Благодаря отдельному блоку питания и блоку управления приводная система SINAMICS S120 может быть идеально адаптирована к различным задачам привода.
Блок управления выбирается в зависимости от количества управляемых приводов и требуемого уровня производительности, в то время как блок питания должен быть рассчитан в соответствии с энергетическими требованиями системы. Соединение между управляющим модулем и силовым модулем осуществляется очень просто с помощью интерфейса цифровой системы DRIVE-CLiQ.
В формате шасси доступны следующие приводные устройства:
- Силовые модули
- Основные линейные модули
- Модули Smart Line (доступны только в версии с воздушным охлаждением)
- Активные линейные модули
- Активные интерфейсные модули
- Моторные модули
Силовые модули
Простейшая версия приводной системы SINAMICS S120 содержит блок управления CU310-2 и силовой модуль.
В силовых модулях, специально разработанных для приводов с одним двигателем без рекуперативной обратной связи в сеть, вход питания на стороне сети и силовой модуль на стороне двигателя объединены в один блок.
Вырабатываемая энергия при торможении преобразуется в тепло в тормозных резисторах.
Блок управления подключен к силовому модулю; В дополнение к полному интеллекту управления, блок управления также имеет все интерфейсы привода для связи с системами более высокого уровня и сопряжения дополнительных компонентов.
Линейные модули
Линейные модули содержат центральный линейный вход для звена постоянного тока. Различные линейные модули могут быть выбраны для решения различных профилей приложений:
- Основные линейные модули
- Модули Smart Line
- Активные линейные модули
Основные линейные модули
Модули Basic Line предназначены только для работы с питанием, то есть они не способны восстанавливать энергию в сети. Если регенерирующая энергия вырабатывается, например, при работе тормозного привода, она должна быть преобразована в тепло с использованием тормозного модуля и тормозного резистора.
Опционально может быть установлен сетевой фильтр для обеспечения соответствия ограничениям, установленным для категории C2 в EN 61800‑3.
Модули Smart Line
Модули Smart Line могут подавать энергию и возвращать регенеративную энергию в систему питания. Тормозной модуль и тормозной резистор требуются только в том случае, если приводы нуждаются в управляемом замедлении после сбоя питания (т. Е. Когда невозможно восстановить энергию в источнике питания). Для подачи с использованием модуля Smart Line требуется соответствующий линейный реактор.
Опционально может быть установлен сетевой фильтр для обеспечения соответствия ограничениям, установленным для категории C2 в EN 61800‑3.
Активные линейные модули
Активные линейные модули могут подавать энергию и возвращать регенеративную энергию в систему питания. Тормозной модуль и тормозной резистор требуются только в том случае, если приводы нуждаются в управляемом замедлении после сбоя питания (т. Е. Когда невозможно восстановить энергию в источнике питания).
В отличие от базовых модулей питания и модулей Smart Line, активные модули питания Line генерируют контролируемое постоянное напряжение, которое поддерживается постоянным, несмотря на колебания напряжения питания в сети, если напряжение питания в сети колеблется в пределах допустимого диапазона допуска. Активные линейные модули в сочетании с активным интерфейсным модулем получают практически синусоидальный ток из системы питания. Гармоники почти не встречаются. Суммарные коэффициенты гармонических искажений тока THD (I) и напряжения THD (U) обычно находятся в диапазоне прибл. 3% Строгие предельные значения IEEE 519 (2014) соблюдаются. Все компоненты, необходимые для работы активного линейного модуля, интегрированы в активный интерфейсный модуль.
Опционально может быть установлен сетевой фильтр для обеспечения соответствия ограничениям, установленным для категории C2 в EN 61800‑3.
Моторные модули
Линия постоянного тока и преобразователь для питания двигателя встроены в модуль двигателя.
Модули двигателя предназначены для многоосевых приводов и управляются либо блоком управления CU320-2, либо SIMOTION D. Модули двигателя соединены через линию постоянного тока.
Один или несколько модулей двигателей снабжаются энергией для двигателей по линии постоянного тока. Можно использовать как синхронные, так и асинхронные двигатели.
Поскольку модули двигателя совместно используют одно и то же звено постоянного тока, они могут обмениваться энергией друг с другом, т. Е. Если один модуль двигателя, работающий в режиме генератора, вырабатывает энергию, энергия может использоваться другим модулем двигателя, работающим в режиме двигателя. Линия постоянного тока снабжается сетевым напряжением от линейного модуля.
Блоки управления
Системные компоненты
Структура системы привода определяется путем выбора управляющего модуля и силового модуля или модуля питания и модулей двигателя. Предоставленные дополнительные компоненты обеспечивают оптимальную адаптацию системы привода к применению.
Эти компоненты подразделяются на:
- Компоненты на стороне линии, например, линейные реакторы и сетевые фильтры
- Компоненты звена постоянного тока, например, тормозные модули и тормозные резисторы
- Компоненты со стороны двигателя, например, реакторы двигателя и фильтры du / dt плюс VPL, синусоидальные фильтры
- Дополнительные компоненты системы , например терминальные модули, панели оператора и платы связи
- Интерфейс системы энкодера для подключения различных типов энкодеров к SINAMICS S120
DRIVE ‑ CLiQ - цифровой интерфейс между компонентами
Компоненты SINAMICS S120, включая двигатели и энкодеры, оснащены высокопроизводительным системным интерфейсом DRIVE-CLiQ.
Например, модули сети и двигателя подключаются к управляющему модулю, а клеммные модули и модули датчиков к системе привода через DRIVE-CLiQ - просто и эффективно. Двигатели, которые также имеют этот интерфейс, могут быть напрямую подключены к системе привода.
Платы преобразователя (модули датчиков) для преобразования сигналов стандартного кодера в DRIVE-CLiQ доступны для двигателей сторонних производителей или для дооснащения.
Электронная табличка
Важным элементом цифровой связи приводной системы SINAMICS S120 являются электронные паспортные таблички, встроенные в каждый компонент. Они позволяют автоматически идентифицировать все компоненты привода по каналу DRIVE-CLiQ.
Электронная табличка с техническими данными содержит все соответствующие технические данные об этом конкретном компоненте. В дополнение к техническим данным, в паспортную табличку входят логистические данные (идентификатор производителя, номер артикула и идентификатор). Поскольку эти данные могут быть вызваны в электронном виде на месте или удаленно, все компоненты, используемые в машине, всегда могут быть индивидуально идентифицированы, что помогает упростить обслуживание.
Модули с покрытием
Следующие устройства стандартно оснащены модулями с покрытием:
- Блочные единицы формата
- Книжные форматы
- Единицы формата шасси
- Блоки управления
- Сенсорные модули
- Терминальные модули
- Усовершенствованная панель оператора (AOP30)
Покрытие на модулях защищает чувствительные компоненты SMD от агрессивных газов, химически активной пыли и влаги.
Никелированные шины
Все используемые медные шины никелированы, чтобы обеспечить наилучшую защиту от воздействия окружающей среды. Кроме того, нет необходимости чистить контакты на клиентских клеммах, как в противном случае требуется для неизолированных медных соединений.
Замечания:
Для некоторых компонентов части медных шин не могут быть никелированы по техническим причинам.
Функции
Связь с контроллером верхнего уровня и терминалом клиента
В качестве пользовательского интерфейса для управления более высокого уровня стандартно имеется коммуникационный интерфейс PROFIBUS или PROFINET на управляющем модуле CU320-2; Существуют также расширения, такие как терминальный модуль TM31, терминальная плата TB30 и модули для связи через CANopen или EtherNet / IP.
Эти интерфейсы могут использоваться для подключения системы к контроллеру более высокого уровня с использованием аналоговых и цифровых сигналов или для подключения дополнительных устройств.
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, обратитесь к Руководству по низковольтному проектированию SINAMICS.
Функции управления в разомкнутом и замкнутом контурах
Программное обеспечение и защитные функции
Функции программного обеспечения, доступные в стандартной комплектации, описаны ниже:
Программное обеспечение и защитные функции |
Описание |
---|---|
Ввод заданного значения |
Уставка может быть указана как внутри, так и снаружи; внутренне как фиксированное заданное значение, заданное значение потенциометра с электроприводом или заданное значение толчкового режима, внешне через интерфейс связи или аналоговый вход. Внутренняя фиксированная уставка и уставка моторизованного потенциометра могут переключаться или регулироваться с помощью команд управления с любого интерфейса. |
Идентификация двигателя |
Функция автоматической идентификации двигателя ускоряет и упрощает ввод в эксплуатацию и оптимизирует управление приводом в замкнутом контуре. |
Генератор рампы |
Удобный для пользователя генератор с функцией линейного изменения скорости с раздельно регулируемыми временами разгона и замедления, а также с регулируемым временем округления в нижнем и верхнем диапазонах скоростей позволяет плавно ускорять и тормозить привод. Это приводит к хорошей реакции управления скоростью и способствует снижению нагрузки на механическую систему. Для быстрого останова может быть задан параметр понижающей рампы отдельно. |
V dc max контроллер |
Контроллер V dc max автоматически предотвращает перенапряжения в цепи постоянного тока, например, если установленное значение замедления слишком короткое. Это также может продлить установленное время замедления. Примечание. Эта функция имеет смысл только для одноосных приложений. |
Кинетическая буферизация (KIP) |
При кратковременных сбоях электроснабжения кинетическая энергия вращающегося привода используется для буферизации звена постоянного тока и, следовательно, предотвращает аварийные отключения. Преобразователь привода остается в рабочем состоянии до тех пор, пока привод может обеспечивать регенеративную энергию в результате своего движения, а напряжение звена постоянного тока не падает ниже порога отключения. Когда линейное питание восстанавливается в течение этого времени, привод снова плавно ускоряется до своей заданной скорости. |
Автоматический перезапуск |
Автоматический перезапуск снова включает привод при восстановлении питания после сбоя питания и увеличивает текущее заданное значение скорости. |
Перезапуск |
Функция рестарта на лету позволяет переключать преобразователь на двигатель, который все еще вращается. Благодаря возможности измерения напряжения, обеспечиваемой дополнительным VSM10, время перезапуска на лету для больших асинхронных двигателей может быть значительно уменьшено, поскольку не требуется размагничивать двигатель. |
Технологический контроллер |
С помощью функционального модуля технологического контроллера (ПИД-регулятора), например, могут быть реализованы регуляторы уровня или потока и сложные регуляторы натяжения. Существующий компонент D может влиять как на системное отклонение, так и на фактическое значение (заводская настройка). Компоненты P, I и D устанавливаются отдельно. |
Свободные функциональные блоки (FFB) |
Используя свободно программируемые функциональные блоки, легко реализовать логические и арифметические функции для управления приводом SINAMICS. Блоки могут быть запрограммированы на панели оператора или в инструменте ввода в эксплуатацию STARTER. |
Схема управления приводом (DCC) |
Drive Control Chart (DCC) - это дополнительный инструмент для простой настройки технологических функций SINAMICS. Библиотека блоков содержит большой выбор блоков управления, арифметики и логики, а также обширные функции управления в разомкнутом и замкнутом контурах. Удобный для пользователя редактор DCC обеспечивает простую графическую конфигурацию, позволяет четко представлять структуры цикла управления и обеспечивает высокую степень повторного использования уже созданных диаграмм. DCC - это надстройка для инструмента ввода в эксплуатацию STARTER ( см. Раздел Инструменты и настройка ). |
SINAMICS Technology Extensions (SINAMICS TEC) |
SINAMICS TEC - это настраиваемые функции или технологии Siemens, которые можно добавлять для расширения функций встроенного программного обеспечения. Эти расширения предназначены для реализации очень сложных, специфичных для приложения задач для различных секторов, таких как системы хранения и поиска. |
I 2 t датчик для защиты двигателя |
Модель двигателя, сохраненная в программном обеспечении преобразователя, рассчитывает температуру двигателя на основе текущей скорости и нагрузки. Более точное измерение температуры, которое также учитывает влияние температуры окружающей среды, возможно посредством прямого измерения температуры с использованием датчиков KTY84 в обмотке двигателя. |
Оценка температуры двигателя |
Защита двигателя с помощью датчика температуры KTY84, Pt1000, PTC или Pt100. Когда датчик температуры KTY84 подключен, предельные значения могут быть установлены для аварийного сигнала или отключения. Когда подключен термистор PTC, можно определить реакцию системы на срабатывание термистора (аварийный сигнал или отключение). |
Защита двигателя от блокировки |
Заблокированный двигатель обнаруживается и защищается от тепловой перегрузки с помощью аварийного отключения. |
Управление тормозом |
«Простое управление тормозами» для управления удерживающими тормозами: Функциональный модуль «Расширенное управление тормозом» для комплексного управления тормозами, например, для стояночных тормозов двигателя и рабочих тормозов: |
Защита от записи |
Защита от записи для предотвращения непреднамеренного изменения параметров настройки (без функции пароля). |
Защита ноу-хау |
Защита ноу-хау для шифрования хранимых данных, например, для защиты ноу-хау конфигурации, а также для защиты от изменений и дублирования (с функцией пароля). |
веб сервер |
Встроенный веб-сервер предоставляет информацию о приводе через веб-страницы. Доступ к веб-серверу осуществляется через веб-браузер по незащищенному (http) или защищенному протоколу передачи (https). |
Защита блока питания
Защита блока питания |
Описание |
---|---|
Контроль замыкания на землю на выходе |
Замыкание на землю на выходе обнаруживается монитором общего тока и приводит к отключению в заземленных системах. |
Электронная защита от короткого замыкания на выходе |
Обнаружено короткое замыкание на выходе (например, на выходных клеммах преобразователя, в кабеле двигателя или в клеммной коробке двигателя), и преобразователь отключается по «неисправности». |
Защита от тепловой перегрузки |
Сначала срабатывает сигнализация, когда срабатывает порог перегрева. Если температура продолжает расти, устройство либо отключается, либо самостоятельно регулирует частоту импульсов или выходной ток, чтобы снизить тепловую нагрузку. Как только причина неисправности устранена (например, улучшено охлаждение), исходные рабочие значения автоматически возобновляются. |
Технические данные
Наиболее важные директивы и стандарты перечислены ниже. Они используются в качестве основы для встроенных модулей SINAMICS S120 в формате шасси, и их необходимо тщательно соблюдать, чтобы получить совместимую с ЭМС конфигурацию, которая безопасна как функционально, так и в эксплуатации.
Европейские директивы | |
---|---|
2014/35 / ЕС |
Директива по низковольтному оборудованию: Директива Европейского парламента и Совета от 26 февраля 2014 г. о гармонизации законов государств-членов, касающихся предоставления электрооборудования, предназначенного для использования в определенных пределах напряжения на рынке (исправленная версия) |
2014/30 / ЕС |
Директива по электромагнитной совместимости: |
2006/42 / EC |
Директива по машинному оборудованию: |
Европейские стандарты | |
EN ISO 3744 |
Акустика. Определение уровня звуковой мощности и уровня звуковой энергии для источников шума, возникающих в результате измерений звукового давления. Процедура огибающей поверхности класса точности 2 для практически свободного звукового поля над отражающей плоскостью |
EN ISO 13849-1 |
Безопасность машин - связанные с безопасностью части систем управления; |
EN 60146-1-1 |
Полупроводниковые преобразователи. Общие требования и преобразователи с линейной коммутацией. |
EN 60204-1 |
Безопасность машин - Электрооборудование машин; |
EN 60529 |
Степени защиты, обеспечиваемые корпусами (IP-код) |
EN 61508-1 |
Функциональная безопасность электрических / электронных / программируемых электронных систем, связанных с безопасностью. |
EN 61800-2 |
Системы электропривода с регулируемой скоростью. |
EN 61800-3 |
Системы электропривода с регулируемой скоростью. |
EN 61800-5-1 |
Системы электропривода с регулируемой скоростью. |
EN 61800-5-2 |
Системы электропривода с регулируемой скоростью. |
Североамериканские стандарты | |
UL 508A |
Промышленные панели управления |
UL 508C |
Оборудование для преобразования энергии |
UL 61800-5-1 |
Системы электропривода с регулируемой скоростью. Часть 5‑1. Требования безопасности. Электрические, тепловые и энергетические |
CSA C22.2 № 14 |
Промышленное контрольное оборудование |
Сертификаты пригодности | |
кулус, курус |
Тестирование UL (Underwriters Laboratories, http://www.ul.com ) в соответствии со стандартами UL и CSA |