（猜测 HMC-6 的可能性很大），但不管怎样，我想大家应该很清楚这意味着什么了吧 - 单电缆将会很快成为设备运控系统中的一项主流技术（MAJORITY）。

       扯的有点远，切回到本期的主角 S210，说下它的通讯端口。

       西门子S210 集成的总线通讯端口为 PROFINET IRT，是具备以太网时钟同步的哟。换句话说，配合上位（运动）控制器，S210 系统是能够实现复杂动态同步运控功能的。从已经公布的信息看，这个控制器可以是目前已经非常成熟的 SIMOTION CU（控制单元），也可以是刚刚发布的 SIMATIC S7-1500 的 T-CPU。

       在 S210 的 PROFINET 上，不仅有集成的运动控制功能，还集成了安全控制 PROFIsafe 和能源管理 PROFIenergy 的功能。 

       借助基于 PROFIsafe 的集成安全控制系统，用户无需使用复杂的安全控制组件（如安全继电器...等）和安全联锁接线设置，仅使用具备集成安全功能的设备运动控制器，通过 PROFINET 总线就可以实现对 S210 的安全控制和管理，这将可以帮助节省大量与安全运控系统相关的设计、集成、实施、运营和维护的时间和成本。这也是为什么在 S210 的面板上并没有看到任何安全控制端口的原因，因为都集成在 PROFINET 总线中了。

       本次发布的 S210 能够实现的安全控制功能包括：STO, SS1，未来产品后升级后将可能具备 SBC, SS2, SOS, SLS, SSM, SDI, SBT 等一系列运控安全功能。

       而借助集成 PROFIenergy 功能，用户就可以通过 PROFINET 总线，将各个伺服轴的运控能耗分析数据整合到设备和工厂的能源管理系统中，帮助企业快速实现对生产设备一线运行的底层产品元器件的能源使用状况的监控、分析和管理。

       从我们手头掌握的材料看，此次西家官方宣传 S210 时，另一个重点强调的功能就是功能参数调整的易用性。

      在一段来自汉诺威现场报道的 S210 宣传视频中，我们看到了上面这个用无线移动客户端调试 S210 的画面；同时，西门子官网的产品特点描述中也提到 S210 的工程调试工具（终端）为 Webserver。如此看来，用户调试 S210 时，应该是可以像视频中展示的那样，借助移动智能设备与 S210 的无线连接，通过浏览器（或者 APP）访问伺服驱动器并实现轴参数的设定和调整的。想象一下，在现场调试伺服轴时，我们将可以拿着屏幕走到电机旁边，一边看着设备动作的姿态和状况，一边调整参数，这将会让运控系统的现场调试变得更加灵活、方便和高效。

       在另一段 S210 的视频短片中，还提到了一个“一键式”整定的功能。大概意思就是说，在整定运动控制系统特性时，无需再去手动设置那些复杂的控制环参数，只要在调试界面上简单选择运控应用的动态特性类型（稳妥、标准或者动态），系统就能够基于相应的运动控制策略，自动完成控制环的调整和运控特性参数的优化。

       至于这个“一键式”功能整定出来的设备运动性能会怎样，需要待产品应用装机实测后才能有机会评判。不过，就目前我们读到的信息看，估计很多人会和我一样，并不认为这个所谓的“一键式”整定是个什么特别的“亮点”。

       一方面，先别管它到底是“一键”还是“两键”操作，看下近几年各家发布的运控新品，其中很多都已经具备了类似的快速整定操作功能，S210 绝对不是首创；另一方面，相比那些早已将在线自整定（自适应）功能作为标配的日系伺服产品，这个“一键式”整定简直就像是来自上个世纪一样。

       不过，就 SINAMICS 品牌而言，S210 的这个“一键式”整定功能，已然是个不小的突破了。并且，这应该算的上是西门子提升运控产品易用性的多项举措之一。看下前面提到的官方推介的几个重要“亮点”，我们能够非常清晰的感觉到西家在运控产品易用性上的动作。

       最后总结一下，Sinamics S210伺服驱动器的主要优势是可实现电机轴的高度动态控制。通过与Simatic S7-1500控制系统和S7-1500T运动控制系统相连接，可以完成从简单定位到复杂的运动控制。使用集成Web服务器即可完成对S210进行调试。通过一键自动优化功能，可根据不同的机械负载选择相应的动态系数，系统自动优化控制参数。集成安全功能包括“安全扭矩断开”(STO)和“安全停止1”(SS1)。两者都支持PROFIsafe，STO还可通过端子启用。其它众多功能目前仍在研发中。凭借Sinamics S210伺服驱动器的快速采样，智能控制算法和高级编码器系统，以及低转子惯量和高过载能力，伺服电机可实现出色的动态性能和运动精度。在刚刚结束的2017年德国汉诺威工业博览会上，西门子展示了中心高为20、30和40mm的电机。

       Simotics S-1FK2电机与伺服驱动器之间使用单电缆连接，其中包含了电源线、编码器信号线和制动控制线，电缆直径仅有9 mm，并使用一个插头。相比以前的电源电缆，横截面更小，更轻，更灵活，大大简化了布线流程。对于拖链应用，还提供一种结构更紧凑的电缆，其弯曲半径是常规拖链导线的一半。连接插头高为25mm，并且坚固、耐用，可旋转，易于操作。伺服驱动器的布线也非常简便，正面配有方便的自锁插头和易于拆卸的推入式端子。

       天拓四方作为西门子核心合作伙伴，多年来与西门子同心协力，共同成长，从传统的产品分销和系统集成到与西门子能源管理集团正式签约工业软件智能制造业务，成为国内能为客户提供西门子数字化工厂和智能制造解决方案的主要提供商之一。

       天拓四方有幸与西门子一起成长，一起进步，我们期待下一次汉诺威展会惊喜不断，西门子推出更多新产品和新技术，同时我们也很荣幸的邀请您一起致力中国工业生产制造业水平世界领先。