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確定動態(tài)過載能力

功能概述

允許在運行時超過裝置額定銘牌上指定的額定直流（大允許連續(xù)直流電流）。但是超過的程度和持續(xù)時間要受到特定的限制，這在下面進行詳細說明。

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

每次過載都必定跟隨有欠載（過載相的負載電流小于額定直流電流）。一旦達到高允許過載持續(xù)時間，負載電流必須返回到至少值 ≤ 額定直流電流。

通過對電源部分進行熱監(jiān)視可以確定動態(tài)過載持續(xù)時間（I²t 監(jiān)視）。I²t 監(jiān)視使用實際負載電流的時間特性計算環(huán)境溫度以上晶閘管損耗層溫度上升的替代值的時間特性。在這種情況下，要把具體的設備特性（例如熱阻和時間常數(shù)）加入到計算中。當轉(zhuǎn)換器打開時，計算過程從初始值開始，該初始值在關斷/線路供電故障之前確定。在設置參數(shù)時必須把環(huán)境條件（環(huán)境溫度和安裝高度）考慮進來。

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

• 電樞電流設置值下降到額定直流電流報警，或
• 設備關機故障

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。

動態(tài)過載能力的組態(tài)

組態(tài)單包含以下信息：

• 長負載持續(xù)時間t_an從低溫電源部分和指定恒定負載時算起，
• 長零電流間隔t_ab（長冷卻時間）直到電源部分達到“低溫”熱狀態(tài)，以及
• 極限特性的磁場，用于確定熱穩(wěn)定、過載間歇運行期間的過載能力（周期性工作循環(huán)）

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

帶過載間歇運行時具有極限特性的磁場結構

具有極限特性的磁場是指具有總持續(xù)時間 300s 的間歇過載運行的負載循環(huán)。這種負載循環(huán)包括兩個時間部分——基本負載持續(xù)時間（電樞電流實際值 ≤ 額定直流電流）和過載持續(xù)時間（電樞電流實際值 ≥ 額定直流電流）。

每個極限特性會把一個特定裝置的大基本負載電流表示成針對小負載持續(xù)時間（極限基本負載電流）的過載系數(shù)（極限基本負載電流，按額定直流電流的 a% 計算）。對于負載循環(huán)的剩余持續(xù)時間，大允許過載電流通過過載系數(shù)確定。如果對于所需的過載系數(shù)沒有指定極限特性，則要遵守針對下一個高過載系數(shù)的極限特性。

極限特性的勵磁對于 300s 負載循環(huán)有效。使用基本計算算法，負載循環(huán)可以長于或短于 300s 的負載循環(huán)持續(xù)時間組態(tài)?，F(xiàn)在使用兩個基本任務顯示。

基本任務1 和 2 的特性舉例

基本任務 1

• 已知：
  裝置、循環(huán)持續(xù)時間、過載系數(shù)、過載持續(xù)時間
• 求：
  （?。┗矩撦d持續(xù)時間和大基本負載電流

SINAMICS DC MASTER 裝置的并聯(lián)

SINAMICS DC MASTER 裝置可以通過并聯(lián)來增加額定功率。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通訊所需的硬件和插頭。

多可以并聯(lián) 6 部設備。多部裝置并聯(lián)時，主裝置應該放置在中間，以便信號連接方便。主從裝置之間從總線到總線的長并聯(lián)接口線長度：15 m。

同樣，每部SINAMICS DC MASTER 裝置需要獨立的換相電抗器（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。對于無降級（電流下降）運行，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，允許的輸出電流為（維持輔助條件時）：

I_max = n × I_{N(SINAMICS DC MASTER)}

n = SINAMICS DC MASTER 裝置的數(shù)量

冗余運行（“（n+m）運行”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)運行模式。在此運行模式下，如果一臺裝置故障（例如電源部分的保險燒斷），其他 SINAMICS DC MASTER 裝置可以維持運行。正確組態(tài)好和互聯(lián)好之后，電樞電路和勵磁電路都可以冗余運行。

當一個裝置故障時，其他SINAMICS DC MASTER 裝置還可以正常運行、持續(xù)工作不會中斷。在組態(tài)系統(tǒng)時，需要特別注意在冗余應用中，只須滿足 n 個裝置的額定功率（而不是 n+m 個裝置）。

在發(fā)生故障時，主裝置的功能會自動轉(zhuǎn)移。這樣一來，無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)都會繼續(xù)運行。（可以根據(jù)要求提供冗余運行時的 MTBF 數(shù)據(jù)。）

SINAMICS DC MASTER 裝置并聯(lián)時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 標準）連接，與 PC 網(wǎng)絡技術中使用的網(wǎng)線相同。可以直接從西門子購買標準的 5m 長線電纜（訂貨號：6RY1707-0AA08）。n 個裝置并聯(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/設備上的總線終端。

(4) 這些熔斷器只能用在 850A 及以下的設備上。

(5) 只適用于 850A 及以下四象限運行的裝置。

• 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 IO 設備
• PROFINET I-Device，用于連接作為智能 PROFINET 設備的 CPU（帶 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器）
• 適用于 4 個控制器的 PROFINET 共享智能設備
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機
• PROFIBUS 上的等時同步模式
• 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 PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 組態(tài)控制（選項處理）
• 集成運動控制功能，用于控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器

注

CPU 的運行需要 SIMATIC 存儲卡

總線適配器不在供貨范圍內(nèi)，須單獨訂購。

CPU 1510SP F-1 PN 是經(jīng)濟實用的入門級 CPU，適用于在分散生產(chǎn)技術中對處理性能和響應速度具有中等要求的標準應用和故障安全應用。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備 （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(tǒng)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 F-1 PN 可實現(xiàn)在本地對過程數(shù)據(jù)進行分布式預處理，并且僅將實際需要的信息傳輸?shù)缴衔豢刂破?。這種方式有以下優(yōu)點：

• 減輕中央控制器的工作負荷
• 縮短對現(xiàn)場重要信號的響應時間
• 數(shù)據(jù)量減少，總線系統(tǒng)上的負荷降低
• 各單元經(jīng)過預測試并進行平行調(diào)試，設置更快速
• 由于采用獨立的機器單元，提高了可用性和靈活性
• 組態(tài)清晰明了

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

按位模塊化的 ET 200SP I/O 系統(tǒng)設計加上 CPU 1510SP-1 PN，可實現(xiàn)面向功能的站設計。

另外，CPU 還通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能，并能夠通過標準化 PLC-open 塊連接到驅(qū)動器。

CPU 1510SP F-1 PN 可直接卡裝到標準安裝導軌上，并具有以下配置：

• 功能強大的處理器：
  CPU 的命令執(zhí)行時間可低至每個二進制指令 72 ns。
• 大容量工作存儲器：
  150 KB 用于程序，750 KB 用于數(shù)據(jù)
• SIMATIC 存儲卡作為裝載存儲器；
  可具有固件更新、數(shù)據(jù)日志和歸檔等附加功能。
• 可按位進行模塊化擴展，靈活性高；
  多達 64 個 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 個集成交換機端口：
  • 端口 1 和 2 通過總線適配器來連接（CPU 1510SP F-1 PN 未提供總線適配器，不使用該適配器也可運行）。如果需要，需單獨訂購相應的總線適配器（BA 2xRJ45 或 BA 2xFC）。
  • 端口 3 通過集成式 RJ45 接口來連接。
• 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
• 免維護數(shù)據(jù)備份（無需電池）
• 用于錯誤 (Error)、運行狀況 (RUN/Stop)、維護 (MT)、電源 (PWR) 診斷指示燈，以及每個端口一個鏈路 LED 指示燈
• 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，可用熱轉(zhuǎn)印打印機進行打印
  • 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 可配有一個參考 ID 標簽。
• 通過總線適配器實現(xiàn)不同 PROFINET 連接類型
  • 在標準環(huán)境條件下，BA 2xRJ45 用于通過 RJ45 插頭進行連接
  • 對于運行期間的機械負荷和/或更高的 EMC 要求，可使用 BA 2xFC 來直接連接 PROFINET 電纜
• 在將 AC I/O 模塊或 AI Energy Meter ST 用作第一個 I/O 模塊時，應將深色基本單元用作 ET200SP CPU 后面的第一個基本單元

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（總線適配器須單獨訂購）

• 性能
  • 高速命令處理
  • 高性能網(wǎng)絡接口：
    CPU 配有 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(qū)動器和具有 PROFIdrive 功能的驅(qū)動器
  • 支持轉(zhuǎn)速控制軸和定位軸以及外部編碼器
  • 精確位置傳動可實現(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)的塊自動控制參數(shù)以實現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)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)進行同步耦合
• 集成安全功能
  • 通過密碼保護專有技術，防止未經(jīng)許可而讀取和修改程序塊
  • 通過復制保護，可將具體程序塊與 SIMATIC 存儲卡的序列號綁定：
    只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中后，程序塊才可運行。
  • 4 級授權方式：
    也可以對與 HMI 設備的通信進行限制。
  • 防止操作：
    控制器可以識別工程組態(tài)數(shù)據(jù)的更改和未授權傳輸。
• 集成式系統(tǒng)診斷
  • 可在 TIA 博途中、HMI 設備上和 Web 器上顯示系統(tǒng)診斷信息，甚至可顯示來自變頻器的消息，及時 CPU 處于 STOP 模式也進行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無需進行特殊組態(tài)。
• 通過集中設置進行組態(tài)控制（選項處理）
  • 可以在控制器中存儲各種硬件組態(tài)：
    在用戶程序中修改組態(tài)（啟動 OB100）
    組態(tài)結束時改裝選件
    可使用占位模塊。
• SIMATIC 存儲卡（CPU 運行需要此存儲卡）
  • 用作插入式裝載存儲器，或用于更新固件
  • 也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(tǒng)函數(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊以進行存儲/讀取
• 數(shù)據(jù)日志（歸檔）和配方
  • 在 SIMATIC 存儲卡上存儲配方和歸檔的 .csv 文件；
    使用 Office 工具或通過 Web 器方便地訪問設備運行數(shù)據(jù)。
  • 通過 Web 瀏覽器或 SD 讀卡器，方便地訪問機器組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
• 對標準程序部分進行編程
  • 使用 STEP 7 Professional V13 SP1 或更高版本進行編程
• 對故障安全程序部分進行編程
  • 使用選件包“STEP 7 Safety Advanced”對安全相關程序部分進行編程

工業(yè)總線系統(tǒng)

SIMATIC NET 培養(yǎng)集成完整解決方案所需的所有部件，并支持下列總線系統(tǒng)：

工業(yè)以太網(wǎng)（IEEE 802.3 和 802.11 WLAN）– 區(qū)域網(wǎng)絡連接的國際標準是占有 90% 以場份額的局域網(wǎng)環(huán)境中的首要網(wǎng)絡標準。通過工業(yè)以太網(wǎng)，可在分布很廣的區(qū)域內(nèi)構建功能強大的通訊網(wǎng)絡。

國際標準 PROFINET (IEC 61158/61784) 使用了工業(yè)以太網(wǎng)，可實現(xiàn)直至現(xiàn)場級的實時通訊，也可將企業(yè)級集成進來。由于全面利用了現(xiàn)有 IT 標準，PROFINET 還在工業(yè)以太網(wǎng)上實現(xiàn)同步運動控制應用、高效跨廠商工程組態(tài)和機器與設備的高可用性。PROFINET 支持分布式自動化和控制器之間的通訊，可實現(xiàn)故障安全應用。

PROFIBUS (IEC 61158/61784) – ?的布線系統(tǒng)國際標準。?μ????￡它是僅有的一種可用于在生產(chǎn)應用和過程應用中進行通訊的現(xiàn)場總線。

AS-Interface (IEC 62026-2/EN 50295) – 可替代電纜束的國際標準連接技術，可通過兩線制總線非常經(jīng)濟地將傳感器和執(zhí)行器連接在一起。

IO 鏈路 –
用于智能化連接現(xiàn)場級到 MES 級的傳感器和執(zhí)行器的標準。

全球標準 KNX/EIB （EN 50090、ANSI EIA 776）是實現(xiàn)樓宇自動化的基礎。

網(wǎng)絡轉(zhuǎn)換通過控制器或鏈路實現(xiàn)。可以從工廠的任何位置執(zhí)行組態(tài)和診斷。

您的要求

您想快速推出新產(chǎn)品嗎？您想迅速靈活地響應市場需求，減少轉(zhuǎn)換時間從而縮短產(chǎn)品的時間嗎？您想提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本嗎？還有，您想充分利用工廠和機器的生產(chǎn)能力，并盡可能減少停機時間嗎？

這些目標，只有您工廠內(nèi)所有的機器都能彼此完美協(xié)同運作，才能實現(xiàn)。因此，您需要開放的、集成的自動化通訊——無論在公司內(nèi)還是公司外。通過確保實現(xiàn)下列條件來避免隔離的自動化和信息技術解決方案：

• 從執(zhí)行器/傳感器層級到公司管理層的信息流動連續(xù)無縫
• 任何地方均可獲取信息
• 不同工段之間的高速數(shù)據(jù)交換
• 工廠范圍組態(tài)簡便，診斷效率高
• 集成的安全功能，可防止未經(jīng)授權的訪問
• 通過相同的連接實現(xiàn)故障安全和標準通訊

我們提供

用于自動化解決方案的一個重要構建塊就是通訊網(wǎng)絡。SIMATIC NET（工業(yè)用聯(lián)網(wǎng)技術）代表為數(shù)眾多的模塊，面向工業(yè)設計，用于有效完成通訊任務：

• 用于不同的自動化領域。
• 用于整個工作流中
• 用于整個工廠生命周期
• 用于所有部門

SIMATIC NET 提供的解決方案，不僅充分利用了以太網(wǎng)的優(yōu)點，而且還簡化了集成現(xiàn)場總線系統(tǒng)。有力的例證包括：

• 開拓工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場級
• 從現(xiàn)場級到公司管理層級的全面集成
• 采用無線移動通信，實現(xiàn)先進的解決方案
• IT 技術的集成

全球潮流

許多年以來，分布式的解決方案在全球的重要性不斷增強。分布式工廠結構可以減少安裝、維護和診斷成本。這需要智能化設備在現(xiàn)場運作，并通過網(wǎng)絡彼此連接。若實現(xiàn)擴展安裝及連接不同的系統(tǒng)，開放性和靈活性十分重要。為此，多個國際委員為總線系統(tǒng)制定了許多標準。

技術是專業(yè)實力的證明

不管要帶動什么樣的負載，西門子始終是各種驅(qū)動應用的正確之選！

不管您的驅(qū)動問題或大或小，我們總會竭盡全力地與您一起制定出一個佳解決方案。

西門子電機的優(yōu)點：

• 適合幾乎所有應用領域的佳驅(qū)動解決方案
• 擁有享譽全球的高端技術
• 簡單、堅固耐用的組件，使用壽命長
• 產(chǎn)品質(zhì)量通過 DIN EN ISO 9001 認證
• 符合德國標準 (DIN/VDE) 和國際標準 (IEC/EN)
• 始終如一地使用環(huán)保材料
• 生產(chǎn)技術具有環(huán)境友好性

“電機”的定義

常用的基本型電機系列 1LA7、1LA9、1LG6、1LE1001 和 1LE1501 被稱為“電機”。

• 這種電機涉及西門子整個電機系列中的一個特定部分。
• 交付時間符合產(chǎn)品目錄中的詳細規(guī)定
• 這些電機的價格組為 3Z0

“快捷電機”的定義

大多數(shù)“電機”的交貨時間較短，也稱為“快捷電機”。

• 這種電機涉及電機的一部分，可使用訂貨代碼 B19 來訂購
• “快捷電機”的標準交貨時間（從工廠下單到交付）為 1 至 2 天。為確定到達客戶現(xiàn)場的時間，必須加上相應的運輸時間。
• 對于這種更加快速的交貨，客戶需要交納一定的快捷交貨附加費用。