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傳感器和執(zhí)行器的新通訊標(biāo)準(zhǔn)
通過(guò) IO-Link 實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)
因全集成自動(dòng)化技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的透明集成
由于具有一個(gè)革新和標(biāo)準(zhǔn)化的傳感器/執(zhí)行器接口,可通過(guò) IO-Link 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)功能進(jìn)行一致性擴(kuò)展。通過(guò)西門(mén)子公司的 IO-Link 解決方案,可在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)下面以佳方式將帶有全部自身性能的傳感器和執(zhí)行器集成在全集成自動(dòng)化 (TIA) 環(huán)境中。
除過(guò)程數(shù)據(jù)外,在整個(gè)工廠范圍內(nèi)還可獲得診斷中斷和傳感器參數(shù)。這樣就加速了調(diào)試過(guò)程,提高了工廠可用性,并降低了通常因工廠中的大量傳感器和執(zhí)行器而產(chǎn)生的維護(hù)成本。由于采用集中數(shù)據(jù)管理,因此可根據(jù)需要經(jīng)常對(duì)反復(fù)進(jìn)行的傳感器或執(zhí)行器參數(shù)化進(jìn)行調(diào)整,無(wú)需對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置。更換一臺(tái)設(shè)備后,參數(shù)將被自動(dòng)重新加載,這樣就縮短了停產(chǎn)時(shí)間。由于常規(guī)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備也可在 IO-Link 接口上運(yùn)行,因此與常規(guī)傳感器和執(zhí)行器的兼容性不會(huì)受到影響。
連接是通過(guò)帶有 IO-Link 端口的 ET 200S 的主站模塊、以成熟的靈活布局完成的。除了傳感器和執(zhí)行器,IO-Link現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備還提供4點(diǎn)和8點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)輸入IO-Link設(shè)備(IP67),用于經(jīng)濟(jì)地集成到標(biāo)準(zhǔn)傳感器中。
通過(guò)將設(shè)備組態(tài)集成到 STEP 7 環(huán)境中,可以發(fā)現(xiàn)故障,并快速、輕松地將故障清除。這樣,機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)的所有階段內(nèi)(組態(tài)、調(diào)試和運(yùn)行)的效率都得到提高。
降低工程組態(tài)成本
調(diào)試時(shí)間縮短
工廠可用性提高
在工業(yè)通信領(lǐng)域中,無(wú)線通信開(kāi)創(chuàng)了全新的應(yīng)用遠(yuǎn)景 - 自工廠部分現(xiàn)代化改造,直至復(fù)雜物流或生產(chǎn)過(guò)程的設(shè)計(jì)。
基于工業(yè)無(wú)線遠(yuǎn)程控制、工業(yè)無(wú)線局域網(wǎng)和 WirelessHART,西門(mén)子公司利用工業(yè)無(wú)線通信技術(shù)針推出了高可靠性自動(dòng)化解決方案。
采用 IWLAN 實(shí)現(xiàn)可靠的無(wú)線通信
無(wú)線遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)為用戶帶來(lái)了難以計(jì)數(shù)的好處,例如,水/廢水處理業(yè)彼此遠(yuǎn)離的工廠區(qū)段之間的連續(xù)通信、在地球的另一側(cè)高速地遠(yuǎn)程訪問(wèn)需要維護(hù)的機(jī)器和設(shè)備。得益于遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)或 HMI/SCADA 系統(tǒng)集成了該技術(shù),通過(guò)移動(dòng)無(wú)線設(shè)備可以隨時(shí)訪問(wèn)傳輸過(guò)來(lái)的過(guò)程數(shù)據(jù)。
無(wú)線解決方案日益成為機(jī)器和設(shè)備中理所當(dāng)然的組成部分。在對(duì)數(shù)據(jù)通信具備高要求的場(chǎng)合,工業(yè)無(wú)線 LAN(IWLAN)對(duì)例如確定性無(wú)線技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) PROFINET 等創(chuàng)新技術(shù)提供了有力的支撐。得益于使用了 PROFIsafe via IWLAN,PROFINET 開(kāi)創(chuàng)了全新的應(yīng)用遠(yuǎn)景 - 自高效工程設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)解決方案,直至與安全相關(guān)的任務(wù)。
此外,IWLAN 基礎(chǔ)設(shè)施也可以用于例如視頻監(jiān)控等的其它應(yīng)用。
WirelessHART 是一種開(kāi)放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)旨于解決過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)無(wú)線通信的特殊要求。它完全滿足了與可靠性、信息安全性、經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)級(jí)用戶操作友好性等相關(guān)的全部特定要求。目前,全球已經(jīng)安裝了 3000 萬(wàn)臺(tái)以上 HART 技術(shù)設(shè)備。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)智能過(guò)程儀表來(lái)說(shuō),HART 技術(shù)是常用的通信協(xié)議。WirelessHART 后向兼容于有線 HART 技術(shù),因此,該技術(shù)為硬件、軟件和專家知識(shí)提供了大的安全性。
基于控制器的 IWLAN 適用于有大量網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的應(yīng)用,例如,集裝箱碼頭
LOGO! Modular 可提供多種電壓類(lèi)型(12VDC, 24VDC, 24VAC, 115/230VDC, 115/230VAC):
LOGO! 具有以下特性:
LOGO!使用非常簡(jiǎn)單:
LOGO! 節(jié)省空間:
LOGO! 提供大的靈活性和通用性:
LOGO! 具有通信功能:
LOGO!使用非常簡(jiǎn)單:
LOGO!8:
LOGO! 提供大的靈活性和通用性:
功能概述
允許在運(yùn)行時(shí)超過(guò)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(guò)的程度和持續(xù)時(shí)間要受到特定的限制,這在下面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
過(guò)載電流的上限是 1.8 倍的額定直流電流。高過(guò)載持續(xù)時(shí)間取決于過(guò)載電流的時(shí)間特性,以及該裝置的過(guò)載歷史,還取決于具體的設(shè)備情況。
每次過(guò)載都必定跟隨有欠載(過(guò)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(guò)載持續(xù)時(shí)間,負(fù)載電流必須返回到至少值 ≤ 額定直流電流。
通過(guò)對(duì)電源部分進(jìn)行熱監(jiān)視可以確定動(dòng)態(tài)過(guò)載持續(xù)時(shí)間(I2t 監(jiān)視)。I2t 監(jiān)視使用實(shí)際負(fù)載電流的時(shí)間特性計(jì)算環(huán)境溫度以上晶閘管損耗層溫度上升的替代值的時(shí)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(shí)間常數(shù))加入到計(jì)算中。當(dāng)轉(zhuǎn)換器打開(kāi)時(shí),計(jì)算過(guò)程從初始值開(kāi)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(shí)必須把環(huán)境條件(環(huán)境溫度和安裝高度)考慮進(jìn)來(lái)。
計(jì)算獲得的替代消耗層溫度上升超過(guò)允許值時(shí),I2t監(jiān)視會(huì)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(dòng)態(tài)過(guò)載能力的組態(tài)
組態(tài)單包含以下信息:
備注:如果計(jì)算獲得的替代損耗層溫度上升不超過(guò)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(guò)載間歇運(yùn)行時(shí)具有極限特性的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)
具有極限特性的磁場(chǎng)是指具有總持續(xù)時(shí)間 300s 的間歇過(guò)載運(yùn)行的負(fù)載循環(huán)。這種負(fù)載循環(huán)包括兩個(gè)時(shí)間部分——基本負(fù)載持續(xù)時(shí)間(電樞電流實(shí)際值 ≤ 額定直流電流)和過(guò)載持續(xù)時(shí)間(電樞電流實(shí)際值 ≥ 額定直流電流)。
每個(gè)極限特性會(huì)把一個(gè)特定裝置的大基本負(fù)載電流表示成針對(duì)小負(fù)載持續(xù)時(shí)間(極限基本負(fù)載電流)的過(guò)載系數(shù)(極限基本負(fù)載電流,按額定直流電流的 a% 計(jì)算)。對(duì)于負(fù)載循環(huán)的剩余持續(xù)時(shí)間,大允許過(guò)載電流通過(guò)過(guò)載系數(shù)確定。如果對(duì)于所需的過(guò)載系數(shù)沒(méi)有指定極限特性,則要遵守針對(duì)下一個(gè)高過(guò)載系數(shù)的極限特性。
極限特性的勵(lì)磁對(duì)于 300s 負(fù)載循環(huán)有效。使用基本計(jì)算算法,負(fù)載循環(huán)可以長(zhǎng)于或短于 300s 的負(fù)載循環(huán)持續(xù)時(shí)間組態(tài)?,F(xiàn)在使用兩個(gè)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(guò)并聯(lián)來(lái)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(jí)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(shí),主裝置應(yīng)該放置在中間,以便信號(hào)連接方便。主從裝置之間從總線到總線的長(zhǎng)并聯(lián)接口線長(zhǎng)度:15 m。
同樣,每部SINAMICS DC MASTER 裝置需要獨(dú)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(duì)于無(wú)降級(jí)(電流下降)運(yùn)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(shí),允許的輸出電流為(維持輔助條件時(shí)):
Imax = n × IN(SINAMICS DC MASTER)
n = SINAMICS DC MASTER 裝置的數(shù)量
冗余運(yùn)行(“(n+m)運(yùn)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(yùn)行模式。在此運(yùn)行模式下,如果一臺(tái)裝置故障(例如電源部分的保險(xiǎn)燒斷),其他 SINAMICS DC MASTER 裝置可以維持運(yùn)行。正確組態(tài)好和互聯(lián)好之后,電樞電路和勵(lì)磁電路都可以冗余運(yùn)行。
當(dāng)一個(gè)裝置故障時(shí),其他SINAMICS DC MASTER 裝置還可以正常運(yùn)行、持續(xù)工作不會(huì)中斷。在組態(tài)系統(tǒng)時(shí),需要特別注意在冗余應(yīng)用中,只須滿足 n 個(gè)裝置的額定功率(而不是 n+m 個(gè)裝置)。
在發(fā)生故障時(shí),主裝置的功能會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)移。這樣一來(lái),無(wú)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(huì)繼續(xù)運(yùn)行。(可以根據(jù)要求提供冗余運(yùn)行時(shí)的 MTBF 數(shù)據(jù)。)
SINAMICS DC MASTER 裝置并聯(lián)時(shí)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??梢灾苯訌奈鏖T(mén)子購(gòu)買(mǎi)標(biāo)準(zhǔn)的 5m 長(zhǎng)線電纜(訂貨號(hào):6RY1707-0AA08)。n 個(gè)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(yùn)行的裝置。
SINAMICS SELECTOR app
西門(mén)子開(kāi)發(fā)了實(shí)用工具 SINAMICS SELECTOR 應(yīng)用程序。采用該應(yīng)用,可以快速、方便地查找功率范圍從 0.12 kW 至 630 kW 的 SINAMICS 驅(qū)動(dòng)器的訂貨號(hào)。無(wú)論 SINAMICS V20、SINAMICS G120C、SINAMICS G120P,還是 SINAMICS G120:該應(yīng)用都可以方便、正確地提供它們的訂貨號(hào)。
工作原理?利用該工具,可以簡(jiǎn)單、方便地選擇所需要的變頻器、額定功率以及設(shè)備選件和必要附件。
市場(chǎng)決定形勢(shì) - 當(dāng)前,更加明顯:
其解決方案為:縮短加工和生產(chǎn)設(shè)備調(diào)整時(shí)間、實(shí)現(xiàn)成本小化、積極創(chuàng)新并實(shí)現(xiàn)更高產(chǎn)能。借助 “源于西門(mén)子” 的自動(dòng)化技術(shù),即使復(fù)雜的需求,也可輕松滿足!
SIMATIC 是可解決各行業(yè)自動(dòng)化任務(wù)的可靠基本自動(dòng)化系統(tǒng),包括標(biāo)準(zhǔn)硬件和軟件組件,并將用于定制擴(kuò)展的所有選件完全公開(kāi)。
SIMATIC 系列產(chǎn)品包括以下組件,彼此之間可相互補(bǔ)充:
SIMATIC 控制器有多種多樣,包括從高性能 PLC 的書(shū)本型迷你控制器,到基于 PC 的控制器,無(wú)論什么要求,它都能滿足要求。
這些控制器的共同特點(diǎn)是,在小的空間里壓縮了大處理能力,能滿足苛刻的機(jī)械和氣候條件、高速及可擴(kuò)展性等要求。
這種分級(jí)的性能特征是 SIMATIC 系列產(chǎn)品的力量所在。