傳統的驅動系統調試，必須要在驅動系統安裝完畢后才能夠進行，所以在項目的開發和設計階段，無法進行驅動性能的分析，也不能完全預測驅動的系統行為。往往是在調試期間或者后期才能發現問題，造成一定的滯后性。比如驅動器的動態響應不能滿足工藝節拍的要求，或者與控制器通信的邏輯控制程序不正確等。

為了實現驅動的數字化雙胞胎應用，虛擬化的 SINAMICS 驅動器 SINAMICS DriveSim Basic 應運而生。

它可以根據負載和工藝要求選擇正確的驅動器，配合 NX MCD 等軟件實現驅動行為可視化，修正和驗證控制器與驅動器之間的通信邏輯等，即在控制器邏輯程序功能測試和機械負載特性等方面都可以實現驅動的虛擬仿真。

DriveSim Basic 以功能模塊單元 FMU 形式提供，滿足功能模塊接口 FMI 協議，此協議是開放的免費的，它定義了一個容器和一個交換動態模型的接口。這樣 DriveSim Basic 就可以集成到支持 FMU 的仿真工具中，例如：SIMIT、Simcenter Amesim、ANSYS TwinBuilder, Matlab Simulink。

SINAMICS DriveSim Basic 提供矢量和伺服兩種仿真模型，支持的 SINAMICS 驅動器有：

VECTOR: G110M、G115D、G120、G120C、G120X、G130/G150

SERVO：S110、S210、V90

SERVO/VECTOR：S120、S150

仿真模型中的參數與真實驅動器的參數含義和設置是一樣。

SINAMICS 驅動器通用模型的結構圖：

SINAMICS 驅動器通用模型 DriveSim Basic 仿真的功能有：

· PROFIdrive 報文1,2,3,4,5,6,20,102,103,105,106,352

· 順序控制

· 設定值通道

· 編碼器

· 電流設定值濾波器

· 速度控制器

· 動態伺服控制（DSC）實現位置控制

· 可選的內部負載模型

本期邀請的技術專家宋麗敏具有多年西門子自動化、驅動及伺服產品應用經驗。負責西門子運動控制產品的現場技術支持、客戶培訓、熱線、工程調試等工作。具有豐富的系統調試、故障診斷排查等現場經驗。

此次針對驅動數字化虛擬仿真 SINAMICS DriveSim Basic 這一技術話題，宋工以“驅動運行 仿真有道- 驅動仿真SINAMICS DriveSim Basic詳解”為題展開了詳細的介紹。

本次技術講座涵蓋的主要內容如下：

· 驅動的數字化簡介

· SINAMICS DriveSim Basic 基本信息

· SINAMICS DriveSim Basic 案例演示

·  總結

SINAMICS DriveSim Basic 的開發是將數字化概念、仿真理念應用在驅動系統中的完美體現。

SINAMICS DriveSim Basic 驅動仿真模型與 SIMATIC S7-PLCSIM Advanced 或 NX MCD 一起實現基于模型的完整開發過程。在驅動系統的設計和工程階段預測系統行為、修正和驗證控制器邏輯程序，加快上市時間。

02

專家大講堂技術問答匯總 

Q1

DriveSim Basic 支持帶編碼器矢量控制的速度控制器嗎？

支持。DriveSim Basic 目前有伺服模式和矢量模式兩種 FMU 模型，每種模型都支持編碼器信號采集處理功能，實現編碼器順序控制、參考標記搜索、編碼器信號細分，但目前還不包括位置跟蹤、齒輪箱的跟蹤功能。

Q2

如果 SIMIT 和 DriveSim Basic 的時間片不一致的話會產生什么錯誤？

如果 PROFINET 通信的實時類別為RT方式，通信控制的問題不大，但如果通信實時類別為IRT的DSC報文控制，則會報生命符號錯誤。

Q3

對于使用者來說，DriveSim Basic 的授權是免費獲取的嗎？

目前可以通過發送郵件到

申請365天的免費授權，用授權管理軟件 Automation License Manager 進行操作。

Q4

DriveSim Basic 能實現什么功能，在什么場景下應用較多？

DriveSim Basic 能實現以下功能：

1. 仿真驅動器本體，具有速度控制器、電流控制器，同時具有可選的內部負載模型，實現完整的驅動閉環控制。調節速度控制參數或者內部負載參數可獲得速度、轉矩等曲線，進而為驅動器參數調節提供模型參考。

2. 生成負載特性曲線，導入到 TIA Selection Tool 中，進行驅動系統選型。

3. 仿真與控制器的通信，修正和驗證控制器邏輯程序功能。

4. 與 NX MCD 等機械模型一起實現可視化的機械運動。

應用場景目前主要集中在前期驅動器的選型階段、項目編程測試階段，以及 SINAMICS DriveSim Basic 驅動仿真模型與 SIMATIC S7-PLCSIM Advanced 或 NX MCD 一起實現基于模型的完整開發過程。

Q5

S120 的功能圖目前支持哪些？

并不是功能圖中驅動器的所有功能 DriveSim Basic 都能模擬。

功能塊 Encoder 編碼器實現編碼器順序控制、參考標記搜索、編碼器信號細分，但還不包括位置跟蹤、齒輪箱的跟蹤功能。

順序控制，當僅仿真驅動器功能時，順序控制可不激活。

在設定值通道中執行斜坡函數發生器和動態伺服控制DSC功能，jinxian伺服。DSC中沒有速度預控環節，直接給出速度設定值到后面的速度控制器。速度控制器中除了速度控制器外還包括轉矩限幅、速度限幅和參考模型，像控制器適配、積分分量凍結沒有包括。

電流設定值濾波器開啟2個通用二階濾波器,沒有低通濾波器閉環電流控制器，這里將理想的電流控制器和電機組合為二階低通濾波器的傳遞函數，即振蕩環節。帶寬與電流環采樣周期有關。

仿真模型是一個離散的數字的系統，根據奈奎斯特-香農定理，離散系統中對負載的采樣時間至少是電流控制器采樣時間的一半，例如62.5μs，如果外部負載模擬工具不能滿足這個要求的時候，可以采用 DriveSim Basic 提供的內部負載模型。