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一個方案，3 個平臺

自動化系統(tǒng)主要通過以下特性來識別：

• 系統(tǒng)特定的特性，如功能和工程
• 硬件相關特性，如性能、設計和可擴展性

但是，機械工程需求差異非常大，取決于具體的機器型號。

每個硬件平臺在特定應用中使用時都有其優(yōu)點。

不同的平臺之間還可以非常輕松地進行組合，這是模塊化機器和設備的突出優(yōu)點。因為單個的硬件平臺總是具有相同的系統(tǒng)特性，即不論使用什么平臺，功能和工程總是一樣。

PROFIBUS 或 PROFINET 可以用來創(chuàng)建驅動和 I/O 之間的遠程連接。

PROFINET/PROFIBUS 還可以用于 HMI 設備（如 SIMATIC HMI 或 SIMATIC S7 之類的上位控制器）之間的通信。這就意味著，SIMATIC HMI 面板以及安裝有 WinCC 的 PC 可以用作操作員系統(tǒng)。甚至第 3 方應用也可以通過 OPC 接口與 SIMOTION 進行通信。

SIMOTION D – 緊湊型，集成在驅動中

在 SIMOTION D 中，SIMOTION 的功能直接集成于 SINAMICS S120 驅動系統(tǒng)的閉環(huán)控制模塊中。因此，整個系統(tǒng)（包括開環(huán)控制和驅動）都極其緊湊且響應快速。

SIMOTION D 提供兩種型號：

• SIMOTION D410-2 單軸系統(tǒng)，也可選配多軸（模塊型）
• SIMOTION D4x5-2 多軸系統(tǒng)，四種性能型號多提供 128 軸（書本型）

這種性能細分確保大程度的可擴展性和靈活性。應用領域從單軸機器到高性能的多軸機器。為了實現(xiàn)可視化和操作，SIMATIC HMI 設備可通過 PROFIBUS、以太網(wǎng)或 PROFINET 進行連接，具體取決于SIMOTION D 的型號。通過 PROFINET 或 PROFIBUS 來連接分布式 I/O。

SIMOTION C – 模塊化和靈活性

SIMOTION C 是采用 SIMATIC S7-300 設計的運動控制器。

其提供兩種型號，接口不同，但運動控制功能或性能都相同。除了已經(jīng)集成的 I/O 外，兩種控制器還可通過 SIMATIC S7-300 系列的 I/O 模塊加以擴展。

SIMOTION C240 是采用模擬量設定值接口和步進驅動器的應用的理想解決方案。它具有四個內置驅動器和編碼器接口，非常適合機器改裝項目。

SIMOTION C240 PN 可用于基于 PROFINET 的機器自動化項目。這種控制器具有三個 PROFINET 端口，除支持 TCP/IP 和 RT 通信外，還支持具有 IRT 功能的 PROFINET。它能夠操作采用 PROFIdrive 行規(guī)的 PROFINET 驅動器以及 PROFINET I/O（如高速 SIMATIC ET 200SP）。

兩種型號都另外配備兩個 PROFIBUS 接口，通過這兩個接口可以連接支持 PROFIdrive 行規(guī)和標準 I/O 的驅動。除此以外，兩個控制器還具有工業(yè)以太網(wǎng)接口，從而提供更多的通信選項。

SIMOTION P – 對其他任務開放

SIMOTION P 是基于 PC 的運動控制系統(tǒng)，具有兩種型號：

• SIMOTION P320-4 E（嵌入式）
  處理器：高性能 Inb i3 處理器
  存儲器：內部 CFast/外部可訪問 CFast 
  操作系統(tǒng)：Windows Embedded Standard 7
• SIMOTION P320-4 S（標準型）
  處理器：高性能型 Inb i7 處理器
  存儲器：內置固態(tài)硬盤 (SSD)/外部可訪問 CFast
  操作系統(tǒng)：Windows 7 Ultimate

由于 PC 中不含旋轉部件，SIMOTION P320-4 系統(tǒng)適用于惡劣環(huán)境中的應用。兩個 PC 都配有針對 SIMOTION 的常見實時擴展系統(tǒng)。這就意味著，除了 SIMOTION 機器應用程序以外，還可能隨時運行其他 PC 應用程序，例如 SIMOTION 工程系統(tǒng)、操作員應用程序、過程數(shù)據(jù)例程或標準的 PC 應用程序。

借助其的處理器性能，SIMOTION P350-4 特別適合對性能要求較高的應用（如具有高動態(tài)配置和壓力控制回路的液壓應用）。

SIMOTION P320-4 特別適合惡劣的操作環(huán)境。由于其尺寸小，因此對于許多可用空間有限并且需要設計非常堅固的應用均是佳選擇。

SIMOTION P320-4 可通過各種不同的 SIMOTION 工業(yè)平板顯示器來操作 (IFP)。提供了不同的屏幕大小，既可以使用鍵盤和鼠標，也可以使用觸摸屏進行操作。

這兩個型號都標配有一個現(xiàn)場總線接口，其形式為集成式 PROFINET 接口（3 個端口）。IsoPROFIBUS board 板可安裝在擴展插槽內以實現(xiàn) PROFIBUS 應用。IsoPROFIBUS 板具有兩個附加 PROFIBUS 接口。

多層軟件結構

通過 SIMOTION，帶有眾多不同機器的運動任務可輕松、統(tǒng)一地執(zhí)行。

為了方便任務的執(zhí)行，一個非常特別的多層軟件結構被選擇作為運行系統(tǒng)。所有 SIMOTION 設備都提供了 PLC 功能等基本功能，帶有符合標準 IEC 61131-3 的一個指令集。用戶可使用隨附的工藝包和函數(shù)庫來擴展基本功能。

可擴展的功能

工藝包、函數(shù)庫和運行系統(tǒng)的多層結構相結合，可將 SIMOTION 的功能加以擴展。

可伸縮

• 具有功能級別
• 具有廣泛功能的軟件模塊和技術功能包

使用靈活

• 由于使用集成、可自由編程的 PLC，因此符合 IEC 61131-3 標準
• 可無限使用的技術功能包
• 通過一個綜合指令集和符合 PLCopen 標準的功能塊而具有廣泛功能
• 可運轉伺服、矢量、步進和液壓驅動器
• 能夠將各種技術功能包和功能庫組合在一起

可擴展

• 由于功能庫中的標準功能

技術功能包

每個技術功能包都為相關技術提供了完整功能。例如，運動控制功能包提供了用于精確定位運動的所有功能（包括凸輪系統(tǒng)）。

它還負責處理與驅動器之間進行的設定點和實際值循環(huán)交換，包括位置控制、運動曲線的計算、運動的刪除和超控、歸位功能、編碼器切換、軸的釋放、狀態(tài)信息，等等。

除運動控制工藝包（包括定位、同步操作、輸出凸輪和路徑插補）之外，還提供了用于其他技術的功能包，如溫度控制。

功能庫

功能庫提供了標準功能

• 用于集成專用 I/O 模塊（如計數(shù)器模塊、通信模塊、AS-Interface）
• 用于擴展系統(tǒng)功能（如閉環(huán)控制器）

模塊化用戶功能也可存儲為庫，以便在項目中以標準形式執(zhí)行。

SINAMICS V20 - 經(jīng)濟、可靠和易于使用的變頻器，適合普通應用

今天，由于機器設備制造領域中的應用日益增多，需要提供具體的自動化與驅動解決方案，以便無需滿足太高相關要求就能將簡單運動序列實現(xiàn)自動化。

SINAMICS V20 是西門子提供的具有基本性能的緊湊性變頻器，可針對此類應用提供簡單且經(jīng)濟有效的驅動解決方案。SINAMICS V20 調試迅速，易于操作，堅固耐用且經(jīng)濟高效，從而在同類產(chǎn)品中獨樹一幟。

該款變頻器有七種尺寸可供選擇，輸出功率覆蓋 0.12 kW ~ 30 kW。

將成本降到低

組態(tài)、調試和運行成本必須保持在盡可能低的水平。使用 SINAMICS V20，您可以實現(xiàn)想要的目標。為提高能效，該變頻器采用了一種控制技術，用來通過自動磁通降低來取得佳能效。不僅如此，它還可顯示實際電能消耗量，并具有其它集成節(jié)能功能。這樣就能夠大幅削減能耗。

易于安裝

• 推入式和墻壁安裝 - 可并排安裝
• 結構緊湊，可使用更小的機柜
• 通過推入式安裝，更容易對機柜進行冷卻
• 開箱即可使用，無需其它選件
• 在內置的精簡型操作員面板 (BOP) 上執(zhí)行基本操作
• 框架型號 FSAA 和 FSAB (230 V 1 AC) 與相同功率范圍內的框架型號 FSA 相比小 24 %
• 使用一條電纜將 SINAMICS V20 與終端處的 USS 和 Modbus RTU 相連
• 便于集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中
• 便于集成到小型自動化系統(tǒng)中
• 通過標準庫和連接宏，調試更方便
• 用來與控制器進行通信的 Modbus RTU 參數(shù)設置具備非常大的靈活性
• 簡便連接到控制系統(tǒng) (SIMATIC PLC)
• 可使用動態(tài)制動來提高制動性能
• 變頻器 ≥ 7.5 kW 的變頻器（底座尺寸 FSD 和 FSE）具有一個集成制動模塊。在此情況下，可以直接連接制動電阻器。動態(tài)能量以熱量形式在制動電阻器中散發(fā)，占空比可在 5 % 和 100 % 之間調節(jié)。
• 根據(jù) EN 61800-3，框架型號為 FSAA 和 FSAB、帶有集成式類別 C1 EMC 濾波器的 230 V 1 AC SINAMICS V20 可在住宅或商業(yè)區(qū)域中運行。FSAA 和 FSAB 設備適用于工業(yè)應用以及住宅和商業(yè)領域中的工業(yè)用途，如冷藏柜、健身設備、通風系統(tǒng)、工業(yè)洗衣機。

易于使用

• 無需電源就能加載參數(shù)
  使用參數(shù)加載器且在不使用電源的情況下，可方便地在各變頻器之間傳送參數(shù)設置。
  • 需要較少技術支持
  • 調試時間較短
  • 產(chǎn)品經(jīng)過預設參數(shù)后交付給客戶
• 集成應用與連接宏
  以簡化 I/O 組態(tài)并進行相應設置
  • 培訓和調試時間縮短
  • 集成和經(jīng)過的應用程序設置
  • 可以選擇簡單的連接和應用宏，而不是組態(tài)長而復雜的參數(shù)列表
  • 可以避免由錯誤的參數(shù)設置引起的錯誤
• 通過“保持運行模式”
  實現(xiàn)無中斷運行這種功能可在電網(wǎng)不穩(wěn)定時自動進行調整，從而提高生產(chǎn)率。
  • 在電網(wǎng)狀況不佳的情況下實現(xiàn)穩(wěn)定運行
  • 通過防止生產(chǎn)線中斷提高生產(chǎn)率
  • 通過靈活的故障/報警定義，調整與應用相關的響應
• 電壓范圍寬，具有先進的冷卻設計，涂覆印刷電路板設計提高了變頻器在惡劣環(huán)境中的耐用性
  • 在電網(wǎng)電壓波動時也能運行
  • 電網(wǎng)電壓的可靠運行：
    200 V ... 240 V 1 AC (-10 %/+10 %) ¹⁾
    380 V ... 480 V 3 AC (-15%/ +10 %)
  • 運行環(huán)境溫度范圍 -10°C 到 +40°C（高 +60°C，有降額）

輕松節(jié)約成本

運行和待機期間能耗降低

• 適用于 V/f、V²/f 的 ECO 模式
  適用于 V/f、V²/f 的集成 ECO 模式可自動調整磁通以節(jié)省電能。能耗可用 kWh、CO₂ 甚至本國貨幣來顯示。
  • 低動態(tài)負載循環(huán)中的電能節(jié)約
  • 告知終用戶已節(jié)約的實際能量
• 休眠模式
  僅在機器設備使用時，才激活變頻器和電機
  • 利用智能休眠節(jié)約能量
  • 電機壽命延長
  • 低轉速下的泵磨損降低
  • 針對泵/風機應用對 PLC 編程的時間縮短
• 直流耦合
  采用具有相同額定功率的 SINAMICS V20 變頻器的應用可共用一條公共直流總線以重復使用再生能量。
  • 在使用耦合電機的應用中產(chǎn)生并節(jié)約能量
  • 相同的變頻器對可以佳方式共享資源
  • 降低對能耗制動和外部組件的需求

集成電能流動監(jiān)視

• 無需電能測量設備，監(jiān)視電能消耗和節(jié)約。
  • 直觀的電能消耗和節(jié)約值，無需測量設備方面的額外
  • 值可以顯示為 kWh、CO? 或貨幣

對于低過載應用，SINAMICS V20 機架規(guī)格 FSE 具備良好的成本經(jīng)濟性

SINAMICS V20 機架規(guī)格 FSE 具有兩種不同的占空比周期：

• 低過載 (LO)：110 % I_L ²⁾ 60 s（循環(huán)時間：300 s）
• 重載 (HO):150 % I_H ³⁾ 60 s （循環(huán)時間：300 s）

由于過載循環(huán)較低，該變頻器可達到較高輸出電流和功率。
可以使用更小的變頻器。

針對不同應用進行了設計：

• 低過載，用于低動態(tài)響應型應用（連續(xù)負荷）
• 高過載，用于高動態(tài)響應型應用（周期性負荷）

西門子的完整運動控制解決方案 – SINAMICS V20 和 SIMATIC

西門子面向一般運動控制應用，從單一來源提供全面的解決方案。由于 SIMATIC 控制器與 SINAMICS 驅動技術之間實現(xiàn)優(yōu)相互作用（如“SINAMICS 應用示例”中所示），我們可為用戶提供十分高效的系統(tǒng)。

• 隨時可通入運行的應用示例，包括接線圖、參數(shù)說明
• 將 SINAMICS 與 SIMATIC 連接的示例配置，包括硬件、軟件和接線示例、提供的 SIMATIC S7 項目的安裝說明、變頻器參數(shù)設置和 HMI 示例項目
  • 客戶相關配置的基礎
  • 佳利用 TIA 的優(yōu)點

應用

典型應用
泵送、通風和壓縮		其它優(yōu)點
	離心泵 徑向/軸流風機 壓縮機	發(fā)生電源故障后自動重啟和快速重啟，可用性極高 通過監(jiān)視負載轉矩進行斷帶檢測 針對氣蝕為泵提供保護 針對堵塞的泵提供了水錘起動和堵塞清理模式 過程值的 PID 控制器（例如，溫度、壓力、液位、流量） 執(zhí)行 PID 自動調諧以控制器參數(shù) 休眠模式可在需求量低時停止電機 電機分級控制可通過另外增加兩個固定轉速變頻器（級聯(lián)）來擴展流量范圍 結霜和冷凝防護措施可防止電機內部在極端環(huán)境條件下聚積水分
移動		其它優(yōu)點
	皮帶輸送機 輥式輸送機 鏈式輸送機 腳踏軋機 斗式輸送機	柔和而平穩(wěn)的加速可降低減速機、軸承、轉鼓和輥輪上承受的應力 針對需要較高起步轉矩的輸送機皮帶執(zhí)行超轉矩起動 通過使用制動電阻器或直流制動獲得動態(tài)性能 直接控制機械式抱閘 通過監(jiān)視負載轉矩進行斷帶檢測 通過快速停止功能進行精確制動（關閉定位），與控制周期無關
加工		其它優(yōu)點
	過程工業(yè)中的單傳動裝置 例如，研磨機、混合機、捏合機、粉碎機、機械壓力機、攪拌機、離心機 商業(yè) 設備中的單機傳動裝置，如廚房烤箱、混合機、清洗機 帶有機械耦合軸的機器中的主傳動裝置 例如，用于紡織品、繩索和金屬絲的環(huán)錠紡紗機、編織機	結霜和冷凝防護措施可防止電機內部在極端環(huán)境條件下聚積水分 由于具有“保持運行模式”，可實現(xiàn)不間斷生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率 通過直流回路交換再生能量 針對需要較高起步轉矩的機器執(zhí)行超轉矩起動

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上海騰樺電氣設備有限公司

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