DRIVE-CLiQ

© Siemens AG 2016
DRIVE-CLiQ
Die offene Geberschnittstelle für die Antriebsfamilie SINAMICS
The open encoder interface for the SINAMICS drives family
siemens.com/sinamics/drive-cliq
Brochure
Edition
March
2016
© Siemens AG 2016
SINAMICS S120 – Das universelle Antriebssystem
The universal drive system
SINAMICS S120 – Das universelle Antriebssystem
für Motion Control Anwendungen
SINAMICS S120 – The universal drive system
for Motion Control applications
SINAMICS S120 ist innerhalb der Antriebsfamilie SINAMICS
das Antriebssystem der Siemens AG für Motion Control
Anwendungen im Maschinen- und Anlagenbau.
Within the SINAMICS drive family, SINAMICS S120 is the
drive system of Siemens AG for Motion Control applications
in machine and plant construction.
Aufgrund seines weiten Leistungsbereiches, seiner Performance und Dynamik, der Möglichkeit, sowohl Synchron- als
auch Asynchronmotoren in den unterschiedlichsten Regelungsarten zu betreiben und nicht zuletzt wegen der Kombinierbarkeit der einzelnen Ausprägungen und Komponenten
hat sich SINAMICS S120 zum weltweit führenden Antriebssystem für Motion Control Anwendungen entwickelt.
Due to its broad output range, its performance and
dynamics, its ability to drive synchronous as well as
asynchronous motors in the different control modes,
not to mention the facility for combining the different
versions and components, SINAMICS S120 has
become the leading drive system for Motion Control
applications worldwide.
Dabei kommt SINAMICS S120 in den unterschiedlichsten
Maschinen- und Anlagentypen zum Einsatz, u. a. in:
• Werkzeugmaschinen
• Verpackungsmaschinen
• Druckmaschinen
• Papier-, Folienmaschinen (Converting-Anwendungen)
• Kunststoffmaschinen
• Umformtechnik
• Maschinen zur Herstellung und Bearbeitung von
Holz, Glas, Keramik und Stein
• Textilmaschinen
• Handlingsgeräte
SINAMICS S120 is being used in a wide range of different
types of machines and plants, e.g. in:
• Machine tools
• Packaging machines
• Printing machines
• Paper, foil production machines (converting applications)
• Plastics processing machines
• Metal forming technology
• Machines for manufacturing and processing wood,
glass, ceramics and stone
• Textile machines
• Handling units
Ein Kernelement des Antriebssystems SINAMICS S120
und auch weiterer Antriebe der SINAMICS-Familie ist die
Systemschnittstelle DRIVE-CLiQ.
Diese innovative, leistungsfähige Schnittstelle ermöglicht
die einfache datentechnische Verbindung der Umrichterkomponenten untereinander, erlaubt aber auch die datentechnische Integration der Motoren und rotatorischer sowie
linearer, direkter Gebersysteme in das Antriebssystem.
DRIVE-CLiQ ist eine offene Schnittstelle und ermöglicht
die Anbindung von Gebern und Messsystemen beliebiger
Hersteller.
A core component of the SINAMICS S120 drive system
and further drives of the SINAMICS family is the
DRIVE-CLiQ system interface.
This innovative, high-performance interface supports
simple data communication among the converter components, as well as IT integration of motors and direct
rotary and linear encoder systems in the drive system.
DRIVE-CLiQ is an open interface and supports the connection
of encoders and measuring systems from any manufacturer.
Werkzeugmaschine / Machine tool
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DRIVE-CLiQ
Verpackungsindustrie / Packaging industry
Keramikindustrie / Ceramics industry
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SINAMICS S120 – Bauformen / SINAMICS S120 construction types
Moduleres Antriebssystem für anspruchsvolle Einachs- und Mehrachsanwendungen /
Modular drive system for demanding single-axis and multi-axis applications
Geräte für Einachsanwendungen /
Devices for single-axis applications
Geräte für Mehrachsanwendungen /
Devices for multi-axis applications
Blocksize
Chassis
Booksize Compact
Booksize
Chassis
Cabinet Modules
0.55 – 132 kW
110 – 250 kW
0.9 – 9.7 kW
1.6 – 107 kW
90 – 5700 kW
4.8 – 5700 kW
Highlights SINAMICS S120
SINAMICS S120 highlights
• Modulares, hoch performantes Antriebssystem für
Motion Control Anwendungen mit innovativer,
zukunftsgerichteter Systemarchitektur
• Modular, high-performance drive system for
Motion Control applications with innovative,
future-oriented system architecture
• Branchenübergreifend und weltweit etabliert in
Maschinen und Anlagen aller Art
• Established in many sectors worldwide in
machines and plants of all types
‒ Bei Produktionsmaschinen und Kranen in Verbindung
mit dem Motion Control System SIMOTION bzw. dem
Industrieautomatisierungssystem SIMATIC
‒ Werkzeugmaschinen in Verbindung mit der
CNC-Steuerung SINUMERIK
‒ For production machines and cranes in combination
with the Motion Control system SIMOTION or the
industrial automation system SIMATIC
‒ Machine tools in combination with the
SINUMERIK computerized numerical control
• Unterstützung von Synchron- und Asynchronmotoren
• Support for synchronous and asynchronous motors
• Breites Leistungsspektrum 0,12 – 5700 kW
• Broad performance spectrum from 0.12 to 5700 kW
• Antriebsintegrierte Funktionen, z. B. Positionierfunktionen
• Drive-integrated functions, such as positioning functions
• Integrierte Sicherheitsfunktionen
• Integrated safety functions
• Verschiedene Antriebsausprägungen für Einachs- und
Mehrachsanwendungen
• Different drive variants for single-axis and multi-axis
applications
• Freie Kombinierbarkeit der Antriebsausprägungen
• Drive variants can be freely combined
Handlingsanwendung / Handling application
Krananwendung / Crane application
Glasindustrie / Glass industry
DRIVE-CLiQ
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DRIVE-CLiQ – Die innovative Geberschnittstelle
The innovative encoder interface
DRIVE-CLiQ – Die innovative Systemschnittstelle des
Antriebssystems SINAMICS
Im Antriebssystem SINAMICS S120 werden die zur Lösung
einer Anwendung erforderlichen Systemkomponenten über
die hoch performante Systemschnittstelle DRIVE-CLiQ miteinander zu einem Antriebsverband verbunden.
DRIVE-CLiQ – The innovative system interface of the
SINAMICS drive system
In the SINAMICS S120 drive system, the system components
required for an application solution are connected together
through the high-performance interface DRIVE-CLiQ to form
a drive network.
Optimale Performance
Mit einer Übertragungsrate von 100 Mbit/s verfügt
DRIVE-CLiQ über die nötige Performance selbst für
anspruchvollste Regelungsaufgaben.
Optimum performance
With a transmission rate of 100 Mbits/s DRIVE-CLiQ has the
performance required for even the most demanding closedloop control tasks.
Autokonfigurierung mit elektronischem Typenschild
Mit DRIVE-CLiQ ist die automatische Konfigurierung des
Antriebssystems bei der Inbetriebnahme möglich. Durch
Auslesen der spezifischen Daten aus den elektronischen
Typenschildern der Antriebskomponenten wird eine fehlerfreie Parametrierung der Antriebskonfiguration und eineschnelle Inbetriebnahme gewährleistet.
Auto-configuring with electronic rating plate
With DRIVE-CLiQ, the drive system can be configured
automatically during commissioning. By reading
the specific data from the electronic rating plates of
the drive components, error-free parameterization
of the drive configuration and rapid commissioning
are assured.
Schnelle Diagnose im Fehlerfall
Statusmeldungen können über DRIVE-CLiQ aus den
Antriebskomponenten zur Auswertung an eine
übergeordnete Steuerung übertragen werden.
Dies ermöglicht eine schnelle Diagnose.
Fast diagnostics in the event of a fault
Status alarms can be transferred via DRIVE-CLiQ
to the drive components for evaluation in a
higher-level controller. This supports fast
diagnostics.
Offene Geberschnittstelle
DRIVE-CLiQ ist eine offene Geberschnittstelle. Dies ermöglicht
Anwendern das auf ihre Applikation optimal zugeschnittene
Messsystem auszuwählen. Auch die Anbindung von Gebern
mit neuen innovativen Messverfahren (wie z. B. magnetische/
induktive Systeme, magnetostriktive Sensoren, Laser) ist über
DRIVE-CLiQ möglich. Damit sind sowohl funktional als auch
preislich auf eine Anwendung genau zugeschnittene Messsysteme in das Antriebssystem SINAMICS integrierbar.
Open encoder interface
DRIVE-CLiQ is an open encoder interface. This enables users
to select the measuring system that is perfectly tailored to
their application. Encoders that use new measuring techniques (such as magnetic/inductive systems, magnetostrictive
sensors, lasers) can also be connected through DRIVE-CLiQ.
This means that measuring systems can be integrated into
the SINAMICS drive system that are tailored to the application
in terms of price and function.
Die DRIVE-CLiQ-Schnittstelle ist hub-fähig
Von einem achsnah platzierten Hub, an den die Datenleitungen von bis zu fünf Messsystemen angeschlossen
werden können, muss nur noch eine einzige Datenleitung
zum Schaltschrank geführt werden – ein erheblicher Vorteil, insbesondere in Schleppketten. Neben Kabelmaterial
spart das vor allem Installationszeit und es vereinfacht die
Komplettverkabelung von Maschinenmodulen schon vor
ihrer Installation in der Maschine bzw. Anlage.
The DRIVE-CLiQ interface is hub-capable
Only one data cable needs to be taken to the control cabinet
from a hub positioned at shaft level to which the data cables
of up to five measuring systems can be connected – a considerable advantage particularly for cable carriers. This cuts
down not only on cable material, but above all reduces
installation time and simplifies the entire cabling of machine
modules prior to their installation in the machine or plant.
Geber mit DRIVE-CLiQ-Schnittstelle / Encoder with DRIVE-CLiQ interface
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DRIVE-CLiQ
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SIMOTION P
SIMATIC HMI
Commissioning
SIMOTION C
SIMATIC S7
PROFIBUS
PROFINET
DRIVE-CLiQ
DC 24 V
1
2
3
4
1
2
3
4 4
5
5
6
6
SINAMICS
S120
SIMOTION D
Control Unit
Line Module
Double
Motor Module
Single
Motor Module
Absolute angle
measuring device
with DRIVE-CLiQ
Absolute rotary
encoder
with DRIVE-CLiQ
Synchronous
motors
Motors with
DRIVE-CLiQ interface
Absolute length measuring
device with DRIVE-CLiQ
G_PM21_EN_00117
3 AC
PROFIBUS
PROFINET
DRIVE-CLiQ
Konfigurationsschema SINAMICS S120 Booksizeverband mit SIMOTION/SIMATIC /
Configuration diagram for SINAMICS S120 Booksize network with SIMOTION/SIMATIC
Highlights DRIVE-CLiQ
DRIVE-CLiQ highlights
• Leistungsfähige Systemschnittstelle für das
Antriebssystem SINAMICS
• Powerful system interface for the SINAMICS
drive system
• Anbindung von Gebern verschiedener Hersteller
• Connection of devices from various manufacturers
• Unterstützung integrierter Sicherheitsfunktionen
(SINAMICS Safety Integrated)
• Integrated safety functions are supported
(SINAMICS Safety Integrated)
• Autokonfiguration durch elektronische Typenschilder
• Automatic configuration through electronic rating plates
• Einfache, einheitliche Verkabelung für alle Gebertypen
• Easy, uniform cabling for all encoder types
• Kompakte Verbindungstechnik im Kabelschlepp
• Compact connection technology in cable carrier
• Geringer Projektierungsaufwand
• Low configuration overhead
• Einfache und schnelle Diagnose des Messsystems
• Quick and easy diagnosis of the measuring system
DRIVE-CLiQ
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DRIVE-CLiQ Geberschnittstelle – Schnelle und
einfache Integration
Encoder interface – Quick and easy integration
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Schnittstellen-ASIC DQ100 / Interface ASIC, DQ100
Evaluation Board
DRIVE-CLiQ für Hersteller von Messsystemen
Geberhersteller haben die Möglichkeit, lineare oder rotatorische Geber mit DRIVE-CLiQ-Schnittstelle anzubieten.
Zur Implementierung von DRIVE-CLiQ unterstützt Sie
Siemens mit:
DRIVE-CLiQ for manufacturers of measuring systems
Encoder manufacturers have the option of offering
linear or rotary encoders with DRIVE-CLiQ interface.
For implementing DRIVE-CLiQ, Siemens supports
you with:
• Schnittstelle-ASIC DQ100
• Interface ASIC DQ100
• Development Kit für Entwicklung und Test
• Development Kit for development and testing
• Treiber-Software und Dokumentation
• Driver software and documentation
DRIVE-CLiQ ASIC DQ100
Der Schnittstellen-ASIC DQ100 enthält die DRIVE-CLiQ-Funktionalität. Durch Integration in die Geberelektronik erhält der
Geber damit den direkten Zugang zur DRIVE-CLiQ-Systemschnittstelle. Die Bausteine sind in den Losgrößen 60, 240
und 1.200 Stck. lieferbar.
DRIVE-CLiQ ASIC DQ100
The interface ASIC DQ100 contains the DRIVE-CLiQ functionality. Through integration in the encoder electronics, the
encoder has direct access to the DRIVE-CLiQ system interface.
The circuits can be ordered in batch sizes of 60, 240 and
1200 items.
DRIVE-CLiQ Development Kit
Das DRIVE-CLiQ Development Kit dient zur Entwicklung von
DRIVE-CLiQ-Komponenten. Es besteht aus DQ100 Evaluation
Board, Treibersoftware, einem FPGA-Board zur elektronischen
Gebernachbildung und Dokumentation.
DRIVE-CLiQ Development Kit
The DRIVE-CLiQ Development Kit is used to develop
DRIVE-CLiQ components. It comprises a DQ100 evaluation
board, driver software, an FPGA board emulating an encoder
and documentation.
Hauptmerkmale des DQ100 Evaluation Boards
Mit dem DQ100 Evaluation Board ist es möglich, schon vor
der Fertigstellung der Zielhardware DRIVE-CLiQ-Schnittstellensoftware zu entwickeln.
Main features of the DQ100 Evaluation Board
DRIVE-CLiQ interface software can be developed before
completion of the target hardware using the DQ100
Evaluation Board.
Support und Zertifizierung
Das Siemens Support Center unterstützt Geberhersteller bei
der Integration der DRIVE-CLiQ-Geberschnittstelle und führt
die Zertifizierung des DRIVE-CLiQ-Messsystems durch.
Support and certification
Siemens Support Center supports encoder manufacturers
with integration of the DRIVE-CLiQ encoder interface and will
perform certification of the DRIVE-CLiQ measuring system.
DRIVE-CLiQ
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JTAG
connector
DQ100
Evaluation board
DQ100
ASIC
SISI
Test
pins
I2C
1 Mbit
I2C-EEPROM
SPI
DSA
GPIO
MII
UART
NSC PHY
DP83848YB
RJ45
connector
RJ45
connector
RESET
8 Mbit
SPI-Flash
MAX6630
temp.
PHY
GPIO
GPIO
(5, 4, 3) (7, 6, 0)
LED
red/green
GPIO
(2, 1)
Level
shifters
RS-232
connector
+5V
+ 3.3 V
+ 1.5 V
GND
Power
supply
+ 24 V
GND
G_ PM21_EN_00118
Opto
ASIC
SISI
connector
24 V
connection
Sensor
Opto
ASIC
RJ45
connector
JTAG
Trafo
Sensor
Estern 5 V
power pins
Trafo
Encoder
Clock
Drive contol unit
ARM7
ICE
RS-232
Monitor
DQ100 Evaluation Board / DQ100 Evaluation Board
Grundfunktionskomponenten
Basic Functional Components
DQ100 ASIC
DQ100 ASIC
ARM 7TM *) basiertes System (interne RAM und ROM)
ARM 7TM *) based system (internal RAM and ROM)
50 MHz Takt
50 MHz clock
Gehäuse 113-Pin Plastik FBGA (10 mm x 10 mm)
Stromversorgung 3,3 V; 1,5 V
Housing 113-Pin Plastic FBGA (10 mm x 10 mm)
Power Supply 3.3 V; 1.5 V
Grundfunktion:
– Verarbeitung der Geberdaten
– Umwandlung der Geberdaten in das DRIVE-CLiQ-Protokoll
Basic function:
– Process encoder data
– Conversion of encoder data to the DRIVE-CLiQ protocol
Unterstützte Gebertypen:
– Absolutdrehgeber sowohl Singleturn als auch Multiturn
– Absolute lineare Geber
Supported types of encoders:
– Absolute rotary encoders both singleturn and multiturn
– Absolute linear encoders
i2C Speicher
i2C Memory
1 Mbit (8 x 128 kBit) EEPROM für Konfigurationsdaten,
elektronisches Typenschild und Applikationscode
1 Mbit (8 x 128 kBit) EEPROM for configuration data,
electronic name-plate and application code
Taktfrequenzen von 385 kHz und 100 kHz werden unterstützt
Clock frequencies of 385 kHz and 100 kHz supported
DRIVE-CLiQ-Schnittstelle
DRIVE-CLiQ interface
Anschlussmöglichkeit über Stecker RJ45, M12 und M17
Available electrical connectors RJ45, M12 and M17
DQ100 Evaluation Board enthält 3 Varianten der DQ-Schnittstelle
(Auswahl über Jumper und/oder 0-Ohm-Widerstände)
– Interne PHY
– Interne PHY mit externem Übertrager
– Externe PHY (DP83848YB) mit externem Übertrager
The DQ100 Evaluation Board contains 3 variations of DQ interface
(reflected via jumpers and/or 0-ohm-resistors)
– Internal PHY
– Internal PHY with external transformer
– External PHY (DP83848YB) with external transformer
Verwendung des Transformators für eine interne PHY
kann über Widerstände konfiguriert werden
Use of transformer for internal PHY
can be configured via resistors
Stromversorgung der Leiterplatte über DQ-Kabel
von der Antriebssteuerung möglich (24 V DC)
Possibility of supplying power to the board via DQ cable
from drive control unit (24 V DC)
UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)
UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)
RS-232-Schnittstelle mit DB9M-Stecker
RS-232 interface with DB9M connector
Anschluss über Null-Modem-Kabel an externen PC
Connection via null modem cable to external PC
Verwendung für Diagnose und Service-Funktionen
mit DQ100-Monitorkommandos
Used for diagnostic and service purposes
with DQ100 monitor commands
SPI (Serial Peripheral Interface, optional)
SPI (Serial Peripheral Interface, optional)
DQ100-Evaluation Board unterstützt die Anschlussmöglichkeit
z. B. von Temperatursensoren oder Flash-Speichern
DQ100 Evaluation Board supports connection
e. g. of temperatur sensors or flash memories
Stromversorgung
Power Supply
Die Stromversorgung kann auf 2 Arten bereit gestellt werden:
– Externe 24-V-Stromversorgung (z. B. SITOP) oder über
DRIVE-CLiQ-Leitung von der Antriebssteuerung
Power supply can be realized by 2 possibilities:
– External 24V power supply (e. g. SITOP) or via DRIVE-CLiQ cable
from drive control unit
Die Testleiterplatte kann eine Nennspannung von 5 V
für Geber bereit stellen.
The test board can supply 5 V nominal voltage
for encoder purposes.
*) Prozessorkern des DQ100 / Processor kernel of DQ100
DRIVE-CLiQ
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DRIVE-CLiQ Support Center
phone number: +420 233 033 161
email: [email protected]
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Siemens AG
Digital Factory Division
Motion Control
Postfach 31 80
91050 ERLANGEN
GERMANY
Subject to change without prior notice
Article No.: 6ZB5711-0AW30-0AA4
V6.MKKATA.GMC.308 / Dispo 18401
BR 0316 PDF SB 8 DE/EN
Produced in Germany
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The information provided in this brochure contains merely
general descriptions or characteristics of performance
which in case of actual use do not always apply as
described or which may change as a result of further
development of the products. An obligation to provide the
respective characteristics shall only exist if expressly
agreed in the terms of contract.
All product designations may be trademarks or product
names of Siemens AG or supplier companies whose use by
third parties for their own purposes could violate the rights
of the owners.