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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）加入到計算中。當轉換器打開時，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（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確定。如果對于所需的過載系數沒有指定極限特性，則要遵守針對下一個高過載系數的極限特性。

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、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

SINAMICS DC MASTER 裝置可以通過并聯來增加額定功率。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 6 部設備。多部裝置并聯時，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。
裝置并聯時，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。（可以根據要求提供冗余運行時的 MTBF 數據。）

SINAMICS DC MASTER 裝置并聯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 網絡技術中使用的網線相同。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。

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(tǒng)（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-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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng) ET 200SP (IP20) 裝置中集成進 ET 200AL (IP65/IP67) I/O 系統(tǒng)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(tǒng)，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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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

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

國際標準 PROFINET (IEC 61158/61784) 使用了工業(yè)以太網，可實現直至現場級的實時通訊，也可將企業(yè)級集成進來。由于全面利用了現有 IT 標準，PROFINET 還在工業(yè)以太網上實現同步運動控制應用、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應用和過程應用中進行通訊的現場總線。

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）是實現樓宇自動化的基礎。

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

您的要求

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

這些目標，只有您工廠內所有的機器都能彼此完美協(xié)同運作，才能實現。因此，您需要開放的、集成的自動化通訊——無論在公司內還是公司外。通過確保實現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據交換
• 工廠范圍組態(tài)簡便，診斷效率高
• 集成的安全功能，可防止未經授權的訪問
• 通過相同的連接實現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絡。SIMATIC NET（工業(yè)用聯網技術）代表為數眾多的模塊，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的優(yōu)點，而且還簡化了集成現場總線系統(tǒng)。有力的例證包括：

• 開拓工業(yè)以太網的現場級
• 從現場級到公司管理層級的全面集成
• 采用無線移動通信，實現先進的解決方案
• 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場運作，并通過網絡彼此連接。若實現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。

• 與使用外部網絡部件相比，組裝成本和安裝空間降低
• 由于無需組態(tài)，可以實現快速調試
• 只需插入 CSM 便可靈活地擴展網絡

CSM 1277 是一種具有緊湊、模塊化設計的工業(yè)以太網交換機，適合在 SIMATIC S7-1200 中使用。CSM 1277 可用于增加 SIMATIC S7-1200 的以太網接口，以便與操作員面板、編程設備、其他控制器或辦公環(huán)境同時通訊。

CSM 1277 和 SIMATIC S7-1200 控制器可用于以較低成本實現簡單自動化網絡。

CSM 1277 緊湊型交換機模塊具有 SIMATIC S7-1200 設計的所有優(yōu)點：

• 緊湊型設計；
  堅固的塑料外殼，包括：
  • 4 個 RJ45 接口，用于連接到工業(yè)以太網
  • 3 針插入式端子排，用于從上面連接外部 24 V DC 電源
  • LED 指示燈，用于工業(yè)以太網端口的診斷和狀態(tài)指示
• 可簡便安裝到 S7-1200 的安裝導軌上
• 無風扇，低維護
• 模塊可以不通過編程設備進行更換

• 增加 SIMATIC S7-1200 的以太網接口
• 通過三個另外節(jié)點來設計小型、局域工業(yè)以太網
• 通過自動檢測和自動交叉功能來自動檢測數據傳輸速率
• 用于診斷和狀態(tài)顯示的 LED

網絡拓撲結構和網絡組態(tài)

可使用 CSM 1277 緊湊型交換機模塊來實現各種網絡拓撲結構。

• 將 SIMATIC S7-1200 連接在總線形拓撲結構中：
  SIMATIC S7-1200 的至少一個 RJ45 接口保持閑置，例如，用于連接一個編程設備 (PG)
• 樹/星型拓撲中，SIMATIC S7-1200 至上級網絡的連接：
  SIMATIC S7-1200 至少有 2 個 RJ45 端口未用，可以用來連接，例如，編程設備/操作面板（PG/OP）
• 帶有一臺 SIMATIC S7-1200 和三個其它以太網節(jié)點的小型局域網絡設計

組態(tài)

CSM 1277 緊湊型交換機模塊是一種非網管型交換機，無需進行組態(tài)。

故障診斷

下列信息可通過裝置上的 LED 顯示：

• 功率
• 端口狀態(tài)
• 數據通訊

采用 CSM 1277 實現線性拓撲

CP 1242-7 通信處理器用于將 SIMATIC S7-1200 連接到全球普遍采用的 GSM/GPRS 移動無線網絡，它具有以下特性：

• 在 S7-1200 控制器之間和/或 S7-1200 控制器與帶有 Internet 連接的控制中心之間進行全球范圍的無線數據交換
• 基于通用無線分組業(yè)務 (General Packet Radio Service，GPRS)，移動無線業(yè)務進行通信，數據傳輸速率高達 86 Kb/s（下行鏈路）和 43 Kb/s（上行鏈路）
• 帶有固定 IP 地址和具有標準移動電話合約的動態(tài) IP 地址的 GPRS 模式
• 基于網絡時間協(xié)議 (Network Time Protocol，NTP) 的時間同步
• 通過語音呼叫或文本消息建立按需連接
• 發(fā)送和接收文本消息
• LED 指示燈布局清晰，可進行快速、方便的診斷
• 具有 S7-1200 設計形式的緊湊工業(yè)外殼，可安裝到標準安裝導軌上
• 可使用 STEP 7 方便地組態(tài)，調試十分快速

與“Telecontrol Server Basic”軟件結合使用，CP 1242-7 成為一個具有其它性質的遠程控制系統(tǒng)：

• 通過一個 OPC 接口，可將多 5000 個遠程控制站連接到控制中心
• 發(fā)生連接故障時，在子站中進行數據緩沖
• 對子站進行集中狀態(tài)監(jiān)視
• 不存在特定供應商，用于固定 IP 地址
• 通過 Internet，可使用 STEP 7 遠程訪問子站