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SINAMICS DC MASTER 變頻器
SINAMICS DC MASTER 系列變頻器包括了DC Converter(直流變頻器)和控制模塊產(chǎn)品。
直流變頻器(DC Converter)包括了用于連接三相供電系統(tǒng)的內(nèi)置裝置。這些都可用于電樞供電和可變速直流驅(qū)動器領(lǐng)域。該裝置的額定直流電流范圍為 15 到 3 000 A,可以通過并聯(lián)直流變頻器進(jìn)一步提高。
根據(jù)實際應(yīng)用情況,有針對二象限和四象限運行的裝置。該設(shè)備由于集成了參數(shù)化裝置具有自動功能,不需要任何附加設(shè)備進(jìn)行參數(shù)化。所有與開環(huán)和閉環(huán)控制相關(guān)的功能,以及所有監(jiān)視和輔助功能都由微處理器系統(tǒng)處理。設(shè)定值和實際值可以作為模擬量或數(shù)字量輸入。
SINAMICS DC MASTER Control Module(直流主控制模塊)是SIMOREG CM 的后續(xù)產(chǎn)品,主要用于對直流驅(qū)動器進(jìn)行翻新和更新。
SINAMICS DC MASTER 轉(zhuǎn)換器現(xiàn)有以下規(guī)格(自通風(fēng)高到 125A):
根據(jù)實際應(yīng)用情況,直流驅(qū)動器經(jīng)常是價格有利的驅(qū)動器解決方案。在可靠性、操作友好性和運行特性方面有許多優(yōu)點。像過去一樣,在許多工業(yè)領(lǐng)域都有充足的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)原因仍然使用直流驅(qū)動器:
直流驅(qū)動器的主要應(yīng)用包括:
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(luò)連接的國際標(biāo)準(zhǔn)是占有 90% 以場份額的局域網(wǎng)環(huán)境中的首要網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。通過工業(yè)以太網(wǎng),可在分布很廣的區(qū)域內(nèi)構(gòu)建功能強(qiáng)大的通訊網(wǎng)絡(luò)。
國際標(biāo)準(zhǔn) 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(jìn)來。由于全面利用了現(xiàn)有 IT 標(biāo)準(zhǔn),PROFINET 還在工業(yè)以太網(wǎng)上實現(xiàn)同步運動控制應(yīng)用、高效跨廠商工程組態(tài)和機(jī)器與設(shè)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(yīng)用。
PROFIBUS (IEC 61158/61784) – ?的布線系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)。?μ????£它是僅有的一種可用于在生產(chǎn)應(yīng)用和過程應(yīng)用中進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)連接技術(shù),可通過兩線制總線非常經(jīng)濟(jì)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(biāo)準(zhǔn)。
全球標(biāo)準(zhǔn) KNX/EIB (EN 50090、ANSI EIA 776)是實現(xiàn)樓宇自動化的基礎(chǔ)。
網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換通過控制器或鏈路實現(xiàn)??梢詮墓S的任何位置執(zhí)行組態(tài)和診斷。
您想快速推出新產(chǎn)品嗎?您想迅速靈活地響應(yīng)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(jī)器的生產(chǎn)能力,并盡可能減少停機(jī)時間嗎?
這些目標(biāo),只有您工廠內(nèi)所有的機(jī)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(shù)解決方案:
用于自動化解決方案的一個重要構(gòu)建塊就是通訊網(wǎng)絡(luò)。SIMATIC NET(工業(yè)用聯(lián)網(wǎng)技術(shù))代表為數(shù)眾多的模塊,面向工業(yè)設(shè)計,用于有效完成通訊任務(wù):
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:
許多年以來,分布式的解決方案在全球的重要性不斷增強(qiáng)。分布式工廠結(jié)構(gòu)可以減少安裝、維護(hù)和診斷成本。這需要智能化設(shè)備在現(xiàn)場運作,并通過網(wǎng)絡(luò)彼此連接。若實現(xiàn)擴(kuò)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(biāo)準(zhǔn)。
PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng) |
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工業(yè)以太網(wǎng) |
– 基于國際以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) |
PROFINET |
——用于自動化系統(tǒng)的開放性工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) |
工業(yè)無線 LAN |
– 基于標(biāo)準(zhǔn)的無線通訊工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) |
PROFIBUS |
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PROFIBUS |
——用于現(xiàn)場級的國際標(biāo)準(zhǔn)在總線系統(tǒng)中是全球者 |
AS-i 電纜連接 |
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AS-Interface |
——符合該國際標(biāo)準(zhǔn)的 AS-Interface,作為電纜線束的低成本替代品,可通過兩芯導(dǎo)線連接傳感器和執(zhí)行器。 |
IO-Link |
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IO-Link |
——用于從現(xiàn)場級到 MES 級智能連接傳感器和執(zhí)行器 |
憑借全集成自動化(TIA),西門子公司成為一家能夠一致性提供涵蓋所有領(lǐng)域自動化產(chǎn)品和系統(tǒng)的供應(yīng)商,從進(jìn)貨入庫到加工流程,再到產(chǎn)品配送,從現(xiàn)場級到生產(chǎn)控制級,再到公司管理級的集成。
全集成自動化的優(yōu)點不僅在設(shè)計和工程階段,而且在裝配和調(diào)試階段以及操作和維護(hù)階段都表現(xiàn)不俗。
只需花費較小的成本,即可創(chuàng)建自動化解決方案。全新的開發(fā)自由度,能夠更快速、更靈活地應(yīng)對新的市場需求。工廠也可很容易地進(jìn)行擴(kuò)建或改造,而無需中斷當(dāng)前的生產(chǎn)運行。
隨著工業(yè)以太網(wǎng)在自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用增長,全集成自動化中的兩大主題愈顯重要:PROFINET 和 SCALANCE。
您需要公司內(nèi)戰(zhàn)略性決策的無縫信息流 - 從第一個制造階段到操作直到公司管理層。為此,必須在工廠設(shè)計規(guī)劃伊始,即能高效性及高一致性。
PROFINET,是一種開放式、創(chuàng)新工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),符合所有工業(yè)自動化要求,可公司范圍內(nèi)的一致性通訊。
PROFINET 用于直接連接分布式現(xiàn)場設(shè)備到工業(yè)以太網(wǎng),以及同步運動控制應(yīng)用的解決方案。 借助于組件技術(shù),PROFINET 還支持分布式自動化系統(tǒng),以及垂直集成和安全型應(yīng)用的解決方案。PROFINET 還支持控制器與控制器之間的通訊。
SCALANCE X 工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、SCALANCE S 工業(yè)安全模塊以及工業(yè)無線局域網(wǎng) (IWLAN) 接入點和客戶端模塊(SCALANCE W)、SCALANCE M 可以充分地滿足工業(yè)應(yīng)用的要求,可用于對 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)上的工作站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。
將無線通訊應(yīng)用于自動化設(shè)備及工業(yè)終端設(shè)備,可實現(xiàn)更大的靈活性。結(jié)果是,簡化維護(hù)工作、減少維修成本、縮短停機(jī)時間。通過 SCALANCE 產(chǎn)品實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò),可以實現(xiàn)安全的,甚至于故障安全的通信。這在很大程度上提高了公司的競爭力。
可以在無線電場內(nèi)執(zhí)行具有實時要求的復(fù)雜應(yīng)用。
將無線功能用于移動設(shè)備可以節(jié)約電纜和維護(hù)成本,無人駕駛的運輸系統(tǒng)可以通過無線系統(tǒng)接收數(shù)據(jù),無需電纜,可以靈活地選擇路徑。
整個解決方案包括:
SIMATIC NET 具備集成式完整解決方案所需全部部件,并支持下列通訊系統(tǒng):
工業(yè)以太網(wǎng) (IEEE 802.3)
該區(qū)域網(wǎng)絡(luò)國際標(biāo)準(zhǔn)是局域網(wǎng)環(huán)境中的第一個網(wǎng)絡(luò)。
通過工業(yè)以太網(wǎng),可在分布很廣的區(qū)域內(nèi)構(gòu)建功能強(qiáng)大的通訊網(wǎng)絡(luò)。
PROFINET (IEC 61158/61784)
國際標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)來。通過充分利用現(xiàn)有的 IT 標(biāo)準(zhǔn),PROFINET 允許同步運動控制應(yīng)用、有效的跨制造商工程設(shè)計和工業(yè)以太網(wǎng)上機(jī)器和系統(tǒng)的高利用率。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(yīng)用。
PROFIBUS (IEC 61158/61784) -
的布線系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)。它既可以實現(xiàn)加工制造應(yīng)用內(nèi)部的通信,也可以實現(xiàn)面向過程的應(yīng)用的內(nèi)部通信。
AS-Interface (EN 50295/IEC 62026) -
可替代電纜束的國際標(biāo)準(zhǔn)連接技術(shù),可通過兩線制總線非常經(jīng)濟(jì)地將傳感器和執(zhí)行器連接在一起。
IO-Link -
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(biāo)準(zhǔn)。
網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換通過控制器或鏈路實現(xiàn)??梢詮墓S的任何位置執(zhí)行組態(tài)和診斷。
該圖顯示了各種自動化系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的連接
注意
SIPLUS extreme 產(chǎn)品基于 SIMATIC 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。此處的內(nèi)容摘自相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。添加了特定 SIPLUS extreme 信息
SIMATIC PM 1207 單相負(fù)載電源(PM = 電源模塊)帶輸入電壓范圍自動選擇功能。其設(shè)計和功能佳適用于 SIMATIC S7-1200 PLC。 它可通過 24 V 輸入向 CPU 供電,以及向信號模塊和與模塊連接的 24 V 負(fù)載供電。 通過全面認(rèn)證(如 UL、ATEX 或 GL),可以通用。
下列各項可用于 S7-1200,以執(zhí)行 HMI 功能:
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(jìn)行詳細(xì)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(shè)備情況。
每次過載都必定跟隨有欠載(過載相的負(fù)載電流小于額定直流電流)。一旦達(dá)到高允許過載持續(xù)時間,負(fù)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(jìn)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(fù)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(shè)備特性(例如熱阻和時間常數(shù))加入到計算中。當(dāng)轉(zhuǎn)換器打開時,計算過程從初始值開始,該初始值在關(guān)斷/線路供電故障之前確定。在設(shè)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(jìn)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(yīng)。作為響應(yīng),有兩種選擇可以被參數(shù)化:
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:
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(rèn)為電源部分處于“低溫”狀態(tài)。該狀態(tài)可以使用二進(jìn)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(jié)構(gòu)
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(fù)載循環(huán)。這種負(fù)載循環(huán)包括兩個時間部分——基本負(fù)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(fù)載電流表示成針對小負(fù)載持續(xù)時間(極限基本負(fù)載電流)的過載系數(shù)(極限基本負(fù)載電流,按額定直流電流的 a% 計算)。對于負(fù)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(fù)載循環(huán)有效。使用基本計算算法,負(fù)載循環(huán)可以長于或短于 300s 的負(fù)載循環(huán)持續(xù)時間組態(tài)。現(xiàn)在使用兩個基本任務(wù)顯示。
基本任務(wù)1 和 2 的特性舉例
基本任務(wù) 1
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(shè)備。多部裝置并聯(lián)時,主裝置應(yīng)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(uK 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):
Imax = n × IN(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(dāng)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn))連接,與 PC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中使用的網(wǎng)線相同。可以直接從西門子購買標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備上的總線終端。
(4) 這些熔斷器只能用在 850A 及以下的設(shè)備上。
(5) 只適用于 850A 及以下四象限運行的裝置。
SIMATIC HMI 精簡型面板在安裝方面與面板和多功能面板產(chǎn)品系列的現(xiàn)有觸控型設(shè)備兼容。
使用工程組態(tài)軟件 SIMATIC WinCC Basic/Comfort/Professional 或 SIMATIC STEP 7 Basic(帶集成的 WinCC Basic)進(jìn)行組態(tài)。
KTP400 精簡型單色 PN 以及所有 6" 至 15" 設(shè)備也可使用 SIMATIC WinCC flexible Compact、Standard 或 Advanced 組態(tài)軟件來組態(tài)。