El SINAMICS S120 es el sistema de servodrives de alta gama de Siemens para aplicaciones multi-eje con máximos requisitos de precisión, dinámica y sincronización. Es el sistema que encontrarás en máquinas CNC, líneas de producción de alta velocidad y robots cartesianos industriales. Esta es la guía para entender su arquitectura y configurarlo en TIA Portal.
Arquitectura del SINAMICS S120: módulos y bastidor
El S120 tiene una arquitectura modular en bastidor. El Active Line Module (ALM) es el rectificador activo que convierte la red trifásica en bus DC de 600V y gestiona la energía regenerativa devolviéndola a la red en lugar de disiparla en una resistencia. El Motor Module (MM) es el inversor individual de cada eje, que convierte el bus DC en la corriente trifásica variable que alimenta el servomotor. Todos los módulos comparten el bus DC y el bus de comunicación DRIVE-CLiQ en el bastidor.
DRIVE-CLiQ: el bus interno del S120
DRIVE-CLiQ es el bus serie propietario de Siemens que conecta todos los módulos del S120 entre sí y con el PLC S7-1500T. A través de DRIVE-CLiQ circulan los datos del encoder de cada eje, los valores de corriente y tensión de cada módulo, y los parámetros de configuración. Los servomotores 1FK7 y 1FT7 con encoder Hiperface DSL se conectan al Motor Module directamente via DRIVE-CLiQ, simplificando el cableado. TIA Portal reconoce automáticamente todos los dispositivos conectados en DRIVE-CLiQ al hacer el upload de la topología.
Configuración del S120 en TIA Portal con S7-1500T
El S120 se configura en TIA Portal mediante la vista de dispositivos de red. Añades el Active Line Module, los Motor Modules para cada eje, y los servomotores desde el catálogo. TIA Portal verifica automáticamente la coherencia de la topología DRIVE-CLiQ. Para cada eje creas un Objeto Tecnológico de eje sincrónico (TO_SynchronousAxis) con S7-1500T, que permite sincronización de ejes, gearing y camming electrónicos además del posicionamiento básico.
Gestión de energía regenerativa: la ventaja del bus DC compartido
Una de las ventajas más importantes del S120 en configuración multi-eje es el bus DC compartido entre todos los Motor Modules. Cuando un eje está decelerando y regenera energía, esa energía se transfiere automáticamente al bus DC y la consumen los otros ejes que en ese mismo instante están acelerando. El intercambio de energía entre ejes reduce el consumo de la red hasta un 30% en aplicaciones con ejes que trabajan con perfiles de movimiento complementarios.
Funciones de sincronización avanzada del S120
Con S7-1500T y S120, TIA Portal permite sincronización de ejes mediante gearing electrónico (eje esclavo sigue al maestro con relación de velocidad configurable), camming electrónico (eje esclavo sigue al maestro con perfil de posición definido por tabla de leva), y sincronización de fase (el eje esclavo se engancha de forma suave al maestro en movimiento sin parar ninguno). Estas funciones son la base de las máquinas de producción continua como impresoras, enrolladoras y líneas de corte al vuelo.
Diagnóstico avanzado del S120 desde TIA Portal
TIA Portal ofrece diagnóstico en tiempo real del S120 via la herramienta Trace: puedes registrar simultáneamente posición, velocidad, corriente de par y temperatura de hasta 8 ejes con resolución de microsegundos. El diagnóstico DRIVE-CLiQ detecta automáticamente fallos de comunicación en el bus interno y los localiza hasta el módulo o el cable específico que falla. El historial de fallos de cada módulo es accesible desde TIA Portal Online sin necesidad de parar la máquina.
| 💡 Cuándo elegir S120 vs V90 V90: un solo eje, S7-1200, aplicaciones de posicionamiento estándar, presupuesto ajustado. S120: dos o más ejes sincronizados, S7-1500T, aplicaciones de alta dinámica o sincronización de fase, gestión de energía regenerativa entre ejes. |