• SIMATIC ET 200SP 的 CPU 1510SP F-1 PN，基于 S7-1500 CPU 1511F-1 PN
• 用于采用 ET 200SP 的高性能控制解決方案
• 提高了系統(tǒng)和設(shè)備的可用性
• 支持集中式和分布式配置中的 PROFIsafe
• PROFINET IO 控制器可連接多 64 個(gè) IO 設(shè)備
• PROFINET I-Device，用于連接作為智能 PROFINET 設(shè)備的 CPU（帶 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器）
• 適用于 4 個(gè)控制器的 PROFINET 共享智能設(shè)備
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機(jī)
• PROFIBUS 上的等時(shí)同步模式
• 具有多種通信方式：
  PG/OP 通信、PROFINET IO 通信、開放式 IE 通信（TCP、ISO-on-TCP 和 UDP）、Web 器和 S7 通信（帶可裝載的函數(shù)塊）
• 可選 PROFIBUS 主站，用于 125 個(gè) PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 組態(tài)控制（選項(xiàng)處理）
• 集成運(yùn)動(dòng)控制功能，用于控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器

注

CPU 的運(yùn)行需要 SIMATIC 存儲(chǔ)卡

總線適配器不在供貨范圍內(nèi)，須單獨(dú)訂購(gòu)。

CPU 1510SP F-1 PN 是經(jīng)濟(jì)實(shí)用的入門級(jí) CPU，適用于在分散生產(chǎn)技術(shù)中對(duì)處理性能和響應(yīng)速度具有中等要求的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用和故障安全應(yīng)用。CPU 1510SP F-1 PN 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能設(shè)備 （PROFINET 智能設(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設(shè)計(jì)形式為 3 端口交換機(jī)，這樣就可以在系統(tǒng)中通過(guò)端口 1 和 2 建立總線型拓?fù)洌⑶乙部赏ㄟ^(guò)端口 3 來(lái)連接編程設(shè)備/PC 或 HMI 設(shè)備。

作為智能設(shè)備使用時(shí)， CPU 1510SP F-1 PN 可實(shí)現(xiàn)在本地對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式預(yù)處理，并且僅將實(shí)際需要的信息傳輸?shù)缴衔豢刂破?。這種方式有以下優(yōu)點(diǎn)：

• 減輕中央控制器的工作負(fù)荷
• 縮短對(duì)現(xiàn)場(chǎng)重要信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間
• 數(shù)據(jù)量減少，總線系統(tǒng)上的負(fù)荷降低
• 各單元經(jīng)過(guò)預(yù)測(cè)試并進(jìn)行平行調(diào)試，設(shè)置更快速
• 由于采用獨(dú)立的機(jī)器單元，提高了可用性和靈活性
• 組態(tài)清晰明了

CPU 1510SP F-1 PN 完全獨(dú)立于中央控制器運(yùn)行。如果發(fā)生故障，CPU 1510SP F-1 PN 仍繼續(xù)運(yùn)行。

按位模塊化的 ET 200SP I/O 系統(tǒng)設(shè)計(jì)加上 CPU 1510SP-1 PN，可實(shí)現(xiàn)面向功能的站設(shè)計(jì)。

另外，CPU 還通過(guò)易組態(tài)的塊提供全面控制功能，并能夠通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊連接到驅(qū)動(dòng)器。

CPU 1510SP F-1 PN 可直接卡裝到標(biāo)準(zhǔn)安裝導(dǎo)軌上，并具有以下配置：

• 功能強(qiáng)大的處理器：
  CPU 的命令執(zhí)行時(shí)間可低至每個(gè)二進(jìn)制指令 72 ns。
• 大容量工作存儲(chǔ)器：
  150 KB 用于程序，750 KB 用于數(shù)據(jù)
• SIMATIC 存儲(chǔ)卡作為裝載存儲(chǔ)器；
  可具有固件更新、數(shù)據(jù)日志和歸檔等附加功能。
• 可按位進(jìn)行模塊化擴(kuò)展，靈活性高；
  多達(dá) 64 個(gè) I/O 模塊（I/O 模塊、工藝模塊和通信模塊），可任意組合。大 1 m 的站寬度。
• PROFINET IO IRT 接口，帶 3 個(gè)集成交換機(jī)端口：
  • 端口 1 和 2 通過(guò)總線適配器來(lái)連接（CPU 1510SP F-1 PN 未提供總線適配器，不使用該適配器也可運(yùn)行）。如果需要，需單獨(dú)訂購(gòu)相應(yīng)的總線適配器（BA 2xRJ45 或 BA 2xFC）。
  • 端口 3 通過(guò)集成式 RJ45 接口來(lái)連接。
• 集成通信功能：
  • PG/OP 通信
  • PROFINET IO
  • 開放式 IE 通信（TCP、ISO-on-TCP 和 UDP）
  • Web 器
  • S7 通信
  • S7 路由
  • 數(shù)據(jù)記錄路由
• 免維護(hù)數(shù)據(jù)備份（無(wú)需電池）
• 用于錯(cuò)誤 (Error)、運(yùn)行狀況 (RUN/Stop)、維護(hù) (MT)、電源 (PWR) 診斷指示燈，以及每個(gè)端口一個(gè)鏈路 LED 指示燈
• 可選標(biāo)簽采用淺灰色或黃色標(biāo)簽條。有兩種材料可供選擇：
  • 標(biāo)簽箔和帶有 500 個(gè)標(biāo)簽條的標(biāo)簽卷，可用熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)進(jìn)行打印
  • 紙 (280 g/m²)，規(guī)格 DIN A4，每張 100 個(gè)標(biāo)簽條，適用于激光打印機(jī)
• ET 200SP CPU 可配有一個(gè)參考 ID 標(biāo)簽。
• 通過(guò)總線適配器實(shí)現(xiàn)不同 PROFINET 連接類型
  • 在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下，BA 2xRJ45 用于通過(guò) RJ45 插頭進(jìn)行連接
  • 對(duì)于運(yùn)行期間的機(jī)械負(fù)荷和/或更高的 EMC 要求，可使用 BA 2xFC 來(lái)直接連接 PROFINET 電纜
• 在將 AC I/O 模塊或 AI Energy Meter ST 用作第一個(gè) I/O 模塊時(shí)，應(yīng)將深色基本單元用作 ET200SP CPU 后面的第一個(gè)基本單元

供貨范圍

CPU 1510SP F-1 PN（包括器模塊）、24 V DC 連接器和總線適配器端口蓋（總線適配器須單獨(dú)訂購(gòu)）

• 性能
  • 高速命令處理
  • 高性能網(wǎng)絡(luò)接口：
    CPU 配有 PROFINET IO IRT（3 端口交換機(jī)）作為標(biāo)準(zhǔn)接口。
• 集成技術(shù)
  • 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅(qū)動(dòng)器和具有 PROFIdrive 功能的驅(qū)動(dòng)器
  • 支持轉(zhuǎn)速控制軸和定位軸以及外部編碼器
  • 精確位置傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)軸之間的同步操作
  • 具有所有 CPU 變量的跟蹤功能，用于實(shí)時(shí)診斷和偶發(fā)故障檢測(cè)
  • 全面的控制功能，例如，通過(guò)便于組態(tài)的塊自動(dòng)控制參數(shù)以實(shí)現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)量
• 等時(shí)同步模式
  • 通過(guò)恒定總線循環(huán)時(shí)間，將分布式信號(hào)采集、信號(hào)傳輸和程序執(zhí)行與 PROFIBUS 循環(huán)進(jìn)行同步耦合
• 集成安全功能
  • 通過(guò)密碼保護(hù)專有技術(shù)，防止未經(jīng)許可而讀取和修改程序塊
  • 通過(guò)復(fù)制保護(hù)，可將具體程序塊與 SIMATIC 存儲(chǔ)卡的序列號(hào)綁定：
    只有在將配置的存儲(chǔ)卡插到 CPU 中后，程序塊才可運(yùn)行。
  • 4 級(jí)授權(quán)方式：
    也可以對(duì)與 HMI 設(shè)備的通信進(jìn)行限制。
  • 防止操作：
    控制器可以識(shí)別工程組態(tài)數(shù)據(jù)的更改和未授權(quán)傳輸。
• 集成式系統(tǒng)診斷
  • 可在 TIA 博途中、HMI 設(shè)備上和 Web 器上顯示系統(tǒng)診斷信息，甚至可顯示來(lái)自變頻器的消息，及時(shí) CPU 處于 STOP 模式也進(jìn)行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無(wú)需進(jìn)行特殊組態(tài)。
• 通過(guò)集中設(shè)置進(jìn)行組態(tài)控制（選項(xiàng)處理）
  • 可以在控制器中存儲(chǔ)各種硬件組態(tài)：
    在用戶程序中修改組態(tài)（啟動(dòng) OB100）
    組態(tài)結(jié)束時(shí)改裝選件
    可使用占位模塊。
• SIMATIC 存儲(chǔ)卡（CPU 運(yùn)行需要此存儲(chǔ)卡）
  • 用作插入式裝載存儲(chǔ)器，或用于更新固件
  • 也用于存儲(chǔ)附加文檔或 .csv 文件（用于配方和歸檔）
  • 通過(guò)用戶程序的系統(tǒng)函數(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊以進(jìn)行存儲(chǔ)/讀取
• 數(shù)據(jù)日志（歸檔）和配方
  • 在 SIMATIC 存儲(chǔ)卡上存儲(chǔ)配方和歸檔的 .csv 文件；
    使用 Office 工具或通過(guò) Web 器方便地訪問(wèn)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)。
  • 通過(guò) Web 瀏覽器或 SD 讀卡器，方便地訪問(wèn)機(jī)器組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
• 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)程序部分進(jìn)行編程
  • 使用 STEP 7 Professional V13 SP1 或更高版本進(jìn)行編程
• 對(duì)故障安全程序部分進(jìn)行編程
  • 使用選件包“STEP 7 Safety Advanced”對(duì)安全相關(guān)程序部分進(jìn)行編程

確定動(dòng)態(tài)過(guò)載能力

功能概述

允許在運(yùn)行時(shí)超過(guò)裝置額定銘牌上指定的額定直流（大允許連續(xù)直流電流）。但是超過(guò)的程度和持續(xù)時(shí)間要受到特定的限制，這在下面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

過(guò)載電流的上限是 1.8 倍的額定直流電流。高過(guò)載持續(xù)時(shí)間取決于過(guò)載電流的時(shí)間特性，以及該裝置的過(guò)載歷史，還取決于具體的設(shè)備情況。

每次過(guò)載都必定跟隨有欠載（過(guò)載相的負(fù)載電流小于額定直流電流）。一旦達(dá)到高允許過(guò)載持續(xù)時(shí)間，負(fù)載電流必須返回到至少值 ≤ 額定直流電流。

通過(guò)對(duì)電源部分進(jìn)行熱監(jiān)視可以確定動(dòng)態(tài)過(guò)載持續(xù)時(shí)間（I²t 監(jiān)視）。I²t 監(jiān)視使用實(shí)際負(fù)載電流的時(shí)間特性計(jì)算環(huán)境溫度以上晶閘管損耗層溫度上升的替代值的時(shí)間特性。在這種情況下，要把具體的設(shè)備特性（例如熱阻和時(shí)間常數(shù)）加入到計(jì)算中。當(dāng)轉(zhuǎn)換器打開時(shí)，計(jì)算過(guò)程從初始值開始，該初始值在關(guān)斷/線路供電故障之前確定。在設(shè)置參數(shù)時(shí)必須把環(huán)境條件（環(huán)境溫度和安裝高度）考慮進(jìn)來(lái)。

計(jì)算獲得的替代消耗層溫度上升超過(guò)允許值時(shí)，I²t監(jiān)視會(huì)發(fā)出響應(yīng)。作為響應(yīng)，有兩種選擇可以被參數(shù)化：

• 電樞電流設(shè)置值下降到額定直流電流報(bào)警，或
• 設(shè)備關(guān)機(jī)故障

可以禁用 I²t 監(jiān)視功能。在這種情況下，電樞電流高限制為額定直流電流。

動(dòng)態(tài)過(guò)載能力的組態(tài)

組態(tài)單包含以下信息：

• 長(zhǎng)負(fù)載持續(xù)時(shí)間t_an從低溫電源部分和指定恒定負(fù)載時(shí)算起，
• 長(zhǎng)零電流間隔t_ab（長(zhǎng)冷卻時(shí)間）直到電源部分達(dá)到“低溫”熱狀態(tài)，以及
• 極限特性的磁場(chǎng)，用于確定熱穩(wěn)定、過(guò)載間歇運(yùn)行期間的過(guò)載能力（周期性工作循環(huán)）

備注：如果計(jì)算獲得的替代損耗層溫度上升不超過(guò)高允許值的 5%，則認(rèn)為電源部分處于“低溫”狀態(tài)。該狀態(tài)可以使用二進(jìn)制可分配輸出查詢。

帶過(guò)載間歇運(yùn)行時(shí)具有極限特性的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)

具有極限特性的磁場(chǎng)是指具有總持續(xù)時(shí)間 300s 的間歇過(guò)載運(yùn)行的負(fù)載循環(huán)。這種負(fù)載循環(huán)包括兩個(gè)時(shí)間部分——基本負(fù)載持續(xù)時(shí)間（電樞電流實(shí)際值 ≤ 額定直流電流）和過(guò)載持續(xù)時(shí)間（電樞電流實(shí)際值 ≥ 額定直流電流）。

每個(gè)極限特性會(huì)把一個(gè)特定裝置的大基本負(fù)載電流表示成針對(duì)小負(fù)載持續(xù)時(shí)間（極限基本負(fù)載電流）的過(guò)載系數(shù)（極限基本負(fù)載電流，按額定直流電流的 a% 計(jì)算）。對(duì)于負(fù)載循環(huán)的剩余持續(xù)時(shí)間，大允許過(guò)載電流通過(guò)過(guò)載系數(shù)確定。如果對(duì)于所需的過(guò)載系數(shù)沒(méi)有指定極限特性，則要遵守針對(duì)下一個(gè)高過(guò)載系數(shù)的極限特性。

極限特性的勵(lì)磁對(duì)于 300s 負(fù)載循環(huán)有效。使用基本計(jì)算算法，負(fù)載循環(huán)可以長(zhǎng)于或短于 300s 的負(fù)載循環(huán)持續(xù)時(shí)間組態(tài)?，F(xiàn)在使用兩個(gè)基本任務(wù)顯示。

基本任務(wù)1 和 2 的特性舉例

基本任務(wù) 1

• 已知：
  裝置、循環(huán)持續(xù)時(shí)間、過(guò)載系數(shù)、過(guò)載持續(xù)時(shí)間
• 求：
  （?。┗矩?fù)載持續(xù)時(shí)間和大基本負(fù)載電流

SINAMICS DC MASTER 裝置的并聯(lián)

SINAMICS DC MASTER 裝置可以通過(guò)并聯(lián)來(lái)增加額定功率。必須滿足一下輔助條件：

在 CUD 上配備傳輸觸發(fā)脈沖以及建立更高等級(jí)通訊所需的硬件和插頭。

多可以并聯(lián) 6 部設(shè)備。多部裝置并聯(lián)時(shí)，主裝置應(yīng)該放置在中間，以便信號(hào)連接方便。主從裝置之間從總線到總線的長(zhǎng)并聯(lián)接口線長(zhǎng)度：15 m。

同樣，每部SINAMICS DC MASTER 裝置需要獨(dú)立的換相電抗器（u_K 小 2 %），以便平均分配電流。電抗器公差差異決定的電流分配。對(duì)于無(wú)降級(jí)（電流下降）運(yùn)行，推薦公差 5% 或更好。

只允許具有相同額定直流電流的裝置并聯(lián)。
裝置并聯(lián)時(shí)，允許的輸出電流為（維持輔助條件時(shí)）：

I_max = n × I_{N(SINAMICS DC MASTER)}

n = SINAMICS DC MASTER 裝置的數(shù)量

冗余運(yùn)行（“（n+m）運(yùn)行”模式）

SINAMICS DC MASTER 裝置還可以用在冗余配置中，作為特殊的并聯(lián)運(yùn)行模式。在此運(yùn)行模式下，如果一臺(tái)裝置故障（例如電源部分的保險(xiǎn)燒斷），其他 SINAMICS DC MASTER 裝置可以維持運(yùn)行。正確組態(tài)好和互聯(lián)好之后，電樞電路和勵(lì)磁電路都可以冗余運(yùn)行。

當(dāng)一個(gè)裝置故障時(shí)，其他SINAMICS DC MASTER 裝置還可以正常運(yùn)行、持續(xù)工作不會(huì)中斷。在組態(tài)系統(tǒng)時(shí)，需要特別注意在冗余應(yīng)用中，只須滿足 n 個(gè)裝置的額定功率（而不是 n+m 個(gè)裝置）。

在發(fā)生故障時(shí)，主裝置的功能會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)移。這樣一來(lái)，無(wú)論是主裝置的電源部分故障還是從裝置的電源部分故障，系統(tǒng)都會(huì)繼續(xù)運(yùn)行。（可以根據(jù)要求提供冗余運(yùn)行時(shí)的 MTBF 數(shù)據(jù)。）

SINAMICS DC MASTER 裝置并聯(lián)時(shí)的電樞電路連接示意圖

(1) 需要相同的 1U1/1V1/1W1 相序。

(2) 需要相同的 1C1/1D1 相序。

(3) 裝置使用（8 針）屏蔽跳線（UTP CAT5 型，符合ANSI/EIA/TIA 568 標(biāo)準(zhǔn)）連接，與 PC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中使用的網(wǎng)線相同?？梢灾苯訌奈鏖T子購(gòu)買標(biāo)準(zhǔn)的 5m 長(zhǎng)線電纜（訂貨號(hào)：6RY1707-0AA08）。n 個(gè)裝置并聯(lián)需要 (n-1) 條電纜。必須激活連接在總線首端和末端所連接的裝置/設(shè)備上的總線終端。

(4) 這些熔斷器只能用在 850A 及以下的設(shè)備上。

(5) 只適用于 850A 及以下四象限運(yùn)行的裝置。

SINAMICS V90 的連接圖

脈沖串輸入 (PTI) 位置控制模式的標(biāo)準(zhǔn)接線（有關(guān)其它控制模式的詳細(xì)信息和連接圖，請(qǐng)參見(jiàn)操作手冊(cè)）。所示的接線圖可作為選擇變頻器類型的參考。在使用所選的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，請(qǐng)根據(jù)連接圖以及用戶手冊(cè)中的說(shuō)明進(jìn)行接線。