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rtServer for SIMATIC Panels除了現(xiàn)有的集成數(shù)字量輸入/輸出之外,數(shù)字?jǐn)U展模塊還可以提供更多的數(shù)字量輸入/輸出使用選項(xiàng)s。
這為用戶提供了下列優(yōu)勢(shì):
信號(hào)模塊具有與基本設(shè)備相同的設(shè)計(jì)特點(diǎn):
信號(hào)板直接插到每個(gè) S7-1200 CPU 前面的插座中。
說(shuō)明
信號(hào)模塊不能與 CPU 1211C 一起使用。
信號(hào)板可以與 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用。
數(shù)字量輸入模塊允許將控制器與過(guò)程中的數(shù)字信號(hào)連接。
這為用戶提供了下列優(yōu)勢(shì):
SIMOTION 系統(tǒng)由三個(gè)部分組成:
依托強(qiáng)大的創(chuàng)新能力、行業(yè)內(nèi)的專有技術(shù)以及客戶借助自動(dòng)化解決方案獲得的顯著收益,西門(mén)子成為全球范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)供應(yīng)商之一。因此,我們能夠提供不同領(lǐng)域的成功案例供您參考。
Siemens 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)能夠達(dá)到非常高的要求:所有產(chǎn)品通過(guò)使用新的技術(shù),具有強(qiáng)大的功能和極高的質(zhì)量。此外,各個(gè)系統(tǒng)和產(chǎn)品以佳方式相互搭配,因此始終可以輕松自如地組合到經(jīng)濟(jì)型機(jī)器解決方案中。
下文將以運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) SIMOTION 和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) SINAMICS 為例。這些產(chǎn)品構(gòu)成了一個(gè)創(chuàng)新型系統(tǒng)平臺(tái),利用該平臺(tái),可對(duì)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行佳調(diào)整以滿足特定要求。因此,對(duì)于各種不同的行業(yè),例如包裝、塑料和玻璃、木材和金屬、紡織和印刷等,均可找到佳的可滿足未來(lái)需要的經(jīng)濟(jì)型運(yùn)動(dòng)控制解決方案,這些解決方案可根據(jù)不斷出現(xiàn)的新要求而輕松進(jìn)行擴(kuò)展,并且可以與我們的高性能伺服電機(jī)、直線電機(jī)、轉(zhuǎn)矩電機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)配合使用。
此外,在機(jī)器的整個(gè)生命周期內(nèi) Siemens 都為客戶提供支持,例如在全球 130 個(gè)/地區(qū)的超過(guò) 295 個(gè)點(diǎn)提供售前和售后,或者針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制解決方案提供諸如應(yīng)用咨詢和機(jī)電支持等專項(xiàng)。
設(shè)在中國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、意大利、土耳其和美國(guó)的多個(gè)應(yīng)用中心都提供現(xiàn)場(chǎng)專家和應(yīng)用顧問(wèn),他們會(huì)為客戶的項(xiàng)目提供全程指導(dǎo),從規(guī)劃到啟動(dòng),從初的構(gòu)想到機(jī)器真正運(yùn)轉(zhuǎn)。
應(yīng)用咨詢包括:
在此合作期間,Siemens 不但為客戶提供支持,而且將其作為系統(tǒng)和組件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的技術(shù)合作伙伴,終獲得實(shí)用的并能滿足未來(lái)需要的自動(dòng)化解決方案。
Siemens 通過(guò)這種方式幫助客戶提高生產(chǎn)率,競(jìng)爭(zhēng)力和長(zhǎng)期盈利能力。
SIMOTION 可用于執(zhí)行運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)的所有機(jī)器而不管是從簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)控制還是高性能應(yīng)用。重點(diǎn)是要獲得一個(gè)可用于完成廣泛的運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)的簡(jiǎn)易而靈活的解決方案。
SIMOTION 的運(yùn)行基礎(chǔ)是將運(yùn)動(dòng)控制與在大多數(shù)機(jī)器上所常見(jiàn)的兩個(gè)其他控制功能融合在一起:PLC 和工藝功能。
這種方法意味著可以在同一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)軸的運(yùn)動(dòng)控制和全面機(jī)器控制。對(duì)于技術(shù)功能來(lái)說(shuō)也是如此,如對(duì)一個(gè)液壓軸實(shí)施的壓力控制??梢詫?shí)現(xiàn)從位置控制定位模式到壓力控制模式的平穩(wěn)切換。
將運(yùn)動(dòng)控制、PLC 和技術(shù)功能三種開(kāi)環(huán)控制功能組合在一起具有以下優(yōu)點(diǎn):
SIMOTION 系統(tǒng)由三個(gè)部分組成:
SCOUT 可將運(yùn)動(dòng)控制、PLC 和技術(shù)功能集中到一個(gè)全面的集成系統(tǒng)中,并提供了所有必要工具:編程與參數(shù)化、測(cè)試與調(diào)試、診斷。
運(yùn)行軟件為循環(huán)任務(wù)和順序任務(wù)提供了高性能的執(zhí)行系統(tǒng)。運(yùn)行軟件模塊提供了各種 PLC 功能、運(yùn)動(dòng)控制功能和工藝功能。通過(guò)選擇合適的模塊,系統(tǒng)的總體功能可與機(jī)器靈活適應(yīng)。
硬件平臺(tái)是 SIMOTION 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。使用工程組態(tài)系統(tǒng)和相關(guān)運(yùn)行版軟件模塊創(chuàng)建的應(yīng)用程序可在不同硬件平臺(tái)上運(yùn)行。
西門(mén)子提供了廣泛的特定領(lǐng)域解決方案,可用來(lái)降低組態(tài)成本,加快項(xiàng)目完成,并更快速地成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)。
使用 SIMOTION easyProject 項(xiàng)目生成器,用戶可顯著加快機(jī)器應(yīng)用中標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目框架的創(chuàng)建。
S7-300
提供有大量功能,支持用戶的S7-300編程、調(diào)試和維護(hù)等工作。
SIMATIC S7-300符合的標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有:
SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信類型:
STEP 7的操作界面極為友好,顯著地簡(jiǎn)化了用戶的通信功能組態(tài)工作。
數(shù)據(jù)通訊
SIMATIC S7-300擁有不同的數(shù)據(jù)通信機(jī)制:
全局?jǐn)?shù)據(jù)
借助“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”,聯(lián)網(wǎng)CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數(shù)據(jù)(多可達(dá)8 GD 數(shù)據(jù)包,每周期22個(gè)字節(jié))。據(jù)此,可以實(shí)現(xiàn),例如,某個(gè)CPU訪問(wèn)另一個(gè)CPU的數(shù)據(jù)、位存儲(chǔ)單元和過(guò)程圖像等信息。只能通過(guò) MPI 進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)交換。組態(tài)通過(guò)STEP 7的GD表完成。
通訊功能
使用系統(tǒng)已經(jīng)集成的塊,可以建立S7/C7伙伴之間的通信。
這些是:
使用reloadable塊,可以建立與S5伙伴和非西門(mén)子設(shè)備之間的通信。
這些是:
與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是,對(duì)于通信功能,必須為其建立通信連接。
集成到 IT 領(lǐng)域中
借助自動(dòng)化工程組態(tài),使用S7-300,可以更加方便地接入現(xiàn)代化的信息技術(shù)世界。使用CP 343-1 Advanced,可以實(shí)現(xiàn)以下信息技術(shù)功能:
S7-300 PROFINET CPU集成有Web器。因此,標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器可以讀出S7-300站中的信息:
使用系統(tǒng)功能“同步模式”,可以同步耦合
總線周期時(shí)間的程序運(yùn)行。
創(chuàng)建了自動(dòng)化解決方案,可以以固定間隔時(shí)間(常量總線周期時(shí)間)捕捉并處理輸入和輸出信號(hào)。同時(shí)創(chuàng)建了前后一致的部分過(guò)程圖像。
借助常量總線周期時(shí)間和分布式I/O同步信號(hào)處理技術(shù),S7-300確??梢跃_地重現(xiàn)規(guī)定的過(guò)程響應(yīng)時(shí)間。
為同步模式系統(tǒng)功能提供了極為豐富的支持組件,可以處理運(yùn)動(dòng)控制、測(cè)量值采集和高速控制等領(lǐng)域的苛刻任務(wù)。
在分布式自動(dòng)化解決方案中,目前的SIMATIC S7-300開(kāi)始涉足重要的高速加工處理應(yīng)用領(lǐng)域,并確??梢垣@得高的精度和可重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不斷地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)數(shù)量。
SIMATIC S7-300的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能:
診斷
診斷功能可以用來(lái)判斷模塊的信號(hào)采集(針對(duì)數(shù)字量模塊)或者模擬量處理(針對(duì)模擬模塊)是否工作于無(wú)故障狀態(tài)。在診斷分析中,必須區(qū)分可參數(shù)化和非參數(shù)化診斷消息:
如果某個(gè)診斷消息處于激活狀態(tài)(例如“無(wú)傳感器輸入”),則模塊會(huì)發(fā)起一個(gè)診斷中斷(若已經(jīng)為該診斷消息設(shè)置了參數(shù),則僅在相應(yīng)的參數(shù)化過(guò)程之后才會(huì)產(chǎn)生中斷)。CPU會(huì)中斷用戶程序或較低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行,并接下來(lái)執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊(OB 82)。
對(duì)于 12 脈沖運(yùn)行的情況,兩部 SINAMICS DC MASTER 轉(zhuǎn)換器提供 30 度偏移的電壓。該組態(tài)會(huì)降低諧波。每部 SINAMICS DC MASTER 傳輸總電流的一半。其中一部 SINAMICS DC MASTER 裝置使用閉環(huán)速度控制運(yùn)行,另一部使用閉環(huán)電流控制運(yùn)行。進(jìn)行了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接,用于從第一部 SINAMICS DC MASTER 向第二部傳輸電流設(shè)置值。
用于 12 脈沖運(yùn)行的直流電路中需要平波電抗器。
計(jì)算平波電抗器
計(jì)算所需的自感
1. 0.2 × IdN (LD1) 時(shí)的電抗器電感
2. Idmax (LD2) 時(shí)的電抗器電感
LD1 = 0.296 × 10-3 × Vdi/(0.2 × IdN)
LD2 = 0.296 × 10-3 × Vdi/(0.33 × Idmax)
LD1 = 0.24 × 10-3 × Vdi/(0.2 × IdN)
LD2 = 0.24 × 10-3 × Vdi/(0.33 × Idmax)
L = 電感,[H]
IdN 直流電機(jī)的額定直流電流的一半
Idmax 直流電機(jī)的大電流的一半
Vdi = 1.35 × VN
VN 額定電源電壓
12 脈沖運(yùn)行
這些安裝說(shuō)明沒(méi)有聲明包含所有的裝置細(xì)節(jié)和版本信息,也沒(méi)有聲明考慮到了全部可能的運(yùn)行情況和應(yīng)用情況。
對(duì)于針對(duì)您的特定應(yīng)用沒(méi)有獲得足夠的詳細(xì)信息無(wú)法處理的情況,可以向西門(mén)子地區(qū)辦事處的聯(lián)絡(luò)人員咨詢其他信息或具體的問(wèn)題。
這些安裝說(shuō)明的內(nèi)容不會(huì)形成或修改之前或現(xiàn)有的合同、協(xié)議或法律關(guān)系。特定的銷售合同表達(dá)了西門(mén)子 AG 公司總體義務(wù)。西門(mén)子 AG 公司只接受合同中規(guī)定的擔(dān)保。這些安裝說(shuō)明中包含的任何聲明不構(gòu)成新的擔(dān)保條款,也不會(huì)對(duì)現(xiàn)有的擔(dān)保條款造成改動(dòng)。
什么是 EMC
EMC 是“電磁兼容性”的縮寫(xiě),描述了一件設(shè)備在電磁環(huán)境中能夠良好工作,而且不對(duì)環(huán)境中的其他設(shè)備造成不可接受的干擾的能力。因此,各種裝置都應(yīng)該相互干擾。
根據(jù) EMC 指令,SINAMICS DC MASTER 裝置根本不能表述成裝置,二只能描述成設(shè)計(jì)用于安裝在整個(gè)系統(tǒng)或整個(gè)工廠中的“組件”。但是為了澄清,在許多情況下使用了“裝置”(unit)這一統(tǒng)稱。
干擾輻射和抗干擾
EMC 取決于裝置在環(huán)境中表現(xiàn)出的兩種特性:干擾輻射和抗干擾性電氣裝置可以是干擾源(發(fā)射器),也可以是潛在的敏感設(shè)備(接收器)。
當(dāng)現(xiàn)有的干擾源不會(huì)破壞潛在的敏感設(shè)備的功能時(shí),才能確保滿足電磁兼容性。
有些設(shè)備甚至可能同時(shí)是干擾源和潛在的敏感設(shè)備:例如,變頻器裝置的電源部分應(yīng)該被視為一個(gè)干擾源,而控制裝置可以被看做是潛在的敏感設(shè)備。
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) EN 61800-3
對(duì)“變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)”的電磁兼容性要求在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) EN 61800-3 進(jìn)行了說(shuō)明。變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(或電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) PDS)由驅(qū)動(dòng)變頻器和電機(jī)(含電纜)組成。被驅(qū)動(dòng)機(jī)器不構(gòu)成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分。EN 61800-3 標(biāo)準(zhǔn)定義了與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)位置有關(guān)的不同極限值,稱為第一和第二環(huán)境。
住宅建筑物或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接連接到公共低壓供電而沒(méi)有使用中間變壓器的場(chǎng)所定義為第一環(huán)境。
第二環(huán)境一詞是指居住區(qū)以外的所有場(chǎng)所。它們基本上都是通過(guò)自己的變壓器由中壓電網(wǎng)供電的工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域。
第一和第二環(huán)境的定義
根據(jù)所處位置和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需電力,標(biāo)準(zhǔn) EN 61800-3 Ed.2 中定義了四個(gè)不同類別:
類別 C1: 額定電壓 < 1 000 V 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),可在第一環(huán)境中不受限制地使用。
類別 C2:額定電壓 < 1 000 V 的定速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),在第二環(huán)境中使用。如果驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由合格的人員進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)和安裝,也可以在第一環(huán)境中使用。必須要遵守制造商提供的警告信息和安裝說(shuō)明。
類別 C3:額定電壓 < 1 000 V 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),只能在第二環(huán)境中使用。
類別 C4:額定電壓 ≥ 1000 V 或額定電流 ≥ 400 A,可在第二環(huán)境中的復(fù)雜系統(tǒng)中使用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
下圖顯示了四個(gè)類別是如何分配用于第一和第二環(huán)境的:
類別 C1 到 C4 的定義
SINAMICS DC MASTER 裝置幾乎總是可以用在第二環(huán)境中(類別 C3 和 C4)。
當(dāng)用在 C2 類的系統(tǒng)中時(shí),需要配備無(wú)線干擾抑制濾波器和換相電抗器。
SINAMICS DC MASTER 滿足 EN 61800-3 標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)第二環(huán)境的抗干擾要求,因而也滿足要求更低的第一環(huán)境要求。
標(biāo)準(zhǔn) EN 55011
某些條件下,要求滿足標(biāo)準(zhǔn)EN 55011。它限定了工業(yè)和住宅環(huán)境中干擾發(fā)射的極限值。在標(biāo)準(zhǔn)化的條件下,在線路通電連接上測(cè)得的傳導(dǎo)干擾值被稱為干擾電壓;而測(cè)得的電磁輻射干擾被稱為無(wú)線干擾。
該標(biāo)準(zhǔn)定義了“A1和敗癇1極限值,對(duì)于干擾電壓來(lái)說(shuō),它們是指”150 kHz - 30 MHz 的范圍;而對(duì)于無(wú)線干擾來(lái)說(shuō),是 30 MHz - 2 GHz 范圍。由于 SINAMICS DC MASTER 變頻器裝置用在工業(yè)一個(gè)用中,它們受極限值“A1”限制。為了達(dá)到極限值“A1”, SINAMICS DC MASTER 裝置必須配備外部無(wú)線干擾抑制濾波器和換相電抗器。
SINAMICS DC MASTER,工業(yè)應(yīng)用
工業(yè)應(yīng)用要求裝置能夠表現(xiàn)出極高等級(jí)的抗干擾性,但是相比之下載干擾輻射等級(jí)方面的要求要低得多。
SINAMICS DC MASTER 變頻器裝置時(shí)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(如接觸器和開(kāi)關(guān))的組件。合格的人員必須把它們整合到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中才能使用,系統(tǒng)低標(biāo)準(zhǔn)也要包含變頻器裝置、電機(jī)電纜和電機(jī)。大多數(shù)情況下還需要換相電抗器和保險(xiǎn)。因此,是否需要遵守極限值由正確已安裝組件決定。將干擾輻射等級(jí)限制在極限值“A1內(nèi)不僅需要變頻器本身,至少還需要無(wú)線干擾抑制濾波器和換相電抗器?!睕](méi)有無(wú)線干擾抑制濾波器,SINAMICS DC MASTER 變頻器裝置的干擾輻射等級(jí)會(huì)超過(guò)EN 55011 規(guī)定的極限值“A1”。
如果驅(qū)動(dòng)器形成了工廠或系統(tǒng)的組成部分,它初不需要滿足任何干擾輻射要求。但是,EMC 法規(guī)沒(méi)有規(guī)定工廠或系統(tǒng)作為一個(gè)整體必須與自己的環(huán)境電磁兼容。
如果工廠或系統(tǒng)中所有的控制組件(例如 PLC)都表現(xiàn)出適合工業(yè)應(yīng)用的抗干擾等級(jí),則沒(méi)有必要讓每個(gè)驅(qū)動(dòng)器都符合限制值“A1”。
無(wú)接地線供電
在一些工業(yè)領(lǐng)域中為了提高工廠的可用性,會(huì)使用無(wú)接地線供電(IT 線供電)。在發(fā)生接地故障時(shí),沒(méi)有故障電流,工廠可以繼續(xù)生產(chǎn)。但是,與無(wú)線干擾抑制濾波器相配合,在發(fā)生故障時(shí),故障電流會(huì)引起驅(qū)動(dòng)器關(guān)斷,或者甚至損壞無(wú)線干擾抑制濾波器。因此,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有對(duì)這種線路供電定義任何極限值。從經(jīng)濟(jì)角度看,在供電變壓器的接地的原邊應(yīng)該考慮必要的 EMC 符合性。
EMC 的規(guī)劃
如果兩部裝置不電磁兼容性,您可以降低干擾源的干擾發(fā)射等級(jí)或者提高潛在的敏感設(shè)備的抗干擾等級(jí)。
干擾源一般是高功耗的電力電子裝置。要降低它們的干擾輻射等級(jí),需要復(fù)雜的濾波器。潛在的敏感設(shè)備通常是控制裝置或傳感器,包括它們的求值電路。提高低額定功率的裝置的抗干擾能力涉及的成本更低一些。這意味著從經(jīng)濟(jì)的角度看,提高抗干擾性對(duì)于工業(yè)應(yīng)用來(lái)說(shuō)比降低干擾輻射等級(jí)是成本更有利的方案。例如,要維持 EN 55011 的極限值等級(jí) A1,150 到 500 kHz 之間線路供電連接點(diǎn)無(wú)線干擾電壓可以大達(dá)到79 dB (μV),而在500 kHz 到 30 MHz 之間,大值可達(dá)到 73 dB (μV) (9 或 4.5 mV)。
在工業(yè)應(yīng)用中,裝置間的 EMC 應(yīng)該基于仔細(xì)的平衡干擾輻射等級(jí)和抗干擾等級(jí)。
獲得 EMC 符合性經(jīng)濟(jì)有效的措施是在物理上對(duì)干擾源和潛在的敏感設(shè)備進(jìn)行隔離——假定您在機(jī)器/工廠的設(shè)計(jì)階段就考慮到了這種方案。首先,有必要確定是否使用的設(shè)備是潛在的干擾源或者潛在的敏感設(shè)備。在這種情況下,例如變頻器裝置和接觸器可以被算作干擾源。而潛在的敏感設(shè)備包括 PLC、編碼器、傳感器等等。
控制機(jī)柜中的組件(干擾源和潛在敏感設(shè)備)必須進(jìn)行物理隔離,通過(guò)隔板,或者在必要情況下把它們安裝在金屬外殼里。
一般信息
不僅僅是驅(qū)動(dòng)器會(huì)工作在各種各樣的環(huán)境中,而且所使用的電氣組件(控制和開(kāi)關(guān)模式電源等等)在抗干擾能力和干擾輻射等級(jí)方面差別也會(huì)很大,這就意味著對(duì)各種安裝準(zhǔn)則都需要進(jìn)行部分的折中。因此,假定進(jìn)行獨(dú)立的測(cè)量,就可能根據(jù)實(shí)際情況對(duì) EMC 規(guī)定有一定的偏離。
為了確保您用在惡劣的電氣環(huán)境中的控制機(jī)柜能夠?qū)崿F(xiàn)電磁兼容性(EMC),在建設(shè)和設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該遵守相關(guān)的法律團(tuán)體要求的標(biāo)準(zhǔn),以及以下列出的 EMC 規(guī)定。
規(guī)定 1 到 10 普遍有效。規(guī)定 11 到 15 必須遵守,以便滿足干擾輻射標(biāo)準(zhǔn)。
針對(duì)符合 EMC 的安裝的規(guī)定
規(guī)定 1
控制機(jī)柜的所有金屬部件都要通過(guò)大面積接觸互聯(lián)進(jìn)行良好的電氣連接(不得在漆面上噴涂?。H绻斜匾?,應(yīng)使用接觸圈或鋸齒墊圈。機(jī)柜門(mén)必須使用短的接地條連接到機(jī)柜上(在頂部、中間和底部)。
規(guī)定 2
在機(jī)柜中以及相鄰機(jī)柜(適用情況下)中的接觸器、繼電器、電磁閥、機(jī)電運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)器等等必須配備阻尼組合裝置,如 RC 元件、變阻器、二極管等等。保護(hù)電路必須直接連接到專門(mén)的線圈上。
規(guī)定 3
信號(hào)線 1) 應(yīng)該盡可能的在機(jī)柜內(nèi)只從一個(gè)高度走線。
規(guī)定 4
同一電路中的非屏蔽線(進(jìn)出導(dǎo)線)必須可能的情況下進(jìn)行絞合,或盡量減小它們的距離,以防止形成不必要的框架天線形狀。
規(guī)定 5
在機(jī)柜地的兩端連接備用線(地 2))。這可以獲得額外的屏蔽效果。
規(guī)定 6
避免不必要的電纜過(guò)長(zhǎng)。這樣可以降低耦合電容和自感。
規(guī)定 7
如果電纜走線靠近控制機(jī)柜地,可以大大降低串?dāng)_。因此,不要隨意在機(jī)柜內(nèi)走線,而應(yīng)該盡量靠近外殼或安裝板。這也是用于備用線。
規(guī)定 8
信號(hào)線和電力線必須物理隔離(防止出現(xiàn)耦合通路?。?。必須遵守小距離 20cm 的原則。
如果對(duì)編碼器線和電機(jī)線無(wú)法進(jìn)行物理隔離,則必須使用隔板或金屬導(dǎo)管對(duì)編碼器線進(jìn)行去耦合。隔板和金屬導(dǎo)管必須進(jìn)行多點(diǎn)接地。
規(guī)定 9
數(shù)字信號(hào)線屏蔽應(yīng)在兩端接地(源和目的端),確保大接觸面積和良好的導(dǎo)電性。在屏蔽連接之間出現(xiàn)不良的等電位聯(lián)結(jié)時(shí),可以另外用一根截面積至少為10 mm2 的等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)線與屏蔽線并聯(lián),以便降低屏蔽線電流。一般來(lái)說(shuō),屏蔽也可以多點(diǎn)連接到機(jī)柜外殼(地)。屏蔽可以甚至可以在控制機(jī)柜外連接多次。
應(yīng)該避免使用薄片型屏蔽,它們的效果至少比編織屏蔽低 5 倍。
規(guī)定 10
如果等電位聯(lián)結(jié)良好,模擬信號(hào)線的屏蔽可以在兩端連接到地上(必須接觸面積大、導(dǎo)電性良好?。H绻薪饘俨考纪ㄟ^(guò)良好的電氣連接互聯(lián)了,而電子組件都從獨(dú)立的電源供電,則可以假定等電位聯(lián)結(jié)良好。
在一端連接屏蔽可以防止耦合低頻和電容性干擾(例如 50H在低頻干擾)。在這種情況下,屏蔽應(yīng)該連接到控制機(jī)柜上;還可以使用獨(dú)立的電線連接屏蔽。
規(guī)定 11
確保無(wú)線干擾抑制濾波器的位置靠近可疑的干擾源。濾波器必須固定在機(jī)柜外殼、安裝盤(pán)等位置上,并大面積接觸。進(jìn)線和出現(xiàn)必須物理隔離。
規(guī)定 12
必須使用無(wú)線干擾抑制濾波器,以便滿足等級(jí) A1 的極限值。其他負(fù)載必須連接上游濾波器(線路側(cè))。
使用的控制方式以及控制柜其它方面的布線決定了是否需要額外安裝線路濾波器。
規(guī)定 13
勵(lì)磁電路中必須包含換相電抗器,用于控制勵(lì)磁電源。
規(guī)定 14
變頻器的電樞電路中必須包含換相電抗器。
規(guī)定 15
電機(jī)線不必加屏蔽。在線路供電饋線和電機(jī)線之間至少必須流出 20cm 間隙。如果有必要,應(yīng)該使用金屬隔板。
下圖所示的機(jī)柜設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)用于幫助用戶熟悉 EMC 關(guān)鍵部件。該實(shí)例沒(méi)有聲明給出了所有可能的機(jī)柜組件或設(shè)計(jì)方案。
其它細(xì)節(jié)圖顯示了總圖中沒(méi)有清晰顯示的細(xì)節(jié),它們也可能在抑制機(jī)柜的干擾/干擾輻射等級(jí)以及處理不同的屏蔽連接技術(shù)方面發(fā)揮作用。
換相電抗器和無(wú)線干擾濾波器的布置
另一個(gè)截面圖顯示了無(wú)線干擾抑制濾波器和換相電抗器是如何布置在 SINAMICS DC MASTER 里面的。必須遵守電抗器和濾波器的安裝順序規(guī)定。線路側(cè)和裝置側(cè)的濾波器電纜必須物理隔離。
了解如何為半導(dǎo)體保護(hù)裝置選擇保險(xiǎn)的信息,請(qǐng)參考標(biāo)題為“線路熔斷器”的部分。
機(jī)柜設(shè)計(jì)舉例——使用了高電流 850 A 的SINAMICS DC MASTER
對(duì)機(jī)柜的電纜入口加屏蔽
控制柜內(nèi)部的屏蔽
用于 SINAMICS DC MASTER 勵(lì)磁電源部分的無(wú)線干擾抑制濾波器
無(wú)線電干擾抑制濾波器
屏蔽連接
屏蔽連接
(1) 銅母線上的連接端子,大電纜直徑 15 mm
(2) 銅母線上的安裝端子,大電纜直徑 10 mm
(3) 裸金屬電梳型/鋸齒母線上的金屬管或電纜扎匝
(4) 電纜支撐軌上的安裝卡,帶金屬背板
變頻器裝置組件的布置
電抗器和無(wú)線干擾濾波器的布置
(1) 勵(lì)磁電路中的換相電感根據(jù)額定電機(jī)勵(lì)磁電流確定規(guī)格。
(2) 電樞電路中的換相電抗器根據(jù)額定電機(jī)電樞電流確定規(guī)格。
線路電流是直流電流的 0.82 倍。
(3) 用于電樞電路中的無(wú)線干擾抑制濾波器根據(jù)額定電機(jī)電樞電流確定規(guī)格。
線路電流是直流電流的 0.82 倍。
(4) 用于勵(lì)磁電路的無(wú)線干擾抑制濾波器根據(jù)額定電機(jī)勵(lì)磁電流確定規(guī)格。
(5) 電子裝置電源本身不需要無(wú)線干擾抑制濾波器。
電流消耗在 400 V 時(shí)為 1A,230V 時(shí)為 2A。
(6) 如果電樞電路、勵(lì)磁電路和電子裝置電源的電源電壓相同,則用于勵(lì)磁和電子裝置電源的電壓可以從用于電樞電路的無(wú)線干擾濾波器后面提取。
1)信號(hào)定義為:
數(shù)字信號(hào)線:
脈沖編碼器信號(hào)線,
串口,如 PROFIBUS-DP 或
模擬信號(hào)線,如 ± 10 V 設(shè)定值線。
2)一般來(lái)說(shuō),“地”是指所有可以連接到保護(hù)導(dǎo)線上的金屬導(dǎo)電部件,例如機(jī)柜外殼、電機(jī)外殼或地基地等等。
傳感器和執(zhí)行器的新通訊標(biāo)準(zhǔn)
通過(guò) IO-Link 實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)
因全集成自動(dòng)化技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的透明集成
由于具有一個(gè)革新和標(biāo)準(zhǔn)化的傳感器/執(zhí)行器接口,可通過(guò) IO-Link 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)功能進(jìn)行一致性擴(kuò)展。通過(guò)西門(mén)子公司的 IO-Link 解決方案,可在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)下面以佳方式將帶有全部自身性能的傳感器和執(zhí)行器集成在全集成自動(dòng)化 (TIA) 環(huán)境中。
除過(guò)程數(shù)據(jù)外,在整個(gè)工廠范圍內(nèi)還可獲得診斷中斷和傳感器參數(shù)。這樣就加速了調(diào)試過(guò)程,提高了工廠可用性,并降低了通常因工廠中的大量傳感器和執(zhí)行器而產(chǎn)生的維護(hù)成本。由于采用集中數(shù)據(jù)管理,因此可根據(jù)需要經(jīng)常對(duì)反復(fù)進(jìn)行的傳感器或執(zhí)行器參數(shù)化進(jìn)行調(diào)整,無(wú)需對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置。更換一臺(tái)設(shè)備后,參數(shù)將被自動(dòng)重新加載,這樣就縮短了停產(chǎn)時(shí)間。由于常規(guī)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備也可在 IO-Link 接口上運(yùn)行,因此與常規(guī)傳感器和執(zhí)行器的兼容性不會(huì)受到影響。
連接是通過(guò)帶有 IO-Link 端口的 ET 200S 的主站模塊、以成熟的靈活布局完成的。除了傳感器和執(zhí)行器,IO-Link現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備還提供4點(diǎn)和8點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)輸入IO-Link設(shè)備(IP67),用于經(jīng)濟(jì)地集成到標(biāo)準(zhǔn)傳感器中。
通過(guò)將設(shè)備組態(tài)集成到 STEP 7 環(huán)境中,可以發(fā)現(xiàn)故障,并快速、輕松地將故障清除。這樣,機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)的所有階段內(nèi)(組態(tài)、調(diào)試和運(yùn)行)的效率都得到提高。
降低工程組態(tài)成本
調(diào)試時(shí)間縮短
工廠可用性提高
在工業(yè)通信領(lǐng)域中,無(wú)線通信開(kāi)創(chuàng)了全新的應(yīng)用遠(yuǎn)景 - 自工廠部分現(xiàn)代化改造,直至復(fù)雜物流或生產(chǎn)過(guò)程的設(shè)計(jì)。
基于工業(yè)無(wú)線遠(yuǎn)程控制、工業(yè)無(wú)線局域網(wǎng)和 WirelessHART,西門(mén)子公司利用工業(yè)無(wú)線通信技術(shù)針推出了高可靠性自動(dòng)化解決方案。
采用 IWLAN 實(shí)現(xiàn)可靠的無(wú)線通信
無(wú)線遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)為用戶帶來(lái)了難以計(jì)數(shù)的好處,例如,水/廢水處理業(yè)彼此遠(yuǎn)離的工廠區(qū)段之間的連續(xù)通信、在地球的另一側(cè)高速地遠(yuǎn)程訪問(wèn)需要維護(hù)的機(jī)器和設(shè)備。得益于遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)或 HMI/SCADA 系統(tǒng)集成了該技術(shù),通過(guò)移動(dòng)無(wú)線設(shè)備可以隨時(shí)訪問(wèn)傳輸過(guò)來(lái)的過(guò)程數(shù)據(jù)。
無(wú)線解決方案日益成為機(jī)器和設(shè)備中理所當(dāng)然的組成部分。在對(duì)數(shù)據(jù)通信具備高要求的場(chǎng)合,工業(yè)無(wú)線 LAN(IWLAN)對(duì)例如確定性無(wú)線技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) PROFINET 等創(chuàng)新技術(shù)提供了有力的支撐。得益于使用了 PROFIsafe via IWLAN,PROFINET 開(kāi)創(chuàng)了全新的應(yīng)用遠(yuǎn)景 - 自高效工程設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)解決方案,直至與安全相關(guān)的任務(wù)。
此外,IWLAN 基礎(chǔ)設(shè)施也可以用于例如視頻監(jiān)控等的其它應(yīng)用。
WirelessHART 是一種開(kāi)放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)旨于解決過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)無(wú)線通信的特殊要求。它完全滿足了與可靠性、信息安全性、經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)級(jí)用戶操作友好性等相關(guān)的全部特定要求。目前,全球已經(jīng)安裝了 3000 萬(wàn)臺(tái)以上 HART 技術(shù)設(shè)備。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)智能過(guò)程儀表來(lái)說(shuō),HART 技術(shù)是常用的通信協(xié)議。WirelessHART 后向兼容于有線 HART 技術(shù),因此,該技術(shù)為硬件、軟件和專家知識(shí)提供了大的安全性。
基于控制器的 IWLAN 適用于有大量網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的應(yīng)用,例如,集裝箱碼頭