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1FW6 內置扭矩電機水套冷卻，右側：集成冷卻

1FW6 內置轉矩電機為液體冷卻、多極永磁交流同步電機，帶空心軸轉子。1FW6 電機作為內置部件提供，交貨時使用運輸固定裝置固定。若形成成套驅動單元，還需另加軸承和軸編碼器。

每個底座規(guī)格都有不同軸長。定子和轉子的每側中心面處都裝配有法蘭，以及用于機床安裝的螺紋孔。

應注意，如果 1FW6 直接驅動電機（扭矩電機）用于機床或機械手中，可能需要美國專利許可（US5584621）以及相關的國際專利保護。

SIEMOSYN^® 1FU8 電機是一種磁鐵勵磁同步電機，具有一個用于異步自起動的鼠籠式繞組。這些電機可通過電網供電作為恒轉速驅動裝置運行，或通過變頻器供電作為可調速單電機或多電機驅動裝置運行。

SIEMOSYN 1FU8 電機提供有 SIMOVERT^® MASTERDRIVES 或 SINAMICS^® 系列變頻器，或提供有 MICROMASTER^®變頻器。

電機的機械設計（尺寸、外殼、端板、軸尺寸等）與 1LA7 常規(guī)三相電機（IEC 標準）的設計完全相同。

這些電機的標準轉速范圍高達 15000 min^-1。能夠在很大頻率/轉速范圍內獲得恒定驅動轉矩。

• 它們無需使用轉速編碼器，因此不需要轉速編碼器反饋（部件/安裝/組裝/布線成本較低）。
• 單電機和多電機驅動器的轉速準確度與變頻器電源系統的頻率成正比。
• 多電機驅動裝置中的電機是同步運轉的，沒有額外的電路開銷。
• 這一原理使轉子和勵磁損耗較低，具有可與其他電機相比的高效率，并且可節(jié)約運行和電能成本。
• 在確定的頻率范圍內具有恒定轉矩
• 在整個頻率范圍內轉速與負載無關
• 電磁制動，可在停轉時通過直流保持轉矩
• 防退磁的電機設計
• 高防護等級

SIEMOSYN 1FU8 電機一般可在對轉速穩(wěn)定性要求較高并且需要同步運行幾臺互連電機的場合使用。

不管是用作單電機驅動器還是多電機驅動器，它們均適用于這樣的應用，即在較大頻率范圍內嚴格遵守確定的速度關系的情況下，需要獲得與負載無關的轉速或同步運轉，例如：

• 化學纖維工業(yè)（紡絲泵、導絲輪、主動輥）
• 紡織廠（拉伸盤）
• 軋機（輥道電機）
• 輸送系統（皮帶輸送機）
• 玻璃工業(yè)（帶式輸送機）

2SP1 ECS 電機主軸產品系列是一種結構緊湊的標準電機主軸，可用于皮帶傳動主軸的替代品，既可用于粗加工，也可用于精加工。

2SP1 電機主軸包含有所有一根電機主軸的所有常規(guī)元素，例如刀具接口、刀具夾緊和松開機構、主軸軸承（用于消除加工作用力）、水冷驅動電機、主軸箱以及用于分度和換刀監(jiān)控的傳感器。

電動主軸的直徑有兩種類型，分別是 200 mm (7.87 in) 和 250 mm (2SP125)，具有不同的轉矩和轉速梯度，以適配不同的銑床。 電機主軸和 SINAMICS S120 的性能水平配合的十分完美。

2SP1 電機電軸的整個產品系列為合作開發(fā)，并由 Weiss 主軸技術有限公司負責生產。

與傳統的皮帶傳動解決方案相比，2SP1 電機主軸具有以下主要優(yōu)點：

• 主軸解決方案結構緊湊，并可全部安裝在主軸箱中
• 部件數量極少，易于安裝
• 與目前的皮帶傳動解決方案相比，屬于一種經濟可行的標準解決方案
• 傳動系剛性好
• 大轉矩，高轉速，高切削效率，因此生產率高，非生產時間顯著減少
• 與常規(guī)皮帶傳動或齒輪傳動相比，轉速提高，調試時間縮短
• 經濟的氣動刀具釋放機構或任選快速動態(tài)刀具釋放機構
• 源自西門子的遍布全球的一站式系統交付，包括主軸機構
• 由于雙通道技術和具有可選鎖定能力的夾持組，使用 2SP210 更換刀具時間極短

2SP1 電機主軸的主要應用領域是作為機床刀具行業(yè)車間的銑削機床和加工中心的主軸。

2SP120 電機主軸尤其適用于小轉矩、高轉速的輕金屬加工。

2SP125 電機主軸則以大轉矩見長。主要應用于鋼件和鑄件加工。

CPU 1510SP-1 PN 是經濟型入門級 CPU，用于不連續(xù)生產技術中對處理速度和響應速度要求不高的應用。CPU 1510SP-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統（PROFINET 智能設備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設計形式為 3 端口交換機，這樣就可以在系統中通過端口 1 和 2 建立總線型拓撲，并且也可通過端口 3 來連接編程設備/PC 或 HMI 設備。

作為智能設備使用時，CPU 1510SP-1 PN 可實現在本地對過程數據進行分布式預處理，并且僅將實際需要的信息傳輸到上位控制器。這樣做有以下優(yōu)勢：

• 減輕中央控制器的工作負荷
• 縮短對現場重要信號的響應時間
• 數據量減少，總線系統上的負荷降低
• 各單元經過預測試并進行平行調試，設置更快速
• 由于自帶機械裝置,增加了可用性和靈活性
• 組態(tài)清晰明了

CPU 1510SP-1 PN 完全獨立于中央控制器運行。如果其發(fā)生故障，CPU 1510SP-1 PN 仍繼續(xù)運行。

位模塊化設計的 ET 200SP I/O 系統和 CPU 1510SP-1 PN 可實現面向功能的站設計。

另外，CPU 通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過標準化 PLC-open 塊 提供連接至驅動器的能力。

CPU 1510SP-1 PN CPU 直接卡裝到 DIN 導軌上，并具有：

• A powerful processor:
  The CPU achieves command execution times as low as 72 ns per binary instruction.
• 大容量工作存儲器：
  100 KB 用于程序，750 KB 用于數據
• SIMATIC 存儲卡作為裝載存儲器；
  允許附加固件更新、數據日志和歸檔等功能
• 位模塊化擴展性，靈活性好；
  任意組合達 64 個 I/O 模塊（I/O 模塊、工藝模塊和通信模塊）。大 1 m 的站寬度。
• 采用 ET 200AL 的混合配置； 
  通過“BU-Send”基本單元和“BA-Send”總線適配器，可以在可擴展的 I/O 系統 ET 200SP (IP20) 裝置中集成進 ET 200AL (IP65/IP67) I/O 系統的多 16 個 I/O 模塊。
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機：
  • 端口 1 和 2 通過總線適配器來連接（CPU 1510SP-1 PN 未提供總線適配器，不使用該適配器也可運行）。
    如果需要，相應的總線適配器（BA 2xRJ45 或 BA 2xFC）需單獨訂購。）
  • 端口 3 通過集成式 RJ45 接口來連接
• 集成通信功能：
  • 編程器/OP 通信
  • PROFINET IO
  • 開放式 IE 通訊（TCP，ISO-on-TCP 和 UDP）
  • OPC UA 器 (數據存取)
  • Web 器
  • S7 通信
  • S7 路由
  • 數據集路由
• 免維護數據備份（無電池）
• 用于錯誤 (Error)、運行狀況 (RUN/Stop)、維護 (MT)、電源 (PWR) 以及每個端口一個鏈路 LED 的診斷顯示
• 可選標簽采用淺灰色或黃色標簽條。有兩種材料可供選擇：
  • 標簽箔和帶有 500 個標簽條的標簽卷，用于熱轉印打印機
  • 標簽紙 (280 g/m²)，規(guī)格 DIN A4，每張 100 個標簽條，適用于激光打印機
• ET 200SP CPU 可帶有一個參考 ID 標簽
• 借助于總線適配器，可實現不同的 PROFINET 連接類型
  • 在具有中等機械及 EMC 負荷的標準應用中，可以使用帶 RJ45 接口的 SIMATIC 總線適配器，如總線適配器 BA 2xRJ45。
  • 對于設備上承受較高機械和/或 EMC 負荷的機械設備和系統，建議使用通過 FastConnect (FC) 進行連接的 SIMATIC 總線適配器。
  • 不能將帶有光纖電纜接口（SCRJ、LC）的 SIMATIC 總線適配器與 CPU 1510SP-1 PN 相連。
• 在將 AC I/O 模塊或 AI Energy Meter ST 用作第一個 I/O 模塊時，應將深色的基本單元用作 ET 200SP CPU 后面的第一個基本單元

供貨清單：

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

• 高效性
  • 高速命令處理
  • 功能強大的網絡接口：
    每個 CPU 均配備 PROFINET IO IRT (3 端口交換機) 作為標準接口。
• 集成技術
  • 通過標準化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅動器和具有 PROFIdrive 功能的驅動器
  • 支持轉速控制軸和定位軸以及外部編碼器
  • 精確位置傳動可實現軸之間的同步操作
  • 具有所有 CPU 變量的跟蹤功能，用于實時診斷和偶發(fā)故障檢測
  • 全面的控制功能，例如，通過便于組態(tài)的塊可自動控制參數實現優(yōu)控制質量
• 等時同步模式
  • 通過恒定總線循環(huán)時間，將分布式信號采集、信號傳輸和程序執(zhí)行與 PROFIBUS 循環(huán)進行同步
• 集成安全功能
  • 通過密碼進行知識保護，防止未經許可證讀取和修改程序塊
  • 通過復制保護，可綁定 SIMATIC 存儲卡的程序塊和序列號：只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。
  • 4-級 授權理念：
    Communication to the HMI devices can also be restricted.
  • 操作保護：
    The controller recognizes changed or unauthorized transmissions of the engineering data.
• 集成式系統診斷
  • TIA Portal 中、HMI 設備上以及 Web 器上以普通文本形式一致顯示系統診斷信息（甚至能顯示來自變頻器的消息），即使 CPU 處于停止模式也會進行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無須進行特殊組態(tài)。
• 通過集中設置進行組態(tài)控制（選項處理）
  • 控制器中可存儲各種硬件配置：
    在用戶程序中修改配置（啟動 OB100）
    配置結束時改裝選件
    可使用占位模塊。
• SIMATIC 存儲卡(用來運行 CPU)
  • 用作插入式裝載存儲器，或用于更新固件。
  • 還可用于存儲附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）
  • 通過用戶程序的系統函數創(chuàng)建數據塊實現數據存儲/讀取
• 數據記錄（歸檔）和配方
  • 配方和歸檔以 csv 文件保存在 SIMATIC 存儲卡中；
    便于使用 Office 工具或通過 web 器，訪問工廠運行數據
  • 通過 Web 瀏覽器或 SD 讀卡器，可方便地訪問機器的組態(tài)數據（與控制器之間的雙向數據交換）
• 編程
  • 使用 STEP 7 Professional V13 update 3 或更高版本進行編程

用于 12 脈沖運行的 SINAMICS DC MASTER

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

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

計算所需的自感

1. 0.2 × I_dN (L_D1) 時的電抗器電感

2. I_dmax (L_D2) 時的電抗器電感

• 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 直流電機的額定直流電流的一半

I_dmax 直流電機的大電流的一半

V_di = 1.35 × V_N

V_N 額定電源電壓

12 脈沖運行

EMC 符合性安裝說明

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有的合同、協議或法律關系。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，也不會對現有的擔保條款造成改動。

有關 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 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）這一統稱。

干擾輻射和抗干擾

EMC 取決于裝置在環(huán)境中表現出的兩種特性：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。

產品標準 EN 61800-3

對“變速驅動系統”的電磁兼容性要求在產品標準 EN 61800-3 進行了說明。變速驅動系統（或電力驅動系統 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的一部分。EN 61800-3 標準定義了與驅動系統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供電的工業(yè)生產區(qū)域。

第一和第二環(huán)境的定義

根據所處位置和驅動系統所需電力，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，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，在第二環(huán)境中使用。如果驅動系統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，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)境中的復雜系統中使用的驅動系統。

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中才能使用，系統低標準也要包含變頻器裝置、電機電纜和電機。大多數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?！睕]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。

如果工廠或系統中所有的控制組件（例如 PLC）都表現出適合工業(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。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，產品標準沒有對這種線路供電定義任何極限值。從經濟角度看，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。

符合 EMC 的驅動器安裝（安裝說明）

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不良的等電位聯結時，可以另外用一根截面積至少為10 mm² 的等電位聯結導線與屏蔽線并聯，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?。?。如果所有金屬部件都通過良好的電氣連接互聯了，而電子組件都從獨立的電源供電，則可以假定等電位聯結良好。

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。

S7-400

大量功能可支持用戶對 S7-400 進行編程、調試和維護：

• 高速指令執(zhí)行。
• 用戶友好的參數分配
• 人機界面：
  S7-400 的操作系統中集成了用戶友好的 OCM 。
• 診斷功能和自檢：
  CPU 的智能診斷系統可連續(xù)檢查系統功能并記錄錯誤和特定系統事件。
• 密碼保護。
• 模式選擇開關
• 系統功能

SIMATIC S7-400 符合以下國內和國際標準：

• CE 標志
• UL 認證
• CSA 認證 或 cULus 認證
• FM 認證
• ATEX 認證
• C-Tick、EMC 標記，適用于澳大利亞和新西蘭
• IEC 61131-2
• 船級社的船用認證
  • ABS（美國船級社）
  • BV（法國船級社）
  • DNV（挪威船級社）
  • GL（德國勞氏船級社）
  • LRS（英國勞氏船級社）
  • Class NK（日本船級社）

有關詳細信息，請參見手冊《S7-400 自動化系統 S7-400 模塊技術規(guī)格》。

設計

S7-400 系統可方便地構建為模塊化系統。S7-400 的突出特點是不帶風扇，運行可靠，支持信號模塊的熱插拔。

S7-400 設計簡潔，使用靈活，操作極為方便：

• 模塊安裝十分簡單。
• 背板總線集成在安裝機架中。
• 模塊更換簡單，不會將模塊相互混淆
• 成熟可靠的連接技術
• TOP Connect 連接方式：
  通過 1 芯到 3 芯接頭和螺釘型或彈簧型端子進行預接線。
• 規(guī)定的安裝深度：
  所有接頭和連接器都應該嵌入到模塊內并通過蓋板來保護。
• 小限度的插槽規(guī)則

通信

CPU 和通信處理器支持以下通信類型：

• 過程通信；
  通過總線（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）對 I/O 模塊進行循環(huán)尋址（交換過程映像）。從循環(huán)執(zhí)行級調用過程通信
• 數據通信；
  在自動化系統之間或 HMI 與多個自動化系統之間
  進行數據交換。數據通信可循環(huán)進行，或在發(fā)生特定事件時通過塊從用戶程序調用。

數據通信

SIMATIC S7-400 擁有不同的數據通信機制：

• 通過全局數據通信 (GD) 實現聯網的 CPU 之間的數據包循環(huán)交換。
• 通過通信功能進行事件驅動型通信。

通過 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 實現網絡連接。

全局數據 (GD)

通過 MPI 以及“全局數據通信”，聯網的 CPU 可以相互循環(huán)交換數據（多可達 16 個 GD 數據包，每個循環(huán)的大 GD 數據包大小為 64 字節(jié)）。例如，CPU 可以訪問另一個 CPU 的數據/位存儲器/過程映像。若網絡上連接有 S7-300，則數據交換限制為大 22 字節(jié)。全局數據通信可通過 MPI 來實現?？墒褂?STEP 7 來執(zhí)行組態(tài)。在分段式 CR2 安裝機架中，兩個 CPU 可以使用 GD 并通過 C 總線通信。

通信功能

通過系統內集成的塊，可以建立與 S7/C7 伙伴之間的通信。

這些包括：

• 通過 MPI 和 PROFIBUS S7 進行的 S7 通信。
• 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網進行的 S7 通信。

通過可加載的塊，可以建立與 S5 通信伙伴和西門子設備之間的通信。

這些包括：

• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網進行的 S5 兼容通信。
• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網進行的標準通信（通過 PROFIBUS/工業(yè)以太網進行的開放式用戶通信）。

與全局數據不同的是，必須建立通信連接才能實現通信功能。

集成到 IT 環(huán)境中

通過 S7-400，可方便地將現代 IT 環(huán)境與自動化環(huán)境鏈接。使用插入式 CP 443-1 Advanced，可以實現下列功能：

• 使用任何 HTML 工具創(chuàng)建自己的 Web 頁面。方便地將 S7-400 的過程變量分配給 HTML 對象。
• 使用標準瀏覽器并通過這些 Web 頁面監(jiān)控 S7-400。
• 通過 FC 調用，從S7-400 的用戶程序發(fā)送電子郵件。
• 由于 TCP/IP 具有的 WAN 特性，可進行遠程編程，甚至可通過電話網（如ISDN）。

帶有 PROFINET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 器。因此，可以使用標準 Web 瀏覽器讀出 S7-400 站的信息：

• CPU 常規(guī)信息
• 診斷緩沖區(qū)的內容
• 變量表
• 變量狀態(tài)
• 模塊狀態(tài)
• 消息
• 有關工業(yè)以太網的信息
• OUC 連接診斷
• PROFINET 節(jié)點拓撲
• 通過用戶定義的 Web 頁面顯示過程數據和用戶數據

可通過使用用戶權限并支持 HTTPS 協議在 Web 器內提供安全機制。

等時同步模式

通過等時同步模式系統功能，可通過連接到等時同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環(huán)，以實現：

• 分布式信號采集
• 信號傳輸
• 程序執(zhí)行

創(chuàng)建自動化解決方案，以恒定間隔時間（恒定總線周期時間）來捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創(chuàng)建一致的部分過程圖像。

借助于恒定總線周期時間和分布式 I/O 同步信號處理，S7-400 可確保精確重現定義的的過程響應時間。

提供了大量支持等時同步模式系統功能的組件，可用來處理運動控制、測量值采集和高速控制等領域內的要求苛刻的任務。

在分布式自動化解決方案中，SIMATIC S7-400 還將開辟高速處理操作的重要領用領域，并可實現高精度和可重現性。這意味著可在提供佳且恒定的質量的同時提高產量。

在運行模式下更改硬件組態(tài)（運行時組態(tài)，CiR）

通過 SIMATIC S7-400，在工廠運轉期間可以實現硬件組態(tài)的更改，不會影響生產的進行。選項包括：

• 增加分布式 I/O 節(jié)點（PROFIBUS DP 或 PA 從站）
• 在 ET 200M I/O 系統中增加模塊并重新設置參數。

CiR（即運行時組態(tài)）功能可在設備運行期間實現設備擴展和轉換，從而降低設備調試和重新裝備的時間。此外，通過該系統功能，還可以靈活響應工藝的變化（例如，工藝的），因為不必因硬件組態(tài)發(fā)生改變而將設備初始化或同步。

模塊的診斷和過程監(jiān)控

SIMATIC S7-400 的眾多輸入/輸出模塊具有智能功能：

• 監(jiān)控信號采集（診斷）
• 監(jiān)控來自過程的信號（硬件中斷）

診斷

智能診斷系統可用來確定模塊的信號采集（對于數字量模塊）或者模擬量處理（對于模擬量模塊）是否正常工作。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數化和不可參數化的診斷消息：

• 可參數化的診斷消息：
  僅當通過適當參數設置啟用之后，才會發(fā)送診斷消息。
• 不可參數化的診斷消息：
  這些消息是自動發(fā)送的，即與參數設置無關。

如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)（例如，“無傳感器輸入”），則該模塊會觸發(fā)一個診斷中斷（如果已為該診斷消息設置了參數，則僅在相應的參數設置之后才會觸發(fā)中斷）。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務的處理，并處理相關診斷中斷塊 (OB 82)。通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號，并且可以觸發(fā)對信號變化的響應。

SIMATIC S7-400 可采用具有不同性能級別的各種 CPU：

• CPU 412-1、CPU 412-2 和 CPU 412-2 PN：
  用于中等性能的小型工廠。
• CPU 414-2、CPU 414-3、CPU 414-3 PN/DP：
  用于具有對編程、處理速度和通信有額外要求的中等規(guī)模工廠。
• CPU 416-2、CPU 416-3、CPU 416-3 PN/DP：
  在高端性能范圍內具有較高要求的工廠。
• CPU 417-4 DP：
  在高端性能范圍內具有極嚴格要求的工廠。
• CPU 412-5H、CPU 414-5H、CPU 416-5H 和 CPU 417-4H：
  用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。
• CPU 414F-3 PN/DP、CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP：
  用于構建故障安全型自動化系統，適用于具有較高安全要求的工廠。

所有 CPU 裝在帶集成的控制單元和顯示單元的塑料外殼中。 相同的單元具有相同的功能。

前面板上有：

• LED指示燈: 
  用于狀態(tài)和故障指示。
• 波動開關： 
  用于選擇運行模式。
• 存儲器卡插槽（擴展裝載存儲器）
• 組合 MPI/DP 端口。
• 內置 PROFIBUS-DP 接口（非 CPU 412-1）。
• 電池插座： 
  用于后備電池的外部供電。

除 CPU 412-1 處理器外，所有 CPU 具有：

• PROFIBUS DP 接口: 
  用于連接分布式 I/O。根據組態(tài)的不同，也可用于與 OP 或 PG/PC 的通訊。

CPU 414-3 PN/DP, CPU 416-3 PN/DP 和 CPU 416F-3 PN/DP 也可以連接 PROFINET。 每個模板有一個雙口的 PROFINET 接口。

高端 CPU 還具有：

• PROFIBUS DP 接口模板備用插槽： 
  用于鏈接其他 DP 網絡。

此外，CPU 按照其性能進行分級：例如RAM、地址區(qū)大小、可裝載塊的數量以及處理時間。