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通過(guò)將 S7-1200 連接到移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可將控制器轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄓ眯瓦h(yuǎn)程控制站（RTU - 遠(yuǎn)程終端）。

• 因?yàn)榭梢允褂矛F(xiàn)有的移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需很高的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施成本就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連接
• 機(jī)器維護(hù)，無(wú)需至終端客戶的 IT 網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜集成
• 集中管理遠(yuǎn)程自動(dòng)化解決方案，從而降低維護(hù)與運(yùn)輸成本

CP 1242-7 經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì)，滿足自動(dòng)化解決方案中遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的要求：

• 能夠可靠連接到控制中心并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖，從而避免數(shù)據(jù)丟失
• 使用 STEP 7 直接進(jìn)行組態(tài)，調(diào)試十分快速

• 可在很廣地理區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化解決方案的集中數(shù)據(jù)監(jiān)視
• 針對(duì)沒(méi)有固定位置的移動(dòng)式機(jī)器/車輛建立性或臨時(shí)性通信鏈路
• 以符合 IT 信息安全要求的方式從全球遠(yuǎn)程訪問(wèn)終端用戶的機(jī)器設(shè)備
• 無(wú)需網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施即可連接難于訪問(wèn)的外部站點(diǎn)

眾多不同領(lǐng)域中都可實(shí)現(xiàn)這種應(yīng)用：

• 水/污水處理廠 - 泵/閥門控制器
• 交通與運(yùn)輸 - 交通信號(hào)燈控制、照明控制
• 電力工程 - 變電站的監(jiān)視、量表讀數(shù)
• 機(jī)械工程 - 對(duì)全球范圍內(nèi)使用的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行集中遠(yuǎn)程維護(hù)
• 風(fēng)能 - 風(fēng)力渦輪機(jī)的狀況監(jiān)視
• 自動(dòng)售貨機(jī)廠商 - 飲料自動(dòng)售貨機(jī)的監(jiān)視與控制

CP 1242-7 提供了 S7-1200 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的所有優(yōu)點(diǎn)：

• 堅(jiān)固耐用的緊湊型塑料外殼
• 易于接觸的連接和診斷元件，用前擋板保護(hù)
• 可拆卸的連接端子
• 可簡(jiǎn)便安裝到 S7-1200 的安裝導(dǎo)軌上
• 3 針插入式端子排，用于連接外部 24 V DC 電源
• 用于 GSM/GPRS 天線的 SMA 接線

CP 1242-7 可插到 S7-1200 左側(cè)的系統(tǒng)接口中。電源由該模塊頂部的一個(gè) 3 針端子排提供。天線插孔和 SIM 卡插槽位于模塊底部，通過(guò)下面的前蓋加以保護(hù)。

與“Telecontrol Server Basic”軟件結(jié)合使用，CP 1242-7 可成為一個(gè)基于移動(dòng)無(wú)線通信的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。

可連續(xù)（或根據(jù)需要）將外部站連接到控制中心。一個(gè)上位控制中心系統(tǒng)可通過(guò) OPC 與所有站交換數(shù)據(jù)。 一個(gè)裝有 STEP 7 的 PC 可通過(guò)控制中心連接到任何站以進(jìn)行維護(hù)。

采用 CP 1242-7 實(shí)現(xiàn) GSM/GPRS 通信 / 通過(guò) SMS 實(shí)現(xiàn)報(bào)警

操作模式

CP 1242-7 可用于兩種操作方式：

遠(yuǎn)程控制器

在這種模式下，通過(guò)中央遠(yuǎn)程控制器處理控制中心與其他遠(yuǎn)程控制站之間的通訊。 將 CP 1242-7 連接到遠(yuǎn)程控制器。 “Telecontrol Server Basic”軟件將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至控制站或其他遠(yuǎn)程控制站并對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。

GPRS Direct

在這種模式下，CP 1242-7 直接與控制中心或其他遠(yuǎn)程控制站通訊。 與遠(yuǎn)程控制模式相比，該模式不需要遠(yuǎn)程控制器或附加軟件。如果確保使用的地址可以達(dá)到站的通訊伙伴，則可以選擇這種模式。為了確保符合該條件，在正常情況下，必須使用經(jīng)常被稱為機(jī)器對(duì)機(jī)器 (M2M) 的特殊網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商。

組態(tài)

使用 STEP 7 組態(tài)所有必需的信息（供應(yīng)商數(shù)據(jù)、訪問(wèn)權(quán)限、操作模式）。 組態(tài) CP 1242-7 需要 STEP 7 Basic V11 或更高版本。

也可以在運(yùn)行時(shí)中重新組態(tài)數(shù)據(jù)。為此，提供有一個(gè)專門的庫(kù)功能。

數(shù)據(jù)緩存

通過(guò)數(shù)據(jù)緩沖橋接移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中短時(shí)間的連接失敗。在連接恢復(fù)后，將緩沖的數(shù)據(jù)打上時(shí)間戳并發(fā)送。

時(shí)間同步

可以根據(jù)操作模式設(shè)置 CP 1242-7 的時(shí)間同步機(jī)制。

如果在控制中心中使用遠(yuǎn)程控制器，控制中心將時(shí)間轉(zhuǎn)發(fā)至所有分站。 如果沒(méi)有使用 Telecontrol Server Basic，則可以通過(guò) NTP 器執(zhí)行同步。

CPU 程序可以使用該時(shí)間來(lái)設(shè)置站的內(nèi)部時(shí)間。

功能庫(kù)

以下功能的功能庫(kù)可用于 CP 1242-7：

• 數(shù)據(jù)交換：發(fā)送和接收功能能夠?qū)崿F(xiàn)與其他站或控制中心的數(shù)據(jù)交換。
• 發(fā)送/接收文本消息
• 組態(tài):在借助功能塊的操作過(guò)程中，可以執(zhí)行重新組態(tài)

診斷/遠(yuǎn)程維護(hù)

在 STEP 7 中，可以建立通過(guò) GPRS/因特網(wǎng)至遠(yuǎn)程 S7-1200 站（帶 CP 1242-7）的在線連接。連接建立后，用于遠(yuǎn)程維護(hù)（下載、診斷）的全部常見(jiàn)在線功能都可以使用。

• 數(shù)字量輸入和輸出（DI 和 DQ）在外形尺寸上與標(biāo)準(zhǔn)模塊相當(dāng)。
• 功能安全性按照 IEC 61158 進(jìn)行了認(rèn)證。
• 適合安全等級(jí)高達(dá) SIL 3（根據(jù) IEC 62061）和 PL（根據(jù) ISO 13849）的應(yīng)用。
• 無(wú)縫嵌入到 Safety Integrated 設(shè)計(jì)中
• 調(diào)試期間，可借助于有關(guān)模塊的中央背板總線上插槽的性標(biāo)識(shí)，從系統(tǒng)自動(dòng)分配 F 地址。無(wú)需使用模塊上的 DIP 開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)置。
• 更換模塊時(shí)自動(dòng)傳輸 F 地址，無(wú)需重新分配。

全集成自動(dòng)化 (TIA)

安全技術(shù) (Safety Integrated) 是全集成自動(dòng)化的組件，它將安全自動(dòng)化與標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化進(jìn)行全面集成。

當(dāng)今，標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化（傳統(tǒng)的 PLC）和安全自動(dòng)化（機(jī)電結(jié)構(gòu)）仍彼此分開(kāi)的，這兩種自動(dòng)化正合并為一個(gè)統(tǒng)一的集成系統(tǒng)。西門子是自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域中的全面供應(yīng)商，可將安全技術(shù)融入標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化系統(tǒng)中，并進(jìn)行系統(tǒng)范圍內(nèi)的集成。

框架規(guī)格 FSA 的電源濾波器

通過(guò)使用下面所示的 B 級(jí)進(jìn)線濾波器，可使用不帶集成濾波器的 230 V SINAMICS V20 變頻器以及一根 5 m 屏蔽輸出電纜來(lái)實(shí)現(xiàn) EN 61800-3 類別 C1。請(qǐng)注意，框架型號(hào) FSB 和 FSC 的 230 V 濾波變頻器可在使用 25 m 屏蔽輸出電纜但不使用外部濾波器的情況下達(dá)到 EN 61800-3 類別 C2。

通過(guò)使用下面所示的 B 級(jí)進(jìn)線濾波器，可使用帶或不帶集成濾波器的 400 V SINAMICS V20 變頻器以及一根 25 m 屏蔽輸出電纜來(lái)實(shí)現(xiàn) EN 61800-3 類別 C2。

經(jīng)濟(jì)實(shí)用 – 眾多集成功能可用來(lái)降低機(jī)器成本

集成的控制模式

SINAMICS V90 驅(qū)動(dòng)器具有各種集成控制模式，滿足廣泛應(yīng)用的要求：

• 脈沖串輸入位置控制模式 (PTI)
• 內(nèi)部位置控制模式 (IPos)
• 速度控制模式
• 轉(zhuǎn)矩控制 
  

集成的定位功能

• 可以輸入位置、速度和加速度設(shè)定值
• 集成參考功能
• 前饋和反饋或者將用于選擇位置的數(shù)字量輸入進(jìn)行組合
• 來(lái)自外部數(shù)字量輸入的定位步使能信號(hào)
• 及相對(duì)定位。

可使用 PLC 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)定位，無(wú)需定位功能。

適用于所有框架規(guī)格的集成式制動(dòng)電阻器

• 所有框架規(guī)格都集成有制動(dòng)電阻器，用于耗散高速制動(dòng)時(shí)的再生功率。
• 大多數(shù)應(yīng)用無(wú)需使用額外制動(dòng)電阻器就能實(shí)現(xiàn)。
  

集成抱閘開(kāi)關(guān)

• 集成抱閘開(kāi)關(guān) – 如果使用帶有抱閘的電機(jī)，則可將抱閘直接連接到驅(qū)動(dòng)器。
• 無(wú)需使用外部繼電器，就可連接抱閘。
  

的伺服性能 – 快速，平穩(wěn)，定位精確

自動(dòng)調(diào)諧

自動(dòng)控制回路參數(shù)。可以在調(diào)試系統(tǒng)時(shí)以及在運(yùn)行中切換負(fù)載時(shí)使用此功能。這樣，廣泛應(yīng)用中的機(jī)器設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)性能和平穩(wěn)運(yùn)行。

自動(dòng)抑制機(jī)器共振

激活此功能后，變頻器會(huì)識(shí)別機(jī)械共振頻率并使用濾波器自動(dòng)抑制這些頻率。運(yùn)行期間的振動(dòng)和噪音降低。
這樣就能確保機(jī)器具有較高動(dòng)態(tài)響應(yīng)，同時(shí)振動(dòng)減小。

1 MHz 脈沖串設(shè)定值和 20 位編碼器分辨率

• 命令脈沖串輸入的工作頻率高達(dá) 1 MHz
• 值編碼器，20 位分辨率
• 定位精度高，轉(zhuǎn)速波紋低
  

的系統(tǒng)性能

在保持系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)快速加速和制動(dòng)，確保較高的機(jī)器生產(chǎn)力。

• 變頻器和電機(jī)具有 300 % 過(guò)載能力
• 電機(jī)扭矩波動(dòng)小
• 電機(jī)和變頻器完美相互協(xié)調(diào)

系統(tǒng)一覽

• 塊保護(hù)：
  通過(guò)密碼保護(hù)用戶程序，未經(jīng)授權(quán)無(wú)法訪問(wèn)。
• 集成 HMI : 
  對(duì)于 HMI 設(shè)備，用戶只需指定數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目標(biāo)。數(shù)據(jù)將由程序自動(dòng)循環(huán)傳輸。
• 集成通信功能：
  • 編程器/OP 通信
  • 全局?jǐn)?shù)據(jù)通信
  • S7 基本通信
  • S7 通信
• 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)更新固件
• 通過(guò) TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 進(jìn)行開(kāi)放式通信
• 在基于組件的自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng) (PROFINET)
• 通過(guò)集成的 web 器獲得附加診斷功能

可參數(shù)化的特性

可使用 STEP 7 工具“Hardware Configuration”對(duì) S7-400（包括 CPU）的性能和響應(yīng)進(jìn)行編程，如：

• MPI 多點(diǎn)接口：
  • 定義站地址。
  • 啟動(dòng)/循環(huán)行為。
  • 定義大循環(huán)時(shí)間和通信負(fù)荷。
• 地址分配： 
  I/O 模塊的編址。
• 保持區(qū)域：
  定義具有保持特性的位存儲(chǔ)器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、數(shù)據(jù)塊和時(shí)鐘存儲(chǔ)器的數(shù)量。
• 過(guò)程映像，局部數(shù)據(jù)的大小。
• 診斷緩存區(qū)的長(zhǎng)度。
• 保護(hù)等級(jí)： 
  定義程序和數(shù)據(jù)訪問(wèn)授權(quán)。
• 系統(tǒng)診斷： 
  定義診斷報(bào)文的處理及范圍。
• 循環(huán)中斷： 
  設(shè)定周期。
• PROFINET 接口
• 通過(guò) NTP 協(xié)議對(duì)時(shí)間同步進(jìn)行參數(shù)化

顯示功能與信息功能

• 狀態(tài)和故障指示燈：
  LED 可指示出內(nèi)部和外部故障和運(yùn)行狀態(tài)，如 RUN（運(yùn)行）、STOP（停止）、調(diào)試和測(cè)試功能等。
• 測(cè)試功能： 
  可使用編程設(shè)備顯示程序執(zhí)行中的信號(hào)狀態(tài)，不考慮用戶程序而修改過(guò)程變量，輸出堆棧存儲(chǔ)器的內(nèi)容，運(yùn)行各個(gè)程序步驟，并禁用程序組件。
• 信息功能： 
  用戶可獲取有關(guān) CPU 的存儲(chǔ)器容量和運(yùn)行模式以及 RAM 和裝載存儲(chǔ)器的當(dāng)前利用率方面的信息。

通信

中央控制器與故障安全 ET 200 模塊之間的安全通信和標(biāo)準(zhǔn)通信是通過(guò) PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 完成的。通過(guò)特別開(kāi)發(fā)的 PROFIBUS profile PROFIsafe，可以在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報(bào)文中傳輸帶有安全功能的用戶數(shù)據(jù)。無(wú)需其它硬件組件（例如專用安全總線）。必要的軟件已經(jīng)或者作為擴(kuò)展集成在硬件組件之中，或者作為認(rèn)證軟件塊重載至CPU內(nèi)。

操作模式

F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信號(hào)模塊中。

信號(hào)模塊采用差異分析方法和測(cè)試信號(hào)注入技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸出和輸入信號(hào)的監(jiān)控。

借助周期性自檢、指令檢測(cè)、程序邏輯檢測(cè)和程序順序流檢測(cè)等方法，CPU可以檢測(cè)控制器是否工作正常。此外，通過(guò)“活躍標(biāo)志（sign-of-life）”請(qǐng)求，還可以對(duì)I/O進(jìn)行檢測(cè)。

若判定系統(tǒng)中存在故障，則將該系統(tǒng)切換至安全狀態(tài)。

CPU 414F-3 PN/DP 的運(yùn)行不需要 F 運(yùn)行版授權(quán)。

編程

CPU 414F-3 PN/DP 的編程方法與 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方法相同． 使用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)證過(guò)的編程工具，例如STEP 7，創(chuàng)建用于非故障安全工廠區(qū)段的用戶程序。

選件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)

STEP 7 選件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于對(duì)與安全型程序段進(jìn)行編程。選件包中包括所有用來(lái)創(chuàng)建 F 程序的所有功能和塊。

具有安全功能的 F 程序以 F_FBD 或 F-LAD 方式進(jìn)行連接，或利用 F 功能庫(kù)中的特殊功能數(shù)據(jù)塊進(jìn)行連接。使用 F FBD 或 F LAD 可提供跨系統(tǒng)的統(tǒng)一表示，因而簡(jiǎn)化系統(tǒng)的組態(tài)和編程以及驗(yàn)收測(cè)試。無(wú)需借助額外的功具，程序員就可以完全專注于編制安全相關(guān)的應(yīng)用程序。

CPU 412-5H 擁有：

• 功能強(qiáng)大的處理器：
  CPU 處理每條二進(jìn)制指令的時(shí)間小于 31.25 ns。
• 1 MB RAM（512 KB 用于程序，512 KB 用于數(shù)據(jù)）；
  裝載存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ) S7-400H F/FH 自動(dòng)化系統(tǒng)的用戶程序和參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)；高速 RAM 用于用戶程序的順控相關(guān)部分
• 存儲(chǔ)卡：
  用于擴(kuò)展內(nèi)置裝載存儲(chǔ)器。除程序本身之外，裝載存儲(chǔ)器中所含的信息還包括 S7-400H F/FH 的組態(tài)數(shù)據(jù)，這就是要在存儲(chǔ)器中占據(jù)雙倍空間的原因。其結(jié)果是：
  • 內(nèi)置的裝載存儲(chǔ)器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲(chǔ)卡。
    提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在斷開(kāi)電源時(shí)保存數(shù)據(jù)）。
• 靈活的擴(kuò)展選件：
  多達(dá) 131,072 點(diǎn)數(shù)字量和 81,932 點(diǎn)模擬量輸入/輸出。
• 組合 MPI/PROFIBUS DP 接口：
  MPI 可用來(lái)建立一個(gè) 32 個(gè)節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以與通信總線（C 總線）上的節(jié)點(diǎn)和 MPI 上的節(jié)點(diǎn)建立多 64 個(gè)連接。 
  PROFIBUS-DP主站接口能夠被用來(lái)建立一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡(jiǎn)化。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來(lái)處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFIBUS DP 接口：
  通過(guò) PROFIBUS DP 接口，可以實(shí)現(xiàn)冗余、分布式自動(dòng)化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來(lái)處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFINET 接口，帶 2 個(gè)端口（交換機(jī)）：
  支持系統(tǒng)冗余和 MRP（介質(zhì)冗余協(xié)議）
• 模式選擇開(kāi)關(guān)：
  撥動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)。
• 診斷緩沖區(qū)：
  后的 120 個(gè)報(bào)警和中斷事件保存在一個(gè)環(huán)形緩沖區(qū)中，用于進(jìn)行診斷。
• 實(shí)時(shí)時(shí)鐘：
  CPU 提供帶日期和時(shí)間的診斷報(bào)告。

用于 12 脈沖運(yùn)行的 SINAMICS DC MASTER

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

• 兩部變頻器都需要平波電抗器。電抗器包含有一個(gè) 2 值電抗器；這意味著電抗器的自感可以限定兩個(gè)電流值。
• 電抗器根據(jù)直流電抗器電流的 rms 值確定熱規(guī)格。

計(jì)算所需的自感

1. 0.2 × I_dN (L_D1) 時(shí)的電抗器電感

2. I_dmax (L_D2) 時(shí)的電抗器電感

• 50 Hz 線路頻率下的電感

L_D1 = 0.296 × 10^-3 × V_di/(0.2 × I_dN)

L_D2 = 0.296 × 10^-3 × V_di/(0.33 × I_dmax)

• 60 Hz 線路頻率下的電感

L_D1 = 0.24 × 10^-3 × V_di/(0.2 × I_dN)

L_D2 = 0.24 × 10^-3 × V_di/(0.33 × I_dmax)

L = 電感，[H]

I_dN 直流電機(jī)的額定直流電流的一半

I_dmax 直流電機(jī)的大電流的一半

V_di = 1.35 × V_N

V_N 額定電源電壓

12 脈沖運(yùn)行

EMC 符合性安裝說(shuō)明

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)了西門子 AG 公司總體義務(wù)。西門子 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)。

有關(guān) EMC 的基本信息

什么是 EMC

EMC 是“電磁兼容性”的縮寫，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。

符合 EMC 的驅(qū)動(dòng)器安裝（安裝說(shuō)明）

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?。?。如果有必要，應(yīng)使用接觸圈或鋸齒墊圈。機(jī)柜門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?。?。如果所有金屬部件都通過(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。

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SIMATIC 自動(dòng)化技術(shù)

SIMATIC 是可解決各行業(yè)自動(dòng)化任務(wù)的可靠基本自動(dòng)化系統(tǒng)，包括標(biāo)準(zhǔn)硬件和軟件組件，并將用于定制擴(kuò)展的所有選件完全公開(kāi)。

SIMATIC 系列產(chǎn)品包括以下組件，彼此之間可相互補(bǔ)充：

• 可編程控制器
• 分布式 I/O
• 編程器
• SIMATIC 軟件
• 小型自動(dòng)化解決方案套件
• 基于組件的自動(dòng)化
• 機(jī)器視覺(jué)技術(shù)（參見(jiàn)“傳感器、測(cè)試和測(cè)量技術(shù)”）

SIMATIC 控制器

SIMATIC 控制器有多種多樣，包括從高性能 PLC 的書(shū)本型迷你控制器，到基于 PC 的控制器，無(wú)論什么要求，它都能滿足要求。

這些控制器的共同特點(diǎn)是，在小的空間里壓縮了大處理能力，能滿足苛刻的機(jī)械和氣候條件、高速及可擴(kuò)展性等要求。

這種分級(jí)的性能特征是 SIMATIC 系列產(chǎn)品的力量所在。

目前，SIMATIC PLC 正在執(zhí)行越來(lái)越多的功能，原本需要完全不同技術(shù)。 對(duì)您來(lái)說(shuō)，一切都變得更加容易，更加一致，更加經(jīng)濟(jì)。