Okruh expertů…
… pro všechna řešení pohonů
SINAMICS drives
Answers for industry.
Kompletní produktová skupina SINAMICS
Střídavé měniče
Vysoké napětí
Nízké napětí
Jednoduché úlohy
Základní
polohování
Střední a vyšší výkony
Stejnosměrné
měniče
Výkonové aplikace
Náročné aplikace
SINAMICS DC Master
řízení U/f
řízení U/f
0,12–3 kW
0,75–7,5 kW
čerpadla,
ventilátory,
dopravníky
dopravníkové
systémy
řízení U/f či vektorové
0,37–250 kW
0,75–7,5 kW
servořízení
75–2 700 kW
čerpadla, ventilátory, dopravníky, kompresory,
míchače, mlýny, extrudéry
0,12–90 kW
jednoosé
polohování
na strojích
a zařízeních
U/f, vektorové
či servořízení
0,12–4 500 kW
výrobní stroje, např. tiskařské, balicí, obráběcí, tvářecí,
plastikářské, textilní apod.
řízení U/f či vektorové
75–1 200 kW
0,8–120 MW
15–30 000 A
testovací stolice,
dělicí linky,
centrifugy
čerpadla, ventilátory, dopravníky,
kompresory, míchače, mlýny,
válcovny, zdvihy
jednoduché i náročné
stejnosměrné aplikace
společné inženýringové nástroje
SIZER – pro komplexní návrh pohonu
SINAMICS: jednička pro řízení pohonů
Společnost Siemens nabízí produktovou skupinu SINAMICS, která
pokrývá celé výkonové a funkční spektrum frekvenčních měničů
a klade důraz na flexibilitu, rozmanitost funkcí a efektivitu návrhu
pohonu a jeho uvádění do provozu.
SINAMICS nastavuje nové standardy v technice pohonů a nabízí
řadu výhod, z nichž profitují zákazníci jak ve strojních ­aplikacích,
tak i v investičních celcích počínaje od techniky budov až po
náročné řízení výrobních procesů. Od základního řízení pohonu
s jedním motorem přes koordinované pohony až po víceosé
pohony a dynamicky náročné aplikace řízení polohy. Cenově
výhodná rekuperace či plnohodnotný čtyřkvadrantový provoz.
Nejširší nabídka bezpečnostních funkcí – to vše je SINAMICS.
V zásadě lze celou produktovou skupinu rozdělit na dvě velké podskupiny s označením SINAMICS Sxxx (Special) pro energeticky
či dynamicky náročné aplikace a SINAMICS Gxxx (General) pro
základní aplikace.
Kromě nízkonapěťových frekvenčních měničů patří do produktové
skupiny SINAMICS i vysokonapěťové frekvenční měniče GM150,
GL150 a SM150 a dále nabídku ve vysokém napětí doplňuje řada
Robicon Perfect Harmony.
Minimalizace nákladů a inovativní koncepce
Ať již pro jednoosé či víceosé aplikace, jednoduchou regulaci
rychlosti pohonu v otevřené smyčce či zpětnovazební servořízení
s vysoce dynamickou odezvou: pro celkové snížení nákladů při
návrhu, realizaci a provozu regulovaného pohonu nabízí SINAMICS
díky své modularitě právě žádané funkce a komponenty a nezatěžuje uživatele nepotřebnými funkcemi a díly. Díky jednotnosti koncepce celé produktové skupiny se i obsluha a servis daného na míru
šitého řešení vyznačuje výrazným snížením nákladů na školení personálu a cenu pohotovostních náhradních dílů.
2
STARTER – pro efektivní uvádění do provozu a diagnostiku
Jak pro malé, tak i pro rozsáhlé aplikace platí, že díky moderní
elektronice a promyšlené architektuře měničů je možno například
koncipovat pohony jako distribuované jednotky mimo hlavní rozvaděče. Moderní součástková základna, vyšší koncentrace výkonu,
a to jak energetického, tak i výpočetního na menší ploše polovodiče dává šance na zmenšení rozměrů frekvenčních měničů
a souvisejícího chlazení.
Standardizace
Jednotlivé řady a varianty měničů produktové skupiny SINAMICS
jsou založeny na společné hardwarové i softwarové platformě.
Funkce jako řízení pohonu, interface pro uživatele, diagnostika
a komunikace s nadřazeným systémem jsou implementovány
v různých měničích shodným způsobem, čímž se redukuje investice do zaučení obsluhy a údržby a snižuje se počet nezbytných
náhradních dílů.
SINAMICS je navržen pro různé napěťové hladiny, čímž umožňuje
nasazení kdekoli na světě. Celá produktová skupina je také certifikována dle příslušných mezinárodních norem a předpisů, a tím
odpadá nutnost recertifikace u aplikací na export. Také se snadněji a levněji provádí servis, dodávka náhradních dílů a technická
podpora autorizovanými středisky Siemens po celém světě.
Safety Integrated
SINAMICS nabízí širokou paletu certifikovaných bezpečnostních
funkcí pro zvýšení ochrany osob a zařízení. Tyto funkce vyžaduje
praxe řízení strojů, neboť podstatně zvyšují jejich flexibilitu, snižují prostoje výroby a zvyšují přehlednost instalace jejich elektrického vybavení. Všechny bezpečnostní funkce jsou certifikovány
podle mezinárodních norem (IEC 61508, EN 954–1, ISO 13849–1
resp. IEC 620161).
SINAMICS – součást plně integrované automatizace
Návrh pohonu – SIZER
Parametrizace – STARTER
Obsluha
SIMATIC PLC
Diagnostika
SINUMERIK
Numeric Control
Komunikace
SIMOTION
Motion Control
SINAMICS
asynchronní motory
Začlenění do světa TIA
Moderním trendem podporujícím motto firmy Siemens ve světě
automatizační techniky, totiž plně integrované automatizace –
Totally Integrated Automation (TIA), je propojení měničů jednou
výkonnou komunikační sběrnicí. Řada SINAMICS – s výjimkou
nejmenšího zástupce, jenž je záměrně koncipován s orientací na
nejnižší cenu – podporuje v celé šíři napojení na Profinet či Profibus. Důležitá je integrace s řídicími systémy na jedné straně
a výkonnými prvky – motory – na straně druhé.
Dalším z axiomů TIA je jednotný management dat v rámci automatizovaného zařízení. SINAMICS je v tomto smyslu prostředníkem přenosu údajů mezi motorem se snímači a nadřazenou
úrovní řízení. Například ve strojních aplikacích se servomotory
se navíc využívá přenosu údajů mezi motory, měniči a snímači
pomocí komunikační sběrnice, což umožňuje výrazně efektivnější
sběr dat než jednotlivé analogové přenosy údajů.
Frekvenční měniče SINAMICS mohou být i přímo hardwarově
integrovány v řídicích systémech tím, že řídicí jednotka měniče je
součástí řídicího systému. Univerzální PLC SIMATIC se propojují
s měniči SINAMICS uvedenými otevřenými průmyslovými sítěmi
a data se přenášejí systémovými funkcemi. Pro rychlou výměnu
informací mezi měniči navzájem za účelem koordinace pohonů je
na sběrnici Profinet či Profibus k dispozici přímá komunikace mezi
měniči bez vlivu délky operačního cyklu nadřazeného řídicího
systému.
Vedle integrace hardware přináší řadu výhod i integrace vývojové­ho software SIMATIC Step 7 s modulem Drive ES, který nabízí
rozšířené funkce pro řízení a diagnostiku měničů SINAMICS,
umožňuje ukládání parametrů a údajů o nastavení měniče do stejného adresáře, kde je program PLC, a poskytuje vzdálenou diagnostiku, pokud je centrální PLC připojeno k internetu, nebo je
vybaveno prvky Teleservice.
Komplexní vývojové prostředí SIMOTION SCOUT má v sobě integrován nástroj STARTER se všemi jeho funkcemi. Systémové
knihovny pro ovládání pohonů jsou v něm samozřejmostí. Stejně
tak S
­ INUMERIK SinuCom NC je plně integrován se všemi prostředky pro parametrizaci a diagnostiku podřízených pohonů.
elektropřevodovky
synchronní
motory
Software pro návrh pohonů SIZER
Jedním ze základních rysů produktové skupiny SINAMICS je
vysoký stupeň standardizace inženýringu.
SIZER provází kompletní návrh regulovaného pohonu s frekvenčními měniči SINAMICS a poskytuje charakteristiky, technické specifikace, montážní a rozměrové výkresy a dále kompletní soupisku
potřebného materiálu a jeho objednací údaje
Pro nové uživatele je připraven průvodce návrhem pohonu. Software průběžně kontroluje správnou konfiguraci a varuje před
nefunkčními kombinacemi prvků. V každém kroku je k dispozici obsáhlá nápověda, kde je nabídka či volba v daném kroku
vysvětlena i s příslušnými fyzikálně technickými odůvodněními
a závislostmi.
Software SIZER je díky uvedeným vlastnostem vhodný i pro zkušené pohonáře, kteří by jinak návrh pohonu bez problému zvládli
výpočtem na papíře. Jeho užívání je zdarma a výstup z něj je,
za předpokladu použití aktuální verze, zárukou bezproblémové
kompatibility jednotlivých součástí regulovaného pohonu. SIZER
je k dispozici v angličtině a němčině. Aktuální verzi software uživatel vždy najde na webových stránkách Siemens.
Software pro uvádění do provozu STARTER
Software STARTER poskytuje podporu pro nastavení parametrů
měničů včetně jejich grafické prezentace. Součástí je též funkce
importu štítkových dat z motorů a natažení aktuální konfigurace
dle skutečného stavu hardware.
Integrované testovací funkce podporují optimální nastavení
pohonů a grafická znázornění průběhů veličin umožňují jednoznačnou diagnostiku a rychlou orientaci uživatele. V režimu, kdy
je pohon odpojen od řízení nadřazeným řídicím systémem, má
uživatel za předpokladu nastavení určitých oprávnění možnost jej
ovládat na vlastní zodpovědnost podle potřeby a odhalit tak stavy,
k nimž v automatickém provozu dochází pouze sporadicky. STARTER je k dispozici v angličtině, němčině, francouzštině a italštině.
3
SINAMICS G110
Jednoduchý měnič pro nízké výkony
Příklad konfigurace SINAMICS G110
USS verze spolu se SIMATIC S7-200
Spojení s PC přes PC connection kit
Uvádění do provozu
SINAMICS G110
1fáz. AC
3fáz. AC
standardní
motor
SINAMICS G110 je kompaktní frekvenční měnič s jednofázovým napájením určený pro aplikace s řízením rychlosti
pohonu. Nabízí U/f řízení a výkonově se pohybuje ve stupních mezi 0,12 až 3 kW, a to ve třech stavebních velikostech.
n
Dodává se ve dvou variantách:
n s řízením přes analogový vstup
n s řízením sériovou komunikací s protokolem USS
n
Typické aplikace
n Obecné aplikace na jednoduchých strojích a přístrojích.
n Ventilátory a čerpadla.
n Různé aplikace v oblasti balící techniky, potravinářského
a textilního průmyslu.
n Řízení dopravníkových systémů.
n Řízení motorizovaných bran, vrat a závor.
n Pohon pohyblivých billboardů.
n
n
n
n
n
Hlavní výhody
n Kompaktní konstrukce s možností montáže více měničů
těsně vedle sebe šetří místo v rozvaděči.
n Nízká cena při daném výkonu předurčuje měnič pro sériové aplikace.
n S motory Siemens je přímo v továrním nastavení připraven k plnohodnotné funkci.
n
n
n
Varianta s plochým chladičem je určena pro montáž
do zařízení s malou hloubkou rozvaděče.
Oddělení vstupních a výstupních silových přívodů snižuje
elektromagnetické rušení a představuje kvalitní řešení
problémů s EMC.
Klonování parametrů pomocí panelu BOP zkracuje čas
potřebný k nastavení více měničů.
Zabránění regulace na rezonanční frekvenci motoru,
nastavení rozběhové a doběhové doby motoru až 650
sekund, vyhlazení tvaru rozběhové a doběhové křivky,
synchronizace na otáčející se motor – to jsou funkce,
které šetří mechanické části motoru.
Nízká hlučnost pohonu s měničem SINAMICS G110
a integrovaný EMC filtr předurčují měnič pro nasazení
i mimo průmyslové prostředí.
Funkce automatického spuštění motoru po výpadku
napájení nebo hlášení chyby.
Rychlé proudové omezení (FCL) reagující na náhlé změny
zátěže bez vyhlašování poruchy.
Digitální vstupy s rychlou odezvou na řídící signály.
Základní nastavení pomocí DIP-switch.
Typické nasazení s řídicím systémem SIMATIC S7–200
a řízením USS protokolem.
www.siemens.cz/sinamics-g110
4
SINAMICS G110D/G120D
Měniče ve vysokém krytí vhodné pro použití v distribuovaných systémech pohonů
SINAMICS G110D
SINAMICS G120D
Kompaktní měnič vhodný pro použití v distribuovaných sys- Rekuperační měnič pro náročné pohony s využitím beztémech regulace otáček s vysokým krytím a výkonovým roz- pečnostních funkcí a bohatších komunikačních schopností
sahem od 0,75 kW do 7,5 kW.
vhodný do distribuovaných systémů. Výkonový rozsah
od 0,75 kW do 7,5 kW.
Typické aplikace
Systémy dopravníků a pohony v průmyslu a službách jako
Typické aplikace
letiště, logistické sklady nebo podpůrné pohony v automobi- Komplexní montáž v automobilních halách (pro ovládání
lovém a potravinářském průmyslu či v oblasti balicí techniky. monorail závěsů), na dynamických dopravnících či na regálových zakladačích.
Hlavní výhody
n Vysoké krytí IP65.
Hlavní výhody
n Konektory a konfekční kabely pro připojení silových přín Vysoké krytí IP65.
n Nízký profil měniče se stejnou vrtací šablonou pro všechny
vodů a komunikace, vstupů a výstupů.
n Diagnostika a komunikace prostřednictvím sběrnice
výkonové verze (shodný s G110D).
n Modulární konstrukce snižuje požadavky na množství
AS- interface.
n Strukturované parametry urychlují a zkvalitňují
náhradních dílů.
n Funkce vracení energie do sítě nejen spoří energii, ale
nastavení.
n Volitelný hlavní silový vypínač.
také snižuje neharmonické odběry ze sítě a eliminuje
n Volitelný klíčový přepínač pro manuální řízení.
dodatečné komponenty (především rozměrné brzdné
n Nízký profil měniče se stejnou vrtací šablonou pro
odporníky) a snižuje požadavky na chlazení celého
všechny výkonové verze (shodný s G120D)..
měniče.
n Velmi odolná kovová konstrukce (krytí IP65) měniče
n I bez otáčkové zpětné vazby lze realizovat bezpečné
s lakovanými elektronickými prvky určena pro napájení
pohony díky integrovaným certifikovaným bezpečnostním
380 až 500 V, zabudovanou zkratovou ochranou výstupu
funkcím STO, SS1 a SLS.
n Použití komunikačních rozhraní PROFINET či ­PROFIBUS
a tepelnou ochranou motoru.
n Zabudovaný brzdný střídač pro brzdný odporník, který
­snižuje náklady na I/O prvky a zkvalitňuje obsluhu
s vestavěnou funkcí Quick-Stop zajistí dopravníku rychlé
a údržbu.
a přesné zastavení.
n Komfort Inteligentního operátorského panelu (IOP)
­připojitelného přes optické rozhraní.
www.siemens.cz/sinamics-g110d
www.siemens.cz/sinamics-g120d
5
SINAMICS G120/G120P
Modulární měniče pro malé a střední výkony
BOP
G120
G120P
Frekvenční měniče SINAMICS G120 se vyznačují svým
­modulárním designem. Skládají se z výkonového dílu
(Power Module) a řídicí jednotky (Control Unit). Dalšími
významnými vlastnostmi je nabídka bezpečnostních funkcí,
možnost rekuperace energie zpět do elektrické sítě a pokročilé komunikační schopnosti. Tento měnič je určen pro třífázovou síť, umožňuje U/f či vektorové řízení s i bez zpětné
vazby.
Výkonová část je chlazena odděleně od elektroniky, což
výrazně zvyšuje odolnost měniče vůči škodlivým vlivům
okolí. V nabídce SINAMICS G120 je kromě variant pro
standardní napájení z třífázové sítě 400 V i varianta pro
690 V, zvláště vhodná pro chemický průmysl.
Rozdíl mezi G120 a G120P: SINAMICS G120 je v krytí IP20
a s plnou výbavou pro vektorové a zpětnovazební řízení,
zatímco G120P je v krytí IP54 a je optimalizován pro čerpadla, ventilátory a kompresory.
Typické aplikace pro SINAMICS G120
n Univerzální měnič pro nejrůznější průmyslové aplikace.
n Aplikace vyžadující komfortní bezpečnostní funkce.
n Řízení pohonů náročných na přesnost regulace rychlosti.
n Pohony s cenově výhodným vracením energie do sítě
(rekuperací).
Hlavní výhody
n Ovládací panel umožňuje klonování parametrů.
n Řídící jednotka je volitelná dle typu komunikace, počtu I/O
signálů a požadavku zabudovaných bezpečnostních funkcí.
n Výkonová část je volitelná dle požadavku na rekuperaci,
zapojení nebo EMC.
n Verze s rekuperační jednotkou nepotřebuje síťové
­tlumivky a brzdné jednotky s odporníky.
6
BOP-2
n
n
IOP
MMC karta pro klonování a uchování nastavení měniče.
Ochrana elektronických bloků nátěrem.
Modulární konstrukce
Panely:
BOP – Základní panel s možností klonování parametrů.
BOP-2 – Dvouřádkový textový panel s uživatelským menu
a s možností dveřní montáže.
IOP – Inteligentní panel s možnosti montáže na dveře rozvaděče, či k nasazení do adaptéru typu Handheld. Komfortní
zobrazení veličin ve sloupcových grafech, použití průvodců
pro nastavení měniče a rozsáhlá integrovaná nápověda.
Řídicí jednotky:
CU240B-2 – Základní verze bez otáčkové vazby s diskrétním
řízením nebo PROFIBUSem.
CU240E-2– Rozšíření základní verze o vstupy a výstupy a
bezpečnostní funkce.
CU230P-2 – Speciální jednotka pro ventilátory, čerpadla a kompresory včetně mnoha přídavných zabudovaných funkcí.
CU240S – Verze s uzavřenou otáčkovou vazbou, průmyslovými
komunikacemi a bezpečnostními funkcemi.
Výkonové moduly:
PM230 – Modul s usměrňovačem a střídačem, krytí IP54.
PM240 – Modul s usměrňovačem, střídačem a brzdným
střídačem.
PM250 – Modul se vstupními obvody upravenými
pro vracení energie do sítě.
PM260 – Modul se vstupními obvody upravenými
pro vracení energie do sítě, zabudovanými sinusovými
filtry na výstupu a rozsahem napětí do 690 V.
www.siemens.cz/sinamics-g120
Modul pro chemický průmysl
Frekvenční měnič SIMATIC ET 200S/pro FC
ET 200S
ET 200 pro
SINAMICS G120
pro chemický průmysl
Modul pro chemický průmysl rozšiřuje svými vlastnostmi
použití měniče SINAMICS G120 v chemickém průmyslu.
Používá se v sestavě dílů:
n výkonová jednotka PM260 či PM250 pro rekuperaci,
nebo PM240 bez rekuperace
n CU240S DP-F – řídicí jednotka s bezpečnostními
funkcemi a komunikací PROFIBUS
n vlastní modul pro chemický průmysl CM240NE
n operátorský panel BOP
Hlavní výhody:
n Prostorově úsporný modulárně konstruovaný měnič.
n Potenciálově oddělené analogové a digitální vstupy
(dle NAMUR NE37).
n Bezpečné oddělení teplotního čidla motoru (12 kV).
n Certifikované odpojení měniče bez hlavního stykače
­(bezpečnostní funkce STO).
n Sinusový filtr integrovaný ve výkonových jednotkách
PM260 (500 V až 690 V).
n Pro výkonové jednotky PM260 a PM250 není nutná
síťová tlumivka.
n Rekuperace energie do sítě u výkonových jednotek
PM250 a PM260.
Frekvenční měnič do decentrální periferie
SIMATIC ET 200S/pro FC
Pro decentrální periferii SIMATIC ET 200 jsou nabízeny vektorové frekvenční měniče jako moduly kompletně integrované do systému. K dispozici jsou měniče jak pro modulární
systém SIMATIC ET 200S FC s krytím IP20, tak pro systém
­SIMATIC ET 200pro s krytím IP65 určený k venkovní montáži.
Frekvenční měniče doplňují nabídku modulů, které jsou k dispozici v obou systémech (např. vstupy a výstupy, technologické
moduly, přímé spouštěče a softstartéry). Díky rekuperačním
výkonovým modulům IPM 25 se vždy jedná o měniče schopné
vracení energie do sítě s výkonovým rozsahem do 4 kW.
Typické aplikace:
Nasazení s využitím uvedených vlastností v automobilovém, textilním, tiskařském a chemickém průmyslu.
n Rozsáhlé dopravníkové systémy.
n Pohony zabudované do rozsáhlých distribuovaných automatizačních systémů.
n
Hlavní výhody:
n Integrované bezpečnostní funkce při použití řídicí jednotky
typu F.
n Rekuperace přebytečné energie do sítě jako standardní
vybavení.
n Modularita a robustnost.
n Jednoduchá montáž a možnost výměny „hot swap“.
n Přímé propojení řídicího systému a regulačního členu.
http://www.siemens.cz/et200s-fc
7
SINAMICS G130/G150/S150
Nízkonapěťové frekvenční měniče pro pohony vysokých výkonů
AOP30
G130
G150
SINAMICS G150/G130
Robustní frekvenční měnič určený pro všeobecné použití
v aplikacích velkých výkonů bez rekuperace s vysokým nárokem na účinnost, spolehlivost, úspory energie, tichý provoz
a malou zastavěnou plochu.
Typické aplikace
n Úspory energie u pohonů čerpadel, ventilátorů
a turbokompresorů.
n Pohony s konstantním momentem: mlýny, míchadla,
extrudéry, hnětiče a válce.
Hlavní výhody:
n Vysoká účinnost a tichý provoz při malých nárocích na
zastavěný prostor.
n Nízké zkreslení napájecí sítě.
n Optimální regulace např. protékaného množství kapalného nebo plynného média.
n Výborný poměr cena/výkon.
n Komunikace pomocí PROFIBUS DP ve standardní výbavě.
n Modulární konstrukce pro snadnou výměnu dílů.
n Ovládací panel AOP30 v češtině s komfortním průvodcem
pro zprovoznění pohonu.
SINAMICS G150
Dodává se v typově testovaném skříňovém provedení, které
díky profesionálnímu vývoji zajišťuje optimální chlazení, kompaktní rozměry a nízkou hlučnost. Použité výkonové moduly
s nízkoztrátovými IGBT tranzistory zajišťují vysokou účinnost.
Skříň v různých stupních krytí lze vybavit jisticími a spínacími
prvky, tlumivkami, ochrannými prvky pro motor a izolované
sítě či rozšiřujícími komunikačními komponenty. Měniče dodáváme též v kompaktním provedení pouze s výkonovou a řídicí
částí (provedení C). K dispozici je i výměník pro vodní chlazení.
8
SINAMICS G150 Clean Power
Měniče Snamics G150 lze doplnit integrovaným filtrem vyšších harmonických. Toto unikátní řešení umožňuje splnění
požadavků norem IEEE 519 a EN61000-2-4 třídy 2, při současném zachování vysoké účinnosti, provozní spolehlivosti
a kompaktních rozměrů.
SINAMICS G130
Alternativa k SINAMICS G150 pro vestavbu do skříně. K dispozici jsou všechny prvky pohonu – výkonový díl s nízkoztrátovými IGBT prvky a ventilátorem, řídicí jednotka, ovládací
panel, tlumivky, filtry, brzdné jednotky a další.
SINAMICS S150
Skříňový frekvenční měnič pro aplikace s vysokými výkony
vyžadující navíc vysokou dynamiku a časté brzdné cykly s velkým množstvím energie vraceným do sítě. Je rovněž odolný
vůči nestabilní napájecí síti a díky širokopásmovému Clean
Power filtru odebírá téměř dokonale sinusový proud a napětí
s možností nastavení cosj pro kompenzaci jalového výkonu.
Typické aplikace:
n Zkušebny motorů, převodovek a automobilů.
n Lisy, odstředivky, jeřáby a výtahy.
n Navíječky, dopravníky, stříhací zařízení.
Hlavní výhody:
n Standardní provoz ve čtyřkvadrantovém režimu.
n Vysoká dynamika a přesnost regulace.
n Úspora energie především při častých brzdných cyklech.
n Nastavitelný cosj, možnost kompenzace jalového
výkonu.
n Vysoká odolnost vůči nestabilnímu síťovému napětí.
SINAMICS GM150 / SM150
Vysokonapěťové frekvenční měniče SINAMICS
Příklad konfigurace s ŘS SIMATIC S7
uvádění
do provozu
3-f AC
asynchronní
motor
SINAMICS GM150
Frekvenční měnič určený pro všeobecné použití v aplikacích velkých výkonů bez rekuperace. Rozšiřuje tak portfolio
měniče SINAMICS G150 do výkonů až 27 MW a vysokonapěťových úrovní motoru. Pro nastavení a ovládání je použitý shodný jednoduchý a intuitivní přístup pomocí software
STARTER nebo AOP30 jako pro nízkonapěťové měniče. Nasazeny jsou robustní a osvědčené výkonové prvky HV-IGBT
(do cca 8,5 MW) nebo IGCT. Měnič disponuje vestavěnými
ochrannými funkcemi jako například zálohované ventilátory,
v případě vodního chlazení zálohovaná čerpadla. Software
měniče je vybaven inteligentním autonomním systémem
údržby – rozpoznání znečištění vstupních filtrů, hlášení času
pro výměnu ventilátorů apod.
Typické aplikace:
n Úspory energie u pohonů čerpadel, ventilátorů
a turbokompresorů.
n Pohony s konstantním momentem: mlýny, míchadla,
extrudéry, hnětiče a válce.
SINAMICS SM150
Vysokonapěťový frekvenční měnič pro aplikace s nároky na
vysokou dynamiku a časté brzdné cykly s velkým množstvím
energie vraceným do sítě. Lze jej nasadit i pro vícemotorový
synchronizovaný pohon. Je odolný vůči nestabilní napájecí
síti a disponuje možností nastavení cosj pro kompenzaci
jalového výkonu. Díky aktivně spínanému usměrňovači produkuje velmi nízké zkreslení napájecí sítě.
Typické aplikace:
n Zkušebny motorů, převodovek a automobilů.
n Pohony hlavních stolic ve válcovnách.
n Pohony důlních strojů a pásových dopravníků.
Hlavní výhody:
n Standardní provoz ve čtyřkvadrantovém režimu.
n Vysoká dynamika a přesnost regulace při nízkém zkreslení
napájecí sítě.
n Jednoduché ovládání a spolehlivý provoz díky prvkům
proaktivní údržby.
Hlavní výhody:
n Kompaktní rozměry ve vzduchovém i vodním chlazení.
n Vysoká účinnost, tichý provoz.
n Brzdění pomocí brzdného odporu.
n Robustní a osvědčené výkonové prvky.
n Přizpůsobení nejrůznějším možnostem použití (pomocí
volitelných rozšíření).
n Moderní konstrukce a zásuvné výkonové díly umožňují
snadnou a rychlou údržbu.
9
Robicon Perfect Harmony
Specialista pro 6 kV pohony
Řada měničů určených pro jednoduché aplikace se snadnou
a rychlou instalací a vysokými požadavky na provozní spolehlivost, účinnost a nízké zkreslení napájecí sítě. Měniče
pracují na bázi nízkonapěťových buněk (IGBT) a víceúrovňové pulsně-šířkové modulace (Multi-level PWM). Díky této
technologii lze dosáhnout nejčastěji užívané napětí motoru
6 kV bez jakýchkoliv přídavných zařízení. Měniče se dodávají
až do 13,8 kV výstupního napětí.
Pohony Robicon Perfect Harmony jsou konstruovány jako
komplety včetně vstupního transformátoru, což umožňuje
velmi snadnou instalaci a minimalizuje nároky na zastavěnou
plochu. Zapojení vstupního usměrňovače je 18–36 pulzní,
harmonické zkreslení sítě je tak velmi nízké a není třeba další
filtrace. Díky použití vstupního transformátoru je rovněž minimalizováno comon mode (souhlasné) napětí. Tvar výstupního
proudu a napětí je i bez použití přídavného filtru sinusový,
šetří se tak další místo i náklady. Kabeláž k motoru může mít
téměř neomezenou délku. Rovněž je možno tento měnič použít pro staré motory a nové motory specifikované pro síťové
napájení bez jakýchkoliv omezení nebo dopadů na izolaci či
oteplení motoru. Minimální zvlnění výstupního proudu navíc
eliminuje pulsační momenty.
Konzervativní konstrukce výkonové části měniče zajišťuje
jeho vysokou odolnost vůči síťovým nestabilitám – lze překonat až 5 period výpadku nebo delší dobu poklesu napájecího
napětí. Rovněž je pohon velmi dobře ochráněn před napěťovými špičkami, které transformátor utlumí. Měniče Robicon
10
Perfect Harmony disponují unikátní možností by-passu výkonových prvků. Tato vlastnost umožňuje provoz i při výpadku
výkonového prvku, který je během provozu bypassován a lze
pokračovat v běhu bez přerušení pracovního procesu, který
pohon vykonává.
Typické aplikace:
Čerpadla, ventilátory, turbokompresory.
n Mlýny, extrudéry, dopravníky.
n Staré i nové motory určené pro napájení ze sítě.
n
Hlavní výhody:
n Použití měniče se starými motory 6kV, S.F. 1.0 určenými
pro síťový provoz.
n Nejsou nutné žádné speciální úpravy motorů pro měničový provoz, bez následného rizika poškození vinutí nebo
zvýšeného oteplení motoru.
n Pulsační momenty jsou zanedbatelné, motor i poháněné
zařízení jsou tak chráněny vůči chvění.
n Velmi vysoká účinnost a konstantní účiník v celém rozsahu regulace.
n Nízké harmonické zkreslení, splnění standartu IEEE 519.
n Kompaktní rozměry, včetně transformátoru.
n Odolnost vůči nestabilitám a výpadkům napájecí sítě.
n Možnost bypassu a zálohy výkonových dílů = výrazné
navýšení provozní spolehlivosti.
n Redundantní ventilátory nebo čerpadla.
n Softwarová nadstavba pro zvýšenou ochranu technologického procesu, který pohon vykonává.
SINAMICS S110
Specialista pro jednoduché a úsporné polohování
Příklad konfigurace:
jednoosý polohovací
pohon SINAMICS S110
připojený na nadřízený
systém přes rozhraní
PROFIBUS
Řídicí systém
(např. SIMATIC)
PROFIBUS
s profilem PROFIdrive
SINAMICS S110
1 AC 230 V/
3 AC 400 V
Synchronní nebo
asynchronní motor
Frekvenční měnič SINAMICS S110 je v rámci produktové
skupiny SINAMICS určen na jednoduché polohovací úlohy.
Integruje všechny potřebné polohovací funkce a ovládá tak
řízení nejen synchronních servomotorů, ale také asynchronních motorů s výkonem od 0,12 až do 90 kW. Podporuje
celou řadu v praxi nejčastěji používaných typů snímačů.
K připojení na řídicí systém je k dispozici analogové rozhraní
+/–10 V, digitální vstupy a výstupy, pulzní řízení a především
vestavěná komunikační rozhraní počínaje sériovým rozhraním s protokolem USS až po PROFIBUS či PROFINET.
Významnou vlastností je sada integrovaných bezpečnostních funkcí, které přímo implementují moderní bezpečnostní
koncepty ve shodě s příslušnými standardy, aby v kritických
situacích velmi rychle zamezily ohrožení osob nebo poškození stroje. Bezpečnostní funkce se ovládají buď přes integrované bezpečnostní svorky nebo přes rozhraní PROFIBUS
či PROFINET za použití profilu PROFI-safe.
Typické aplikace:
Nakládací a odebírací zařízení.
n Montážní automaty, manipulátory či např. stohovače.
n Laboratorní automatizace.
n Výměníky nástrojů a seřizovací osy.
n Sledovací zařízení, např. polohování solárních panelů.
n Medicínská technika, např. polohování lůžek pacientů.
n
Hlavní výhody
n Polohovací funkce Epos (easy positioning) pro běžné
polohovací úlohy: referování, tipování, MDI (Manual Data
Input), polohové věty (až 16), letmé polohování, nájezd
na pevný doraz.
n Servoregulace synchronních a asynchronních motorů.
n Integrované bezpečnostní funkce, bezpečné I/O, Profisafe
profil.
n Velká variabilita řízení od digitálních I/O, až po Profinet.
n Bico technika a technologický regulátor jako doplňkové
řídicí funkce.
n Kompatibilita se SINAMICS S120: použití Power Modulu
PM340; funkční kompatibilita se SINAMICS S120.
n Jednoduché připojení snímačů přes DRIVE-CLiQ rozhraní,
HTL nebo TTL.
11
SINAMICS S120
Flexibilní modulární frekvenční měnič pro náročné pohony
provedení
blocksize
booksize
n chassis
n
n
skříňové provedení
SINAMICS S120 je frekvenční měnič pro dynamicky náročné
aplikace jak v oblasti přesného řízení rychlosti a momentu
pohonu, tak i pro náročné polohování v jedné či více osách.
Z hlediska aplikací se jedná především o řešení pohonů
nejrůznějších strojů. Díky výkonovému rozsahu od 0,12
do 4500 kW je k dispozici ve všech provedeních známých
z ostatních řad SINAMICS:
n kompakt (blocksize)
n modulární (booksize)
n vestavný (chassis)
n skříňový (cabinet)
Všechny měniče SINAMICS S120 se skládají z napájecího
modulu, motorového modulu a řídicí jednotky. U jednoosých
měničů (tzv. AC/AC měničů) je napájecí a motorový modul
sloučen do jednoho dílu. Komunikace mezi těmito funkčními celky je zajišťována proprietární sběrnicí DRIVE-CLiQ.
Stejnosměrný meziobvod napájený z napájecího modulu
může zásobovat více motorových modulů s invertory. Motorové moduly s malými výstupními proudy se vyrábějí za účelem úspory místa i ve dvojitém provedení.
Napájecí moduly jsou k dispozici ve trojím provedení:
n Basic Line Module (bez rekuperace)
n Smart Line Module (s neřízenou rekuperací a nekonstantním napětím meziobvodu)
n Active Line Module (s řízenou rekuperací a kvalitní regulací napětí meziobvodu)
Řídicí jednotky umožňují řízení několika pohonů v režimech
U/f, vektor i servo. Disponují i bezpečnostními funkcemi
vhodnými pro strojní aplikace. Veškerá inteligence frekvenčního měniče je soustředěna do řídicí jednotky a motorový
modul je jen výkonový díl řízený z této jednotky přes sběrnici
12
DRIVE CLiQ. Současně jsou řídicí jednotky vybaveny rozhraními pro nadřazený systém, s nímž mohou komunikovat isochronním, tedy velmi rychlým a především časově přesným
protokolem.
Prostřednictvím sítí Profinet či Profibus DP lze frekvenční
měniče propojovat navzájem a s různými řídicími systémy.
Typické je spojení s PLC SMATIC, nejčastěji s technologickými CPU (procesor řady S7–300 s koprocesorem pro řízení
až 4 pohonů), a dále se systémy SIMOTION a SINUMERIK.
V těchto dvou řídicích systémech také může být řídicí jednotka SINAMICS S120 již integrována. V tom případě se
jedná o SIMOTION D, resp. SINUMERIK solution line.
Typické aplikace
n Rychlé balicí stroje.
n Komplexní řízení sklářských strojů.
n Obráběcí stroje na kov, dřevo, keramiku a kámen.
n Plastikářské stroje.
n Textilní stroje.
n Lisy, děrovačky.
n Tiskařské a papírenské stroje.
n Montážní, testovací stroje a manipulátory.
n Pohony pro válcování.
Hlavní výhody
n Univerzální použití v dynamicky náročných jednoosých
i víceosých aplikacích.
n Flexibilita daná modulární výstavbou.
n Široké výkonové spektrum.
n Jednoduché polohování přímo v měniči.
n Volné funkční bloky pomocí DCC (Drive Control Chart).
n Bohatá nabídka bezpečnostních funkcí.
n Několik variant chlazení.
Konfigurace měniče SINAMICS S120
s řídicím systémem SIMOTIN/SIMATIC
uvádění
do provozu
SIMOTION C
SIMATIC S7
SIMOTION P
SIMATIC HMI
STARTER
řídicí jednotka
napájecí modul
dvojitý motorový
modul
jednoduchý
motorový modul
snímačový
modul
PROFINET
SINAMICS S120
24 V DC
PROFIBUS
DRIVE-CLiQ
1
2
3
4
4
externí
měřicí
systém
SIMOTION D
3-f AC
DCC – Drive Control Chart
asynchronní
motor
bez rozhraní
DRIVE-CLiQ
Synchronní motory
s rozhraním DRIVE-CLiQ
SINAMICS S120 AC/AC
Pro jednoosé náročné aplikace byl speciálně vyvinut frekvenční
měnič, který se skládá z výkonového modulu a řídicí jednotky
CU310. Místo této plnohodnotné řídicí jednotky může být použit i adaptér CUA31 pro napojení výkonového modulu na řídicí
jednotku víceosého systému přes DRIVE-CLiQ. V nabídce je
tento měnič ve výkonovém rozsahu 0,12 až 250 kW.
SINAMICS S120 DC/AC:
Pro víceosé aplikace s dynamicky náročnými pohony, koordinací os či s výhodou využití sdílení energie stejnosměrného
meziobvodu více pohony je určeno toto provedení složené
z napájecího modulu, řídicí jednotky CU320–2 a více motorových modulů. Kromě těchto základních stavebních částí je
k dispozici ještě poměrně rozsáhlé příslušenství.
Přehled součástí systému SINAMICS S120:
Řídicí jednotka provádí výpočty pro řízení výkonové části
měniče a komunikuje s okolím.
Napájecí moduly usměrňují napětí a proud ze sítě a napájejí stejnosměrný meziobvod.
Motorové moduly odebírají energii ze stejnosměrného meziobvodu a převádějí ji na střídavý proud pro asynchronní či
synchronní motory.
Svorkovnicové I/O moduly rozšiřují počet připojitelných
rychlých vstupů a výstupů pro signály z pohonu.
Snímačové moduly umožňují připojení zpětné vazby od
enkodérů nejrůznějších typů.
Komunikační moduly umožňují připojení systému k dalším
sběrnicím, například Profinet a CAN.
DRIVE CLiQ je uzavřená systémová sběrnice pro propojení
všech uvedených součástí měniče SINAMICS S120, resp.
všech měničů SINAMICS, u nichž je modularita vyřešena
kabelovým propojením.
Skříňové měniče SINAMICS S120
Skříňové měniče umožňují dosáhnout celkového výkonu
až 1400 kW. Konstrukce skříní je zárukou bezpečné funkčnosti ve fázi stavby, uvádění do provozu i vlastního provozu
měničů. Toho je dosaženo mimo jiné s použitím simulátoru
vnitřního rozložení prvků ve skříni, respektováním zónového
konceptu EMC, možnosti snadného servisu a zohledněním
dalších aspektů optimálního konstrukčního řešení.
Automatická konfigurace a identifikace
DRIVE CLiQ kromě vlastního propojení komponentů přináší
i další výhody ve spojení se servomotory Siemens. ­Umožňuje
přesnou identifikaci motoru včetně jeho sériového čísla,
náhradního schématu a použitého enkodéru. Toho lze využít
ve strojních aplikacích k povolení různého způsobu údržby.
Měnič může buď vyžadovat jedině původní motor, nebo
jakýkoli motor shodného typu, případně i motor s podobnými parametry. Obecně všechny prvky propojené přes
DRIVE CLiQ se identifikují svým elektronickým štítkem a řídicí
jednotka díky tomu může provést automatickou konfiguraci
daného pohonu.
Drive Control Charts
V měničích SINAMICS S120 lze vytvářet vlastní uživatelské aplikace pomocí programu DCC – Drive Control Chart.
Lze vkládat logické, aritmetické, regulační i speciální technologické bloky. Součástí DCC je mimo jiné i sada funkcí
pro řešení navíječky přímo v měničích. DCC je vhodné jak
k naprogramování rychlých regulačních algoritmů přímo
v měničích u rozsáhlých technologických celků, tak i k realizaci jednoduché logiky u malých strojů, kde potom není
nutno použít žádný nadřazený řídicí systém.
13
SIMOTION, SINUMERIK solution line
Řídicí systémy pro aplikace Motion Control
SIMOTION D
SIMOTION P
SINUMERIK sl
SIMOTION C
Kromě tradičních řídicích systémů společnosti Siemens
­(univerzální PLC SMATIC a numerické řízení SINUMERIK)
je již několik let na trhu i generačně nejmladší systém
­SIMOTION určený pro Motion Control (MC) aplikace. Stejně
jako ­SINUMERIK solution line je i SIMOTION typicky navázán
na aplikace s měniči SINAMICS S120, proto je mu věnována
část prospektu SINAMICS.
SIMOTION
Tento řídicí systém v sobě v principu vždy sdružuje následující:
n PLC funkce dle normy IEC 61131–3
n MC funkce (polohování, synchronizace, vačkové operace,
podpora kinematických modelů pro manipulátory apod.)
n technologické funkce (např. adaptivní regulace tlaku, teploty apod.)
Řídicí systém SIMOTION je programován z inženýrského
nástroje SIMOTION SCOUT v jazycích LAD/FDB, STL (strukturovaný text), či MCC (grafický programovací jazyk podobný
vývojovým diagramům). Komfort programování zvyšuje
integrace dalšího grafického programovacího jazyka Drive
Control Chart (DCC) a technologické knihovnu Top-loading
určené právě k využití na manipulátorech, kde se programátor zabývá jen trajektorií výsledného pohybu a SIMOTION
automaticky dopočítává pohyby jednotlivých pohonů. Tím
se řešení s řídicím systémem SIMOTION stávají vhodnou
alternativou k řešením s průmyslovými roboty.
SIMOTION je systém pracující v režimu multitasking, což
znamená, že současně v něm běží obvyklé cyklické programy a takzvané Motion Tasks, což jsou acyklické programy
vhodné především pro programování sekvencí.
Pro účely programování je SIMOTION standardně vybaven
rozhraním Ethernet, na němž poskytuje nadstandardní podporu TCP/IP komunikace s jinými zařízeními. Podporována
14
je vzdálená správa, a to nejen pro programátory disponující
vývojovým prostředím SIMOTION SCOUT, ale i pro uživatele přes webové rozhraní, kde programátor může vzdálené
obsluze zpřístupnit data do různé hloubky podrobností.
SIMOTION je nabízen ve třech stavebních provedeních:
n SIMOTION C (Controller) – stavební forma podobná řídicím systémům SIMATIC S7–300 – vhodná pro aplikace
s větším počtem centrálních vstupů/výstupů, na něž se
použijí běžné karty systému SIMATIC S7–300.
n SIMOTION P (PC) – průmyslové panelové PC s rozhraním
pro frekvenční měniče přes isochronní Profibus DP.
n SIMOTION D (Drive) – stavební provedení řídicí jednotky
frekvenčního měniče SINAMICS S120 ve velikosti tzv.
booksize, případně blocksize.
SINUMERIK solution line (sl)
Pro účely numerického řízení se po dlouholeté úspěšné éře
aplikací s řídicím systémem SINUMERIK a pohony ­SIMODRIVE
dostává do popředí řešení složené z řídicího systému SINUMERIK sl a pohony SINAMICS S120. Provedení je podobné jako
u SIMOTION D, tedy řídicí systém a řídicí jednotka měničů v jednom modulu. Doménou nasazení a odlišností od řídicího systému SIMOTION je především prostorová interpolace s interakcí několika řízených os, zadávání technologického programu
v G-kódech, převod z CAD výkresů a spolupráce se standardizovanými HMI obrazovkami pro obsluhu obráběcích strojů.
Typické aplikace:
Kovoobrábění, dřevoobrábění, případně obrábění skla či
keramiky – typická oblast pro SINUMERIK sl.
n Balicí, textilní, plastikářské, tvářecí, tiskařské a nejrůznější
jednoúčelové stroje – typická oblast pro SIMOTION.
n
SINAMICS DC MASTER
Variabilní systém pro jednoduché i náročné stejnosměrné aplikace
SINAMICS DC MASTER je novou generací stejnosměrných měničů. Spojuje výhody svého předchůdce – měniče
SIMOREG DC MASTER s výhodami a novými funkcemi řady
SINAMICS.
Řada měničů SINAMICS DC MASTER tvoří velice variabilní
systém, pro pohony jednoduché i náročné. Pro běžné řízení
v uzavřené smyčce jsou vybaveny standardní řídicí jednotkou (Standard CUD). Pro aplikace vyžadující vysoký výpočetní výkon nebo použití rozšiřujících rozhraní lze systém
doplnit o rozšířenou řídicí jednotku (Advanced CUD). Napájení je možné od 230 do 950 V (3 AC), ve speciálním provedení i jednofázově a pro napětí již od 10 V. Měniče se
vyrábějí s budicím můstkem jednokvadrantovým nebo dvoukvadrantovým, případně úsporně bez budicího můstku.
Jednotlivé měniče je možno řadit až 6x paralelně, případně
zapojit 12-pulzně nebo redundantně.
Stejnosměrné měniče řady SINAMICS DC MASTER kombinují
řídicí část a výkonový modul v jednom zařízení, a proto vynikají svými kompaktními rozměry, díky nimž jsou kompatibilní i s předchozími modely. Přístroje do 125 A jsou vyvinuty
v provedení bez ventilátoru, čímž se zvyšuje provozní spolehlivost a snižují nároky na údržbu. SINAMICS DC MASTER
dále vyniká schopností vysoké přetížitelnosti, vysokou účinností a tichým provozem.
Řada měničů SINAMICS DC MASTER zahrnuje:
n Vestavný DC měnič pro proudy 15 až 3000 A,
10 až 950 V.
n Control Module (CM) určený pro modernizaci stávajících
zařízení a systémů.
n Skříňové měniče pro jmenovité proudy 3600 A až
5500 A (v přípravě).
Pro lokální ovládání lze použít víceřádkový komfortní grafický, do češtiny přeložený ovládací panel AOP30, či základní
numerický ovládací panel BOP. Rozhraní řídicích desek CUD
a počty digitálních vstupů/výstupů mohou být rozšířeny využitím doplňkových modulů jako například TM15 a TM31.
Komunikace mezi těmito moduly je zajištěna rozhraním
DRIVE CLiQ. Pro komunikaci s řídicími systémy vyšší úrovně
lze použít standardní konfiguraci s komunikačním rozhraním PROFIBUS DP, nebo měnič rozšířit o rozhraní PROFINET
pomocí karty CBC20.
Zpětnovazební regulaci se stejnou strukturou, kterou disponoval předchůdce, lze nastavit pomocí seznamu parametrů.
Navíc měnič disponuje možností dodatečného programování pomocí Drive Control Charts (DCC) a umožňuje tedy
integrovat související technologické řídicí úkoly přímo do
samotného pohonu. Výhodou je zajištění vysoké flexibility
a optimálního přizpůsobení požadavkům na pohon a jeho
automatizaci.
Typické aplikace:
n Válcovny: válcovací stolice, letmé nůžky, navíječky.
n Papírenské stroje.
n Tiskařské stroje.
n Extrudéry a odstředivky.
n Jeřáby.
Hlavní výhody:
n Kompaktní rozměry kompatibilní se staršími řadami.
n 2-kvadrantové a 4-kvadrantové provedení, vysoká
přetížitelnost.
n Bezventilátorové provedení do 125 A.
n Tichý provoz, vysoká účinnost.
n Možnost redundantní konfigurace.
n Volné programování pomocí DCC.
n PROFIBUS ve standardní výbavě.
n Přímá komunikace se střídavými měniči pomocí
SINAMICS link.
15
Safety Integrated
Bezpečnostní funkce integrované v měničích
bezpečnostní relé brzdy
1
STO
M
diagnostika
brzdy
M
G_D211_XX_00210
v
3
klidová
brzda
motoru
P24
B-
SBC
t
v
SS1
∆t
2
STO
SLS
v
t
Motivace k použití Safety Integrated
Použitím integrovaných funkcí měničů SINAMICS lze účinně
realizovat ochranu osob a zařízení. Bezpečnostní funkce
v pohonech lze aktivovat přes bezpečné digitální vstupy
nebo přes PROFIBUS či PROFINET s profilem Profisafe. Bezpečnostní opatření jsou navíc cílená, mají vliv na přesně
vymezený úsek stroje a obsluha stroje je nepociťuje tolik
rušivě, čímž se významně redukuje motivace pro záměrné
obcházení bezpečnostních funkcí.
Safety Integrated v pohonech SINAMICS
Měniče řady SINAMICS jsou vybaveny četnými bezpečnostními
funkcemi, které splňují požadavky na bezpečnost dle:
n Kategorie 3 dle EN 954–1 resp. EN ISO 13849–1
n Safety Integrity Level (SIL) 2 dle EN 61508
n Performance Level (PL) d dle EN ISO 13849–1
Uvedené vlastnosti měničů byly certifikovány nezávislými institucemi. Odpovídající atesty a prohlášení výrobce
jsou k dispozici na stránkách technické podpory. Bezpečnostní funkce lze použít i pro motory bez enkodéru, čímž se
výrazně rozšiřuje oblast jejich využití.
Safe Torque Off (STO) – Bezpečné odpojení momentu 1
Popis funkce: Tato funkce zajistí měnič proti neočekávanému spuštění dle EN 60204–1, oddíl 5.4. Funkce STO blokuje řídící pulsy k výkonové jednotce a zajistí tak odpojení
motoru od napájení (to ­odpovídá stavu STOP Kategorie 0 dle
EN 60204–1). Pohon je tedy ve stavu bez momentu na hřídeli motoru. Tento stav je dále v měniči interně kontrolován.
Použití a zákaznické výhody: Funkce STO způsobí okamžité odpojení motoru od měniče, tzv. volný doběh motoru.
Funkce STO se používá v případech, kde zátěž je takového
charakteru, že pohon se zastaví okamžitě nebo v krátkém
čase působením tření nebo momentu na hřídeli motoru
a tato prodleva nemá vliv na bezpečnost pohonu.
Safe Stop 1 (SS1) – Bezpečné zastavení kategorie 1 2
Popis funkce: Funkce SS1 bezpečně zastaví pohon dle
16
4
∆t
t
EN 60204–1, STOP Kategorie 1. Aktivací funkce SS1 začne
měnič automaticky brzdit po nastavené a monitorované
doběhové rampě a poté aktivuje funkci STO a SBC (bezpečné
řízení brzdy motoru, je-li aktivováno).
Použití a zákaznické výhody: Funkce SS1 eliminuje náročné
požadavky na externí sledování průběhu zastavení pohonu.
Navíc v případě častého požadavku na bezpečné brzdění lze
s výhodou použít uvedené mechanismy, a tak snížit náklady
na údržbu a redukovat mechanické stresy pohonu. Díky aktivnímu brzdění měničem není nutné nasazovat opotřebitelné
mechanické brzdy. Funkce SS1 je navržena pro použití v aplikacích, kde je požadováno kontrolované zastavení. Typickým
příkladem jsou centrifugy nebo dopravníky.
Safe Brake Control (SBC) – bezpečné řízení brzdy motoru 3
Popis funkce: Funkce SBC se používá pro bezpečné sepnutí
motorové brzdy v nulových otáčkách motoru. Obvod řízení
brzdy je navržen dle požadavků na bezpečné sepnutí, tedy
dvoukanálově. Funkce SBC může být aktivována v případě,
kdy je aktivní funkce STO. Funkce SBC nedetekuje mechanické chyby systému brzdy jako je například porušené obložení brzdy. U měničů SINAMICS S120 v provedení Booksize
jsou již integrovány svorky pro brzdu, v ostatních případech
se používá přídavné bezpečnostní relé (Safe Brake Relay).
Použití a zákaznické výhody: Funkci SBC lze kombinovat
s funkcemi STO a SS1. Funkce SBC poskytuje dodatečný
komfort při bezpečném řízení motorové brzdy. Protože nabízené bezpečnostní relé neobsahuje mechanické spínače,
není omezen počet sepnutí. Nejčastější použití je např. na
svislých osách, kvůli zabránění propadnutí osy.
Safely Limited Speed (SLS) – Bezpečná snížená rychlost 4
Popis funkce: Funkce SLS sleduje otáčky motoru řízeného
měničem a podle nastaveného módu buď sníží otáčky
motoru na bezpečnou hodnotu, nebo sleduje, zda nebyly
bezpečné otáčky překročeny. V případě nedodržení bezpečných podmínek provozu (např. měnič nesleduje nastavenou
rampu nebo překročí maximální povolené otáčky), je spuštěn
5
SS2
v
7
v
SOS
1
∆t
t
t
6
SOS
s
SSM
0
8
STO
v
SBR
∆t
∆t
t
ochranný mechanismus, který ­aktivuje funkci SS1 a následně STO,
případně i SBC.
Použití a zákaznické výhody: Především v situaci, kdy má obsluha
na starosti mnoho strojů, které je potřeba během výroby přenastavit nebo provádět na nich provozní či servisní úkony, přičemž jsou
stroje dále v provozu (např. se stále otáčejí některé části stroje). Pracovník, který na strojích pracuje, je trvale vystaven potencionálnímu
nebezpečí ze strany točivých částí stroje ať už během provozu nebo
při startu a zastavení stroje. Použitím funkce SLS dochází ke snížení
otáček stroje, resp. hlídání bezpečných otáček. Tak je dosaženo podstatně větší bezpečnosti osob obsluhujících stroje, ale také úspory
času, protože stroj není potřeba při snížených otáčkách vypínat.
Safe Stop 2 (SS2) – bezpečné zastavení kategorie 2 5
Popis funkce: Funkce SS2 bezpečně zastaví pohon dle EN 60204–1,
STOP Kategorie 2. Po aktivaci funkce SS2 pohon samočinně brzdí
po rampě OFF3. Na rozdíl od SS1 zůstává motor po zabrzdění ve
vazbě, což znamená, že pro udržení klidového stavu může motor
vyvinout plný moment. Klidový stav je monitorován funkcí SOS
(Safe Operating Stop).
Použití a zákaznické výhody: Tam, kde je kromě samotného bezpečného zastavení s aktivním brzděním měničem nutno také udržet pohon v klidu i přes síly, které se snaží jej roztáčet.
Safe Operating Stop (SOS) – bezpečné provozní zastavení 6
Popis funkce: Tato funkce představuje bezpečné hlídání klidového stavu. Pohon zůstává v regulaci, aby mohl generovat
moment pro udržení se v aktuální pozici. Na rozdíl od funkcí SS1
a SS2 zde nedochází k autonomnímu ovlivňování žádané hodnoty
otáček. Po aktivaci SOS musí nadřízený systém během nastaveného času pohon zastavit a pak držet jeho polohu.
Použití a zákaznické výhody: Pro všechny aplikace, kde při určitých pracovních krocích musejí být části stroje nebo obrobky
v klidu, ale pohon musí přesto generovat přídržný moment.
Oproti SS1 a SS2 nebrzdí pohon autonomně, ale očekává se, že
nadřízený systém v nastaveném čase příslušné osy koordinovaně
zastaví. Tím se zamezí poškození stroje resp. výrobku.
t
Safe Speed Monitor (SSM) – monitor bezpečné rychlosti 7
Popis funkce: Tato funkce dává bezpečné hlášení, je-li rychlost
pohonu pod nastavitelnou mezí. V porovnání se SLS tato funkce
při překonání nastavené meze nevyvolá žádnou autonomní reakci
pohonu.
Použití a zákaznické výhody: Hlášení SSM je možné použít pro
nadřízený systém za účelem relevantní bezpečné reakce, např.
uvolnění ochranných dveří.
Safe Acceleration Monitor (SBR) – bezpečný monitor zrychlení 8
Popis funkce: Jedná se o rozšíření funkcí SS1 a SS2. Cyklicky se
monitoruje, zda rychlost pohonu klesá a nedochází k jeho opětovnému zrychlení.
Safe Brake Ramp (SBR) – bezpečné hlídání brzdné rampy bez
snímače 8
Popis funkce: Tato funkce je součástí výše uvedených bezpečnostních funkcí SS1 a SLS pro motory bez snímače. Slouží k hlídání brzdné rampy. Jestliže se pohon odchýlí z tolerovaného brzdného pásma a během brzdění opět zrychlí, je pohon okamžitě
momentově uvolněn.
Přehled měničů a jejich vybavení b
­ ezpečnostními funkcemi
Měnič
Aktuálně použitelné ­bezpečnostní
funkce
SINAMICS G120
STO, SS1, SLS, SBC
SINAMICS G120D
STO, SS1, SLS
SINAMICS G130/150
STO, SS1
SINAMICS S150
STO, SS1
SINAMICS S120
Booksize a Blocksize
STO, SS1, SOS, SS2, SLS, SSM, SBC
SINAMICS S120 šasi
a skříňové provedení
STO, SS1, SOS, SS2, SLS, SSM
SINAMICS S110
STO, SS1, SOS, SS2, SLS, SSM, SBC
SIMATIC ET200 FC
STO, SS1, SLS
17
Zkušební sestavy
aneb jak začít
Pracovníci společnosti Siemens, s. r. o. mají zájem o popularizaci celé produktové skupiny SINAMICS mezi partnerskými
firmami, systémovými integrátory, výrobci strojů a zařízení
(OEM) i koncovými zákazníky. K tomu je potřeba nejen technické poradenství prostřednictvím linky technické pomoci
(viz kontakty na zadní straně obálky), ale také možnost si
přístroje a jejich zapojení prakticky vyzkoušet na reálných
modelech. K tomu slouží několik typizovaných zkušebních
sestav, jež si zákazníci mohou vyzkoušet buď v brněnské, či
jiných kancelářích společnosti Siemens, s. r. o., nebo lze tyto
sestavy zapůjčit na určitou dobu do důvěryhodných rukou.
Kromě níže uvedených sestav existují i jejich modifikace
či jiné jednoúčelové sestavy, které lze na dotaz představit.
Samozřejmě dle zájmu zákazníků lze dodavatele inspirovat
i k pořízení dalších zajímavých sestav.
Jednoosý simulační systém
(SINAMICS S110/S120/SIMOTION D410)
Základ simulační sestavy určené k okamžitému použití tvoří
Power Modul PM340 propojitelný alternativně s klasickým
asynchronním motorem typu 1LA7 vybaveným HTL snímačem, anebo se synchronním servomotorem 1FK7 vybaveným absolutním snímačem s komunikací přes DRIVE-CLiQ.
K tomuto základu lze alternativně jako řídicí jednotky
připojit:
n CU310 a vytvořit tak jednoosý (AC/AC) frekvenční měnič
SINAMICS S120.
n CU305 a vytvořit tak jednoosý servoměnič
SINAMICS S110.
n Jednotku SIMOTION D410 a vytvořit tak jednoosý měnič
i s řídicím systémem s jednou reálnou osou a případnými
dalšími závislými osami.
18
SINAMICS S120/SIMOTION D
Původní český zkušební „kufr“ vymyšlený a sestavený na
základě dlouholeté zkušenosti odborníků společnosti Siemens, s. r. o. Vyniká univerzálním použitím a variabilitou
a praxe jej ověřila u mnoha zákazníků, jež si tuto sestavu
koupili do svých firem.
Skládá se kromě doplňkových přístrojů zejména z:
n napáječe typu Smart Line Module
n dvojitého motorového modulu
n dvou servomotorů, jednoho s a jednoho bez rozhraní
DRIVE CLiQ
n řídicí jednotky CU320 a řídicího systému SIMOTION D425
Vše je v mobilním provedení předurčeném k využití
„v terénu“.
SINAMICS G110, G110D/M200D
I pro nejjednodušší pohony jsou k dispozici zkušební sestavy:
n V případě SINAMICS G110 jde o prostou sestavu jednoho z nejmenších výkonů měniče + motoru určenou
především k elegantní prezentaci měniče zákazníkům
distributorů.
n Robustní zkušební „kufr“, poněkud podobný výše uvedenému, je vybaven dvěma přístroji: SINAMICS G110D a distribuovaným motorovým spouštěčem M200D. Umožňuje
testování nové techniky distribuovaných pohonů u zákazníků, včetně možnosti současného použití zkušební
sestavy pro sběrnici AS-interface.
Cílevědomá …
… nekonečná …
Směřující k naplňování trendů v technice regulovaných pohonů, které definují zá­kladní
požadavky na měniče (frekvenční či stejnosměrné): Zákazníci z nejrůznějších oblastí
průmyslu požadují do svých rozmanitých strojních a procesních aplikací řešení na míru
s vysokou spolehlivostí, jednoduchou obsluhou a minimalizací nutné údržby, čímž se zvyšují požadavky na variabilitu, robustnost a snadnost ovládání konkrétních typů měničů.
Téměř neomezené aplikační možnosti jsou výsledkem modulárního systému.
Každý sám – silní
Dohromady – neporazitelní
… rodina!
Kompletní produktová skupina měničů pro regulované pohony.
Další informace najdete na webových stránkách:
www.siemens.cz/sinamics
Obecně o pohonech se dočtete na stránkách:
www.siemens.cz/pohony
Dokumentaci žádejte na e-mailové adrese:
[email protected]
Technické poradenství žádejte na:
tel.: 800 122 552
e-mail: [email protected]
Servisní záležitosti řešte na:
tel.: 800 122 552
e-mail: [email protected]
©Siemens, s. r. o.
divize Industry Automation & Drive Technolgies
kancelář Brno
vydání V/2011
Download

SINAMICS drives Okruh expertů… … pro všechna