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Monitor 中文版 V6.2 器和客戶機組件
各種性能級別的 CPU 可用于 SIMATIC S7-300。除標準型 CPU 外,還可以使用緊湊型 CPU。
還提供了 T-CPU 和故障安全 CPU。
提供了以下標準 CPU
提供有以下緊湊型 CPU:
提供了以下技術 CPU
提供有以下故障安全型 CPU:
所有 CPU 均具有堅固、緊湊的塑料機殼。在前面板上的部件有:
CPU 還具有以下配置:
SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空間小以及小的維護成本,因此提高了性價比。
使用STEP7中的 LAD、FBD STL 對 CPU 進行編程??梢允褂孟铝芯幊坦ぞ撸篠TEP 7 Basis 和 STEP 7 Professional。
可以運行 CPU 314 的工程與組態(tài)工具(例如,S7-GRAPH、S7-HiGraph、SCL、CFC 或 SFC)。
標準型CPU
對標準型 CPU 進行編程時需要 STEP 7 V5.2+SP1 以上的軟件。
緊湊型 CPU
對緊湊型 CPU 進行編程時需要 STEP 7 V5.3+SP2 以上的軟件。老版本的STEP 7需要升級。
對于 12 脈沖運行的情況,兩部 SINAMICS DC MASTER 轉換器提供 30 度偏移的電壓。該組態(tài)會降低諧波。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)速度控制運行,另一部使用閉環(huán)電流控制運行。進行了點對點連接,用于從第一部 SINAMICS DC MASTER 向第二部傳輸電流設置值。
用于 12 脈沖運行的直流電路中需要平波電抗器。
計算平波電抗器
計算所需的自感
1. 0.2 × IdN (LD1) 時的電抗器電感
2. Idmax (LD2) 時的電抗器電感
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 直流電機的額定直流電流的一半
Idmax 直流電機的大電流的一半
Vdi = 1.35 × VN
VN 額定電源電壓
12 脈沖運行
這些安裝說明沒有聲明包含所有的裝置細節(jié)和版本信息,也沒有聲明考慮到了全部可能的運行情況和應用情況。
對于針對您的特定應用沒有獲得足夠的詳細信息無法處理的情況,可以向西門子地區(qū)辦事處的聯(lián)絡人員咨詢其他信息或具體的問題。
這些安裝說明的內容不會形成或修改之前或現(xiàn)有的合同、協(xié)議或法律關系。特定的銷售合同表達了西門子 AG 公司總體義務。西門子 AG 公司只接受合同中規(guī)定的擔保。這些安裝說明中包含的任何聲明不構成新的擔保條款,也不會對現(xiàn)有的擔保條款造成改動。
什么是 EMC
EMC 是“電磁兼容性”的縮寫,描述了一件設備在電磁環(huán)境中能夠良好工作,而且不對環(huán)境中的其他設備造成不可接受的干擾的能力。因此,各種裝置都應該相互干擾。
根據(jù) EMC 指令,SINAMICS DC MASTER 裝置根本不能表述成裝置,二只能描述成設計用于安裝在整個系統(tǒng)或整個工廠中的“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備(接收器)。
當現(xiàn)有的干擾源不會破壞潛在的敏感設備的功能時,才能確保滿足電磁兼容性。
有些設備甚至可能同時是干擾源和潛在的敏感設備:例如,變頻器裝置的電源部分應該被視為一個干擾源,而控制裝置可以被看做是潛在的敏感設備。
產(chǎn)品標準 EN 61800-3
對“變速驅動系統(tǒng)”的電磁兼容性要求在產(chǎn)品標準 EN 61800-3 進行了說明。變速驅動系統(tǒng)(或電力驅動系統(tǒng) PDS)由驅動變頻器和電機(含電纜)組成。被驅動機器不構成驅動系統(tǒng)的一部分。EN 61800-3 標準定義了與驅動系統(tǒng)位置有關的不同極限值,稱為第一和第二環(huán)境。
住宅建筑物或驅動系統(tǒng)直接連接到公共低壓供電而沒有使用中間變壓器的場所定義為第一環(huán)境。
第二環(huán)境一詞是指居住區(qū)以外的所有場所。它們基本上都是通過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)所處位置和驅動系統(tǒng)所需電力,標準 EN 61800-3 Ed.2 中定義了四個不同類別:
類別 C1: 額定電壓 < 1 000 V 的驅動系統(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 的定速驅動系統(tǒng),在第二環(huán)境中使用。如果驅動系統(tǒng)由合格的人員進行購買和安裝,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明。
類別 C3:額定電壓 < 1 000 V 的驅動系統(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)境中的復雜系統(tǒng)中使用的驅動系統(tǒng)。
下圖顯示了四個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)。
當用在 C2 類的系統(tǒng)中時,需要配備無線干擾抑制濾波器和換相電抗器。
SINAMICS DC MASTER 滿足 EN 61800-3 標準中有關第二環(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。
標準 EN 55011
某些條件下,要求滿足標準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。在標準化的條件下,在線路通電連接上測得的傳導干擾值被稱為干擾電壓;而測得的電磁輻射干擾被稱為無線干擾。
該標準定義了“A1和敗癇1極限值,對于干擾電壓來說,它們是指”150 kHz - 30 MHz 的范圍;而對于無線干擾來說,是 30 MHz - 2 GHz 范圍。由于 SINAMICS DC MASTER 變頻器裝置用在工業(yè)一個用中,它們受極限值“A1”限制。為了達到極限值“A1”, SINAMICS DC MASTER 裝置必須配備外部無線干擾抑制濾波器和換相電抗器。
SINAMICS DC MASTER,工業(yè)應用
工業(yè)應用要求裝置能夠表現(xiàn)出極高等級的抗干擾性,但是相比之下載干擾輻射等級方面的要求要低得多。
SINAMICS DC MASTER 變頻器裝置時電動驅動器(如接觸器和開關)的組件。合格的人員必須把它們整合到驅動系統(tǒng)中才能使用,系統(tǒng)低標準也要包含變頻器裝置、電機電纜和電機。大多數(shù)情況下還需要換相電抗器和保險。因此,是否需要遵守極限值由正確已安裝組件決定。將干擾輻射等級限制在極限值“A1內不僅需要變頻器本身,至少還需要無線干擾抑制濾波器和換相電抗器。”沒有無線干擾抑制濾波器,SINAMICS DC MASTER 變頻器裝置的干擾輻射等級會超過EN 55011 規(guī)定的極限值“A1”。
如果驅動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)沒有規(guī)定工廠或系統(tǒng)作為一個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)應用的抗干擾等級,則沒有必要讓每個驅動器都符合限制值“A1”。
無接地線供電
在一些工業(yè)領域中為了提高工廠的可用性,會使用無接地線供電(IT 線供電)。在發(fā)生接地故障時,沒有故障電流,工廠可以繼續(xù)生產(chǎn)。但是,與無線干擾抑制濾波器相配合,在發(fā)生故障時,故障電流會引起驅動器關斷,或者甚至損壞無線干擾抑制濾波器。因此,產(chǎn)品標準沒有對這種線路供電定義任何極限值。從經(jīng)濟角度看,在供電變壓器的接地的原邊應該考慮必要的 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)射等級或者提高潛在的敏感設備的抗干擾等級。
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,需要復雜的濾波器。潛在的敏感設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)濟的角度看,提高抗干擾性對于工業(yè)應用來說比降低干擾輻射等級是成本更有利的方案。例如,要維持 EN 55011 的極限值等級 A1,150 到 500 kHz 之間線路供電連接點無線干擾電壓可以大達到79 dB (μV),而在500 kHz 到 30 MHz 之間,大值可達到 73 dB (μV) (9 或 4.5 mV)。
在工業(yè)應用中,裝置間的 EMC 應該基于仔細的平衡干擾輻射等級和抗干擾等級。
獲得 EMC 符合性經(jīng)濟有效的措施是在物理上對干擾源和潛在的敏感設備進行隔離——假定您在機器/工廠的設計階段就考慮到了這種方案。首先,有必要確定是否使用的設備是潛在的干擾源或者潛在的敏感設備。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。而潛在的敏感設備包括 PLC、編碼器、傳感器等等。
控制機柜中的組件(干擾源和潛在敏感設備)必須進行物理隔離,通過隔板,或者在必要情況下把它們安裝在金屬外殼里。
一般信息
不僅僅是驅動器會工作在各種各樣的環(huán)境中,而且所使用的電氣組件(控制和開關模式電源等等)在抗干擾能力和干擾輻射等級方面差別也會很大,這就意味著對各種安裝準則都需要進行部分的折中。因此,假定進行獨立的測量,就可能根據(jù)實際情況對 EMC 規(guī)定有一定的偏離。
為了確保您用在惡劣的電氣環(huán)境中的控制機柜能夠實現(xiàn)電磁兼容性(EMC),在建設和設計階段就應該遵守相關的法律團體要求的標準,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準。
針對符合 EMC 的安裝的規(guī)定
規(guī)定 1
控制機柜的所有金屬部件都要通過大面積接觸互聯(lián)進行良好的電氣連接(不得在漆面上噴涂!)。如果有必要,應使用接觸圈或鋸齒墊圈。機柜門必須使用短的接地條連接到機柜上(在頂部、中間和底部)。
規(guī)定 2
在機柜中以及相鄰機柜(適用情況下)中的接觸器、繼電器、電磁閥、機電運行時間計數(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。保護電路必須直接連接到專門的線圈上。
規(guī)定 3
信號線 1) 應該盡可能的在機柜內只從一個高度走線。
規(guī)定 4
同一電路中的非屏蔽線(進出導線)必須可能的情況下進行絞合,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長。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柜地,可以大大降低串擾。因此,不要隨意在機柜內走線,而應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。
如果對編碼器線和電機線無法進行物理隔離,則必須使用隔板或金屬導管對編碼器線進行去耦合。隔板和金屬導管必須進行多點接地。
規(guī)定 9
數(shù)字信號線屏蔽應在兩端接地(源和目的端),確保大接觸面積和良好的導電性。在屏蔽連接之間出現(xiàn)不良的等電位聯(lián)結時,可以另外用一根截面積至少為10 mm2 的等電位聯(lián)結導線與屏蔽線并聯(lián),以便降低屏蔽線電流。一般來說,屏蔽也可以多點連接到機柜外殼(地)。屏蔽可以甚至可以在控制機柜外連接多次。
應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)結良好,模擬信號線的屏蔽可以在兩端連接到地上(必須接觸面積大、導電性良好?。H绻薪饘俨考纪ㄟ^良好的電氣連接互聯(lián)了,而電子組件都從獨立的電源供電,則可以假定等電位聯(lián)結良好。
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,屏蔽應該連接到控制機柜上;還可以使用獨立的電線連接屏蔽。
規(guī)定 11
確保無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柜外殼、安裝盤等位置上,并大面積接觸。進線和出現(xiàn)必須物理隔離。
規(guī)定 12
必須使用無線干擾抑制濾波器,以便滿足等級 A1 的極限值。其他負載必須連接上游濾波器(線路側)。
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
勵磁電路中必須包含換相電抗器,用于控制勵磁電源。
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
電機線不必加屏蔽。在線路供電饋線和電機線之間至少必須流出 20cm 間隙。如果有必要,應該使用金屬隔板。
下圖所示的機柜設計設計用于幫助用戶熟悉 EMC 關鍵部件。該實例沒有聲明給出了所有可能的機柜組件或設計方案。
其它細節(jié)圖顯示了總圖中沒有清晰顯示的細節(jié),它們也可能在抑制機柜的干擾/干擾輻射等級以及處理不同的屏蔽連接技術方面發(fā)揮作用。
換相電抗器和無線干擾濾波器的布置
另一個截面圖顯示了無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。線路側和裝置側的濾波器電纜必須物理隔離。
了解如何為半導體保護裝置選擇保險的信息,請參考標題為“線路熔斷器”的部分。
機柜設計舉例——使用了高電流 850 A 的SINAMICS DC MASTER
對機柜的電纜入口加屏蔽
控制柜內部的屏蔽
用于 SINAMICS DC MASTER 勵磁電源部分的無線干擾抑制濾波器
無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
電抗器和無線干擾濾波器的布置
(1) 勵磁電路中的換相電感根據(jù)額定電機勵磁電流確定規(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線干擾抑制濾波器根據(jù)額定電機電樞電流確定規(guī)格。
線路電流是直流電流的 0.82 倍。
(4) 用于勵磁電路的無線干擾抑制濾波器根據(jù)額定電機勵磁電流確定規(guī)格。
(5) 電子裝置電源本身不需要無線干擾抑制濾波器。
電流消耗在 400 V 時為 1A,230V 時為 2A。
(6) 如果電樞電路、勵磁電路和電子裝置電源的電源電壓相同,則用于勵磁和電子裝置電源的電壓可以從用于電樞電路的無線干擾濾波器后面提取。
1)信號定義為:
數(shù)字信號線:
脈沖編碼器信號線,
串口,如 PROFIBUS-DP 或
模擬信號線,如 ± 10 V 設定值線。
2)一般來說,“地”是指所有可以連接到保護導線上的金屬導電部件,例如機柜外殼、電機外殼或地基地等等。
識別系統(tǒng)可幫助公司在動態(tài)市場中保持其地位:通過 RFID 或一維及二維代碼自動捕獲數(shù)據(jù),可滿足用戶在生產(chǎn)和物流、資產(chǎn)管理、跟蹤和追溯以及供應鏈管理方面不斷增長的控制需求為此,西門子提供了關鍵技術。作為識別系統(tǒng)的全球市場,西門子憑借其在該領域超過 25 年的經(jīng)驗和專業(yè)技能,一站式提供了豐富的 RFID 系統(tǒng)及讀碼系統(tǒng)。通過您身邊的西門子,用戶可選擇集成到自動化和 IT 級的簡易系統(tǒng)以及獨立于應用的應用咨詢。
適用于各種識別任務的佳解決方案
從準時化順序供應生產(chǎn)到產(chǎn)品或批量的安全、完全跟蹤:機器自動讀取、無接觸識別系統(tǒng)可用于智能物流和生產(chǎn)控制。數(shù)據(jù)矩陣編碼 (DMC) 或無線射頻識別 (RFID) 具有高度的數(shù)據(jù)安全性,并在多種應用中得到證實 - 甚至在苛刻的工業(yè)環(huán)境中。與手動識別和數(shù)據(jù)捕獲技術相比,大大節(jié)省了時間及成本。選擇匹配存儲和識別技術的主要標準:
作為全球的識別系統(tǒng)供應商,西門子通過 SIMATIC Ident 提供了的 RFID 和光學識別綜合產(chǎn)品系列,這些產(chǎn)品可以擴展,實現(xiàn)靈活而經(jīng)濟有效的識別解決方案。
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通過全集成自動化世界中的通信模塊和預設置的軟件塊對RFID 系統(tǒng)的簡單集成顯著地減少了調試、診斷和維護的支出和成本。
憑借在 RFID 系統(tǒng)領域多年的經(jīng)驗,西門子是執(zhí)行所有行業(yè)中多樣化解決方案的的合作伙伴,特別是在生產(chǎn)和物流領域。
西門子提供了以下兩種高頻 RFID 系統(tǒng):
RFID 系統(tǒng)確保了從一開始重要的數(shù)據(jù)就伴隨著產(chǎn)品或物體。電子標簽粘貼在產(chǎn)品、產(chǎn)品載體、物體上,或它的運輸或打包單元,為非接觸記錄、讀寫。這意味著,所有應用特有的數(shù)據(jù)都位于電子標簽上。這不管是你在處理汽車行業(yè)中的車輛車體部件或是定制變速箱都是適用的。多可以存儲 64 KB 數(shù)據(jù),需要時可以在各個工作站或加工工位進行分別讀取和補充。這都意味著物流和數(shù)據(jù)是同時優(yōu)的。
多種堅固設計的強大的讀寫裝置(讀寫設備)確保了電子標簽和更系統(tǒng)(如 PLC、PC 等)之間快速和可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
數(shù)據(jù)和電源通過交變電磁場進行傳輸。非接觸數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ髟硪揽拷桓谢蛘咄ㄟ^非金屬材料。
RFID 系統(tǒng)由以下完美配套的組件組成:
通過使用多種存儲技術(EEPROM或FRAM/SRAM)以及幾何設計使得有多種不同的電子標簽可用。它們的優(yōu)勢不僅在于它們高等級的數(shù)據(jù)安全性,還在于它們卓越的用來防止諸如污染、溫度起伏、沖淋水或沖擊負荷等環(huán)境條件影響的高防護等級。
西門子的 SIMATIC Ident 產(chǎn)品系列可為您提供適宜解決方案:使用通信模塊和便利的函數(shù)塊,可方便地將 SIMATIC Ident 系統(tǒng)連接到 PLC(如 SIMATIC)或將函數(shù)塊嵌入在 IT 環(huán)境。這樣便可確保擁有系統(tǒng)范圍的統(tǒng)一軟件體系結構,并在工程組態(tài)、調試和維護方面節(jié)約可觀的支出與成本。
集成在全集成自動化解決方案中
連接到第三方系統(tǒng)
豐富的通信模塊、函數(shù)塊和功能強大的驅動程序和功能庫,使得在應用程序中的集成快捷、簡便。
而且棒的是:SIMATIC RF 是全集成自動化 (TIA) 的一部分,可非常容易地經(jīng)濟地融入 SIMATIC 環(huán)境中。
有關連接方式的詳細信息,請參見“通信模塊”一節(jié)。
全世界的用戶都喜歡越來越多的個性化產(chǎn)品。通過工業(yè)識別實現(xiàn)多樣化生產(chǎn)和物流控制,可以在整個制造過程中滿足用戶對產(chǎn)品多樣化的要求。這樣就可實現(xiàn)可靠、高效和經(jīng)濟實用的按訂單生產(chǎn)過程。
帶有 SIMATIC RF200 的小型裝配線的組態(tài)示例
帶 SIMATIC RF600、SCALANCE W 和 SCALANCE X 的小型裝配線的組態(tài)示例
使用 SIMATIC RF350M 手持終端進行資產(chǎn)管理的示例配置
諸如工具、工廠部件或集裝箱等都是生產(chǎn)和物流的重要資產(chǎn)。通過工業(yè)識別可確保這些資產(chǎn)得到有效使用。此外,還可以實時獲取庫存信息,精確確定庫存狀態(tài)。這意味著可以隨時監(jiān)控資產(chǎn)的使用情況,并針對庫存數(shù)量、容量和維護進行專門。
要擴大工業(yè)規(guī)模,提高競爭力,需要擁有針對各種部件的全球性供應鏈。工業(yè)識別使這些供應鏈的透明度和可預測性得以提高,從而有利于產(chǎn)品規(guī)劃。避免遭遇供應瓶頸和設備停機,庫存,提高產(chǎn)品利潤。
使用 SIMATIC RF600 和 SCALANCE W 的物流門戶的組態(tài)示例