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所有 S7-400 CPU 均具有兩種類型的存儲(chǔ)器。工作存儲(chǔ)器的細(xì)分可將性能提高一倍。當(dāng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)處理器需要訪問(wèn)其 RAM 至少兩次時(shí),S7-400 專用處理器可在一個(gè)循環(huán)周期中同時(shí)訪問(wèn)代碼存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。因此,數(shù)據(jù)總線和代碼總線也是獨(dú)立的。工作存儲(chǔ)器的容量取決于從精細(xì)分級(jí)的 CPU 系列中所選取的適合的 CPU。
對(duì)于小型和中等程序,集成式負(fù)載內(nèi)存 (RAM) 就足夠了。對(duì)于較大的程序,可通過(guò)插入內(nèi)存卡來(lái)增加裝載內(nèi)存。插入式閃存卡可用于在不使用電池的情況下進(jìn)行性存儲(chǔ)。
相關(guān)功能 (FC) 和 功能塊 (FB) 可以加密的方式存儲(chǔ)于 CPU 以保護(hù)專門知識(shí)應(yīng)用。
不同性能范圍的標(biāo)準(zhǔn) CPU 可用于 SIMATIC S7-400:
CPU 412-1 和 CPU 412-2 的特點(diǎn):
CPU 412-2 還具有:
CPU 414F-3 PN/DP 是可滿足中等性能范圍中有較高要求的 CPU。他們可以滿足對(duì)程序容量和處理速度有較高要求的應(yīng)用.故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),可提高工廠的安全需求。
集成 PROFIBUS DP 接口使其能夠作為主站或從站直接連接到 PROFIBUS DP 現(xiàn)場(chǎng)總線。
可通過(guò) IF 964-DP 接口模塊連接一個(gè)附加的 DP 主站系統(tǒng)。
對(duì)于 CPU 414F-3 PN/DP 的 PROFINET 接口,其交換機(jī)功能允許外部訪問(wèn)兩個(gè) PROFINET 端口。除分層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之外,還可以在新型 S7-400 控制器中創(chuàng)建總線形結(jié)構(gòu)。
注:
只能使用 6ES7964-2AA04-0AB0 接口模塊。
CPU 414-3 PN/DP 的配置如下:
SIMATIC PM 1507 單相負(fù)載電源(PM = 電源模塊)具有輸入電壓范圍自動(dòng)選擇功能。其設(shè)計(jì)和功能非常適用于 SIMATIC S7-1500 PLC。它為 S7-1500 系統(tǒng)組件(例如,CPU、系統(tǒng)電源(PS)、輸入和輸出模塊的 I/O 電路等)供電;必須時(shí),也可以向傳感器和執(zhí)行器提供 24 VDC 電源。
SIMATIC HMI 基本面板與面板和多功能面板產(chǎn)品系列的現(xiàn)有觸摸設(shè)備安裝兼容。
使用工程組態(tài)軟件 SIMATIC WinCC Basic/Comfort/Professional 或 SIMATIC STEP 7 Basic/Professional(帶集成的 WinCC Basic)進(jìn)行組態(tài)。
對(duì)于 12 脈沖運(yùn)行的情況,兩部 SINAMICS DC MASTER 轉(zhuǎn)換器提供 30 度偏移的電壓。該組態(tài)會(huì)降低諧波。每部 SINAMICS DC MASTER 傳輸總電流的一半。其中一部 SINAMICS DC MASTER 裝置使用閉環(huán)速度控制運(yùn)行,另一部使用閉環(huán)電流控制運(yùn)行。進(jìn)行了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接,用于從第一部 SINAMICS DC MASTER 向第二部傳輸電流設(shè)置值。
用于 12 脈沖運(yùn)行的直流電路中需要平波電抗器。
計(jì)算平波電抗器
計(jì)算所需的自感
1. 0.2 × IdN (LD1) 時(shí)的電抗器電感
2. Idmax (LD2) 時(shí)的電抗器電感
LD1 = 0.296 × 10-3 × Vdi/(0.2 × IdN)
LD2 = 0.296 × 10-3 × Vdi/(0.33 × Idmax)
LD1 = 0.24 × 10-3 × Vdi/(0.2 × IdN)
LD2 = 0.24 × 10-3 × Vdi/(0.33 × Idmax)
L = 電感,[H]
IdN 直流電機(jī)的額定直流電流的一半
Idmax 直流電機(jī)的大電流的一半
Vdi = 1.35 × VN
VN 額定電源電壓
12 脈沖運(yùn)行
這些安裝說(shuō)明沒有聲明包含所有的裝置細(xì)節(jié)和版本信息,也沒有聲明考慮到了全部可能的運(yùn)行情況和應(yīng)用情況。
對(duì)于針對(duì)您的特定應(yīng)用沒有獲得足夠的詳細(xì)信息無(wú)法處理的情況,可以向西門子地區(qū)辦事處的聯(lián)絡(luò)人員咨詢其他信息或具體的問(wèn)題。
這些安裝說(shuō)明的內(nèi)容不會(huì)形成或修改之前或現(xiàn)有的合同、協(xié)議或法律關(guān)系。特定的銷售合同表達(dá)了西門子 AG 公司總體義務(wù)。西門子 AG 公司只接受合同中規(guī)定的擔(dān)保。這些安裝說(shuō)明中包含的任何聲明不構(gòu)成新的擔(dān)保條款,也不會(huì)對(duì)現(xiàn)有的擔(dān)保條款造成改動(dòng)。
什么是 EMC
EMC 是“電磁兼容性”的縮寫,描述了一件設(shè)備在電磁環(huán)境中能夠良好工作,而且不對(duì)環(huán)境中的其他設(shè)備造成不可接受的干擾的能力。因此,各種裝置都應(yīng)該相互干擾。
根據(jù) EMC 指令,SINAMICS DC MASTER 裝置根本不能表述成裝置,二只能描述成設(shè)計(jì)用于安裝在整個(gè)系統(tǒng)或整個(gè)工廠中的“組件”。但是為了澄清,在許多情況下使用了“裝置”(unit)這一統(tǒng)稱。
干擾輻射和抗干擾
EMC 取決于裝置在環(huán)境中表現(xiàn)出的兩種特性:干擾輻射和抗干擾性電氣裝置可以是干擾源(發(fā)射器),也可以是潛在的敏感設(shè)備(接收器)。
當(dāng)現(xiàn)有的干擾源不會(huì)破壞潛在的敏感設(shè)備的功能時(shí),才能確保滿足電磁兼容性。
有些設(shè)備甚至可能同時(shí)是干擾源和潛在的敏感設(shè)備:例如,變頻器裝置的電源部分應(yīng)該被視為一個(gè)干擾源,而控制裝置可以被看做是潛在的敏感設(shè)備。
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) EN 61800-3
對(duì)“變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)”的電磁兼容性要求在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) EN 61800-3 進(jìn)行了說(shuō)明。變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(或電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) PDS)由驅(qū)動(dòng)變頻器和電機(jī)(含電纜)組成。被驅(qū)動(dòng)機(jī)器不構(gòu)成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分。EN 61800-3 標(biāo)準(zhǔn)定義了與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)位置有關(guān)的不同極限值,稱為第一和第二環(huán)境。
住宅建筑物或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接連接到公共低壓供電而沒有使用中間變壓器的場(chǎng)所定義為第一環(huán)境。
第二環(huán)境一詞是指居住區(qū)以外的所有場(chǎng)所。它們基本上都是通過(guò)自己的變壓器由中壓電網(wǎng)供電的工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域。
第一和第二環(huán)境的定義
根據(jù)所處位置和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需電力,標(biāo)準(zhǔn) EN 61800-3 Ed.2 中定義了四個(gè)不同類別:
類別 C1: 額定電壓 < 1 000 V 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),可在第一環(huán)境中不受限制地使用。
類別 C2:額定電壓 < 1 000 V 的定速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),在第二環(huán)境中使用。如果驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由合格的人員進(jìn)行購(gòu)買和安裝,也可以在第一環(huán)境中使用。必須要遵守制造商提供的警告信息和安裝說(shuō)明。
類別 C3:額定電壓 < 1 000 V 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),只能在第二環(huán)境中使用。
類別 C4:額定電壓 ≥ 1000 V 或額定電流 ≥ 400 A,可在第二環(huán)境中的復(fù)雜系統(tǒng)中使用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
下圖顯示了四個(gè)類別是如何分配用于第一和第二環(huán)境的:
類別 C1 到 C4 的定義
SINAMICS DC MASTER 裝置幾乎總是可以用在第二環(huán)境中(類別 C3 和 C4)。
當(dāng)用在 C2 類的系統(tǒng)中時(shí),需要配備無(wú)線干擾抑制濾波器和換相電抗器。
SINAMICS DC MASTER 滿足 EN 61800-3 標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)第二環(huán)境的抗干擾要求,因而也滿足要求更低的第一環(huán)境要求。
標(biāo)準(zhǔn) EN 55011
某些條件下,要求滿足標(biāo)準(zhǔn)EN 55011。它限定了工業(yè)和住宅環(huán)境中干擾發(fā)射的極限值。在標(biāo)準(zhǔn)化的條件下,在線路通電連接上測(cè)得的傳導(dǎo)干擾值被稱為干擾電壓;而測(cè)得的電磁輻射干擾被稱為無(wú)線干擾。
該標(biāo)準(zhǔn)定義了“A1和敗癇1極限值,對(duì)于干擾電壓來(lái)說(shuō),它們是指”150 kHz - 30 MHz 的范圍;而對(duì)于無(wú)線干擾來(lái)說(shuō),是 30 MHz - 2 GHz 范圍。由于 SINAMICS DC MASTER 變頻器裝置用在工業(yè)一個(gè)用中,它們受極限值“A1”限制。為了達(dá)到極限值“A1”, SINAMICS DC MASTER 裝置必須配備外部無(wú)線干擾抑制濾波器和換相電抗器。
SINAMICS DC MASTER,工業(yè)應(yīng)用
工業(yè)應(yīng)用要求裝置能夠表現(xiàn)出極高等級(jí)的抗干擾性,但是相比之下載干擾輻射等級(jí)方面的要求要低得多。
SINAMICS DC MASTER 變頻器裝置時(shí)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(如接觸器和開關(guān))的組件。合格的人員必須把它們整合到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中才能使用,系統(tǒng)低標(biāo)準(zhǔn)也要包含變頻器裝置、電機(jī)電纜和電機(jī)。大多數(shù)情況下還需要換相電抗器和保險(xiǎn)。因此,是否需要遵守極限值由正確已安裝組件決定。將干擾輻射等級(jí)限制在極限值“A1內(nèi)不僅需要變頻器本身,至少還需要無(wú)線干擾抑制濾波器和換相電抗器?!睕]有無(wú)線干擾抑制濾波器,SINAMICS DC MASTER 變頻器裝置的干擾輻射等級(jí)會(huì)超過(guò)EN 55011 規(guī)定的極限值“A1”。
如果驅(qū)動(dòng)器形成了工廠或系統(tǒng)的組成部分,它初不需要滿足任何干擾輻射要求。但是,EMC 法規(guī)沒有規(guī)定工廠或系統(tǒng)作為一個(gè)整體必須與自己的環(huán)境電磁兼容。
如果工廠或系統(tǒng)中所有的控制組件(例如 PLC)都表現(xiàn)出適合工業(yè)應(yīng)用的抗干擾等級(jí),則沒有必要讓每個(gè)驅(qū)動(dòng)器都符合限制值“A1”。
無(wú)接地線供電
在一些工業(yè)領(lǐng)域中為了提高工廠的可用性,會(huì)使用無(wú)接地線供電(IT 線供電)。在發(fā)生接地故障時(shí),沒有故障電流,工廠可以繼續(xù)生產(chǎn)。但是,與無(wú)線干擾抑制濾波器相配合,在發(fā)生故障時(shí),故障電流會(huì)引起驅(qū)動(dòng)器關(guān)斷,或者甚至損壞無(wú)線干擾抑制濾波器。因此,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)沒有對(duì)這種線路供電定義任何極限值。從經(jīng)濟(jì)角度看,在供電變壓器的接地的原邊應(yīng)該考慮必要的 EMC 符合性。
EMC 的規(guī)劃
如果兩部裝置不電磁兼容性,您可以降低干擾源的干擾發(fā)射等級(jí)或者提高潛在的敏感設(shè)備的抗干擾等級(jí)。
干擾源一般是高功耗的電力電子裝置。要降低它們的干擾輻射等級(jí),需要復(fù)雜的濾波器。潛在的敏感設(shè)備通常是控制裝置或傳感器,包括它們的求值電路。提高低額定功率的裝置的抗干擾能力涉及的成本更低一些。這意味著從經(jīng)濟(jì)的角度看,提高抗干擾性對(duì)于工業(yè)應(yīng)用來(lái)說(shuō)比降低干擾輻射等級(jí)是成本更有利的方案。例如,要維持 EN 55011 的極限值等級(jí) A1,150 到 500 kHz 之間線路供電連接點(diǎn)無(wú)線干擾電壓可以大達(dá)到79 dB (μV),而在500 kHz 到 30 MHz 之間,大值可達(dá)到 73 dB (μV) (9 或 4.5 mV)。
在工業(yè)應(yīng)用中,裝置間的 EMC 應(yīng)該基于仔細(xì)的平衡干擾輻射等級(jí)和抗干擾等級(jí)。
獲得 EMC 符合性經(jīng)濟(jì)有效的措施是在物理上對(duì)干擾源和潛在的敏感設(shè)備進(jìn)行隔離——假定您在機(jī)器/工廠的設(shè)計(jì)階段就考慮到了這種方案。首先,有必要確定是否使用的設(shè)備是潛在的干擾源或者潛在的敏感設(shè)備。在這種情況下,例如變頻器裝置和接觸器可以被算作干擾源。而潛在的敏感設(shè)備包括 PLC、編碼器、傳感器等等。
控制機(jī)柜中的組件(干擾源和潛在敏感設(shè)備)必須進(jìn)行物理隔離,通過(guò)隔板,或者在必要情況下把它們安裝在金屬外殼里。
一般信息
不僅僅是驅(qū)動(dòng)器會(huì)工作在各種各樣的環(huán)境中,而且所使用的電氣組件(控制和開關(guān)模式電源等等)在抗干擾能力和干擾輻射等級(jí)方面差別也會(huì)很大,這就意味著對(duì)各種安裝準(zhǔn)則都需要進(jìn)行部分的折中。因此,假定進(jìn)行獨(dú)立的測(cè)量,就可能根據(jù)實(shí)際情況對(duì) EMC 規(guī)定有一定的偏離。
為了確保您用在惡劣的電氣環(huán)境中的控制機(jī)柜能夠?qū)崿F(xiàn)電磁兼容性(EMC),在建設(shè)和設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該遵守相關(guān)的法律團(tuán)體要求的標(biāo)準(zhǔn),以及以下列出的 EMC 規(guī)定。
規(guī)定 1 到 10 普遍有效。規(guī)定 11 到 15 必須遵守,以便滿足干擾輻射標(biāo)準(zhǔn)。
針對(duì)符合 EMC 的安裝的規(guī)定
規(guī)定 1
控制機(jī)柜的所有金屬部件都要通過(guò)大面積接觸互聯(lián)進(jìn)行良好的電氣連接(不得在漆面上噴涂?。?。如果有必要,應(yīng)使用接觸圈或鋸齒墊圈。機(jī)柜門必須使用短的接地條連接到機(jī)柜上(在頂部、中間和底部)。
規(guī)定 2
在機(jī)柜中以及相鄰機(jī)柜(適用情況下)中的接觸器、繼電器、電磁閥、機(jī)電運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)器等等必須配備阻尼組合裝置,如 RC 元件、變阻器、二極管等等。保護(hù)電路必須直接連接到專門的線圈上。
規(guī)定 3
信號(hào)線 1) 應(yīng)該盡可能的在機(jī)柜內(nèi)只從一個(gè)高度走線。
規(guī)定 4
同一電路中的非屏蔽線(進(jìn)出導(dǎo)線)必須可能的情況下進(jìn)行絞合,或盡量減小它們的距離,以防止形成不必要的框架天線形狀。
規(guī)定 5
在機(jī)柜地的兩端連接備用線(地 2))。這可以獲得額外的屏蔽效果。
規(guī)定 6
避免不必要的電纜過(guò)長(zhǎng)。這樣可以降低耦合電容和自感。
規(guī)定 7
如果電纜走線靠近控制機(jī)柜地,可以大大降低串?dāng)_。因此,不要隨意在機(jī)柜內(nèi)走線,而應(yīng)該盡量靠近外殼或安裝板。這也是用于備用線。
規(guī)定 8
信號(hào)線和電力線必須物理隔離(防止出現(xiàn)耦合通路?。?。必須遵守小距離 20cm 的原則。
如果對(duì)編碼器線和電機(jī)線無(wú)法進(jìn)行物理隔離,則必須使用隔板或金屬導(dǎo)管對(duì)編碼器線進(jìn)行去耦合。隔板和金屬導(dǎo)管必須進(jìn)行多點(diǎn)接地。
規(guī)定 9
數(shù)字信號(hào)線屏蔽應(yīng)在兩端接地(源和目的端),確保大接觸面積和良好的導(dǎo)電性。在屏蔽連接之間出現(xiàn)不良的等電位聯(lián)結(jié)時(shí),可以另外用一根截面積至少為10 mm2 的等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)線與屏蔽線并聯(lián),以便降低屏蔽線電流。一般來(lái)說(shuō),屏蔽也可以多點(diǎn)連接到機(jī)柜外殼(地)。屏蔽可以甚至可以在控制機(jī)柜外連接多次。
應(yīng)該避免使用薄片型屏蔽,它們的效果至少比編織屏蔽低 5 倍。
規(guī)定 10
如果等電位聯(lián)結(jié)良好,模擬信號(hào)線的屏蔽可以在兩端連接到地上(必須接觸面積大、導(dǎo)電性良好?。H绻薪饘俨考纪ㄟ^(guò)良好的電氣連接互聯(lián)了,而電子組件都從獨(dú)立的電源供電,則可以假定等電位聯(lián)結(jié)良好。
在一端連接屏蔽可以防止耦合低頻和電容性干擾(例如 50H在低頻干擾)。在這種情況下,屏蔽應(yīng)該連接到控制機(jī)柜上;還可以使用獨(dú)立的電線連接屏蔽。
規(guī)定 11
確保無(wú)線干擾抑制濾波器的位置靠近可疑的干擾源。濾波器必須固定在機(jī)柜外殼、安裝盤等位置上,并大面積接觸。進(jìn)線和出現(xiàn)必須物理隔離。
規(guī)定 12
必須使用無(wú)線干擾抑制濾波器,以便滿足等級(jí) A1 的極限值。其他負(fù)載必須連接上游濾波器(線路側(cè))。
使用的控制方式以及控制柜其它方面的布線決定了是否需要額外安裝線路濾波器。
規(guī)定 13
勵(lì)磁電路中必須包含換相電抗器,用于控制勵(lì)磁電源。
規(guī)定 14
變頻器的電樞電路中必須包含換相電抗器。
規(guī)定 15
電機(jī)線不必加屏蔽。在線路供電饋線和電機(jī)線之間至少必須流出 20cm 間隙。如果有必要,應(yīng)該使用金屬隔板。
下圖所示的機(jī)柜設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)用于幫助用戶熟悉 EMC 關(guān)鍵部件。該實(shí)例沒有聲明給出了所有可能的機(jī)柜組件或設(shè)計(jì)方案。
其它細(xì)節(jié)圖顯示了總圖中沒有清晰顯示的細(xì)節(jié),它們也可能在抑制機(jī)柜的干擾/干擾輻射等級(jí)以及處理不同的屏蔽連接技術(shù)方面發(fā)揮作用。
換相電抗器和無(wú)線干擾濾波器的布置
另一個(gè)截面圖顯示了無(wú)線干擾抑制濾波器和換相電抗器是如何布置在 SINAMICS DC MASTER 里面的。必須遵守電抗器和濾波器的安裝順序規(guī)定。線路側(cè)和裝置側(cè)的濾波器電纜必須物理隔離。
了解如何為半導(dǎo)體保護(hù)裝置選擇保險(xiǎn)的信息,請(qǐng)參考標(biāo)題為“線路熔斷器”的部分。
機(jī)柜設(shè)計(jì)舉例——使用了高電流 850 A 的SINAMICS DC MASTER
對(duì)機(jī)柜的電纜入口加屏蔽
控制柜內(nèi)部的屏蔽
用于 SINAMICS DC MASTER 勵(lì)磁電源部分的無(wú)線干擾抑制濾波器
無(wú)線電干擾抑制濾波器
屏蔽連接
屏蔽連接
(1) 銅母線上的連接端子,大電纜直徑 15 mm
(2) 銅母線上的安裝端子,大電纜直徑 10 mm
(3) 裸金屬電梳型/鋸齒母線上的金屬管或電纜扎匝
(4) 電纜支撐軌上的安裝卡,帶金屬背板
變頻器裝置組件的布置
電抗器和無(wú)線干擾濾波器的布置
(1) 勵(lì)磁電路中的換相電感根據(jù)額定電機(jī)勵(lì)磁電流確定規(guī)格。
(2) 電樞電路中的換相電抗器根據(jù)額定電機(jī)電樞電流確定規(guī)格。
線路電流是直流電流的 0.82 倍。
(3) 用于電樞電路中的無(wú)線干擾抑制濾波器根據(jù)額定電機(jī)電樞電流確定規(guī)格。
線路電流是直流電流的 0.82 倍。
(4) 用于勵(lì)磁電路的無(wú)線干擾抑制濾波器根據(jù)額定電機(jī)勵(lì)磁電流確定規(guī)格。
(5) 電子裝置電源本身不需要無(wú)線干擾抑制濾波器。
電流消耗在 400 V 時(shí)為 1A,230V 時(shí)為 2A。
(6) 如果電樞電路、勵(lì)磁電路和電子裝置電源的電源電壓相同,則用于勵(lì)磁和電子裝置電源的電壓可以從用于電樞電路的無(wú)線干擾濾波器后面提取。
1)信號(hào)定義為:
數(shù)字信號(hào)線:
脈沖編碼器信號(hào)線,
串口,如 PROFIBUS-DP 或
模擬信號(hào)線,如 ± 10 V 設(shè)定值線。
2)一般來(lái)說(shuō),“地”是指所有可以連接到保護(hù)導(dǎo)線上的金屬導(dǎo)電部件,例如機(jī)柜外殼、電機(jī)外殼或地基地等等。
通用型 SIMATIC PCS 7 過(guò)程控制系統(tǒng)具有其獨(dú)特的可升級(jí)結(jié)構(gòu)和出色的系統(tǒng)特性,是在整個(gè)生命周期中以經(jīng)濟(jì)、高效的方式組建和運(yùn)行控制技術(shù)工廠的理想基礎(chǔ)。
一套完整的完美匹配的產(chǎn)品、系統(tǒng)和解決方案,適用于生產(chǎn)工業(yè)、加工工業(yè)和混合型工業(yè)的所有領(lǐng)域,在西門子的全集成自動(dòng)化 (TIA) 內(nèi)集成,是公司整個(gè)過(guò)程鏈(從進(jìn)貨到出貨物流)分層集成自動(dòng)化所必備的。
通過(guò)附加功能的無(wú)縫集成進(jìn)行了專門的擴(kuò)展,例如,批處理自動(dòng)化、材料運(yùn)輸控制、先進(jìn)的過(guò)程控制、資產(chǎn)管理、遠(yuǎn)程控制和安全應(yīng)用、過(guò)程數(shù)據(jù)分析/管理或 MES 任務(wù),SIMATIC PCS 7 所具有的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)了典型的過(guò)程控制系統(tǒng)。
如果這還不足以滿足要求,如模塊化、靈活性和開放性等系統(tǒng)屬性也可以為將輔助組件和解決方案(SIMATIC PCS 7 的“附加件”)實(shí)際集成到過(guò)程控制系統(tǒng)中提供理想的條件。西門子針對(duì)特殊自動(dòng)化任務(wù)內(nèi)部開發(fā)的附加件致力于擴(kuò)展過(guò)程控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,并進(jìn)而鞏固其地位。
為了在全球化引發(fā)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)下保持我們的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),必須連續(xù)提高工廠的生產(chǎn)率,而同時(shí)在大程度上縮短產(chǎn)品時(shí)間。在這種形勢(shì)下,必須對(duì)陳舊的自動(dòng)化工廠進(jìn)行現(xiàn)代化更新改造,并逐步地將它們遷移到新一代的控制系統(tǒng)中。
西門子為其自己的控制系統(tǒng)提供了種類繁多的創(chuàng)新產(chǎn)品,以遷移到 SIMATIC PCS 7,例如,TELEPERM M、APACS、SIMATIC PCS/TISTAR 或 OpenPMC,但是也可以遷移其他供應(yīng)商的控制系統(tǒng),如 ABB 或 Bailey。
機(jī)器與設(shè)備的高效運(yùn)行需要使用可靠、恒定的電源。
SITOP 穩(wěn)壓電源質(zhì)量?jī)?yōu)異,性能可靠,可確保在工業(yè)環(huán)境中以及樓宇管理系統(tǒng)中使用時(shí)達(dá)到很高的安全性。
我們選擇的 SITOP 電源彼此之間可以完美地協(xié)同工作。我們的系列附加模塊進(jìn)一步強(qiáng)化了這種協(xié)同性。這些附加模塊可以深入地保護(hù) 24V 電源免遭初級(jí)和次級(jí)側(cè)的干擾,直至提供徹底的全方位的保護(hù)功能。
您只需在購(gòu)買電源時(shí)考慮選擇優(yōu)質(zhì)電源,此后就無(wú)需再思考此類問(wèn)題。
SITOP 的可靠性已在全球范圍的幾乎每種供電系統(tǒng)中得到驗(yàn)證。憑借其寬范圍輸入、優(yōu)異的負(fù)載特性和徹底的驗(yàn)證,SITOP 電源自身就可以電源的可靠性。
根據(jù)具體的要求,可以采用擴(kuò)展模塊,也可以采用不間斷電源(DC UPS)對(duì) SITOP 電源進(jìn)行個(gè)性化的改造。據(jù)此,在輸出回路過(guò)載或輸入側(cè)出現(xiàn)電源故障等情況下,也可以機(jī)床或設(shè)備的 24 V 供電的可靠性。
能量成本越來(lái)越大地決定著生產(chǎn)成本。該方面的節(jié)省會(huì)形成寶貴的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。關(guān)于這一點(diǎn),SITOP 電源可以作出重大的貢獻(xiàn)。由于效率很高,這種初級(jí)開關(guān)模式電源擁有極高的工作效率。整個(gè)性能范圍內(nèi)的功耗很低(即使在空載運(yùn)行期間)。由于電源很少滿負(fù)荷運(yùn)行,因此,電源擁有極大的節(jié)能潛力。
SITOP 還可以高效地支持客戶的整個(gè)過(guò)程鏈。通過(guò) TIA Selection Tool、SITOP Selection Tool 中的 24 V 負(fù)載視圖等功能以及 3D 數(shù)據(jù)、電路圖宏、認(rèn)證和可單獨(dú)配置的產(chǎn)品文檔等豐富的額外信息,可方便地進(jìn)行產(chǎn)品選型。因此,可以非常高效地計(jì)劃、訂購(gòu)、設(shè)計(jì)、配置和運(yùn)行每個(gè) SITOP 解決方案。
工業(yè)環(huán)境中集成的電源越,其生產(chǎn)率越大。SITOP 可以針對(duì)例如 SIMATIC\SINUMERIK 和 SIMOTION 等自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。
另外,PSU8600 電源系統(tǒng)和 UPS1600 不間斷電源可完全集成在 TIA 中??稍?TIA Portal 進(jìn)行高效工程組態(tài),例如,在 PROFINET 中更方便進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)集成或集成全面的診斷功能。
SIMATIC S7 函數(shù)塊可以方便地集成在 STEP 7 用戶程序中;另外,還可以隨時(shí)利用 WinCC 面板實(shí)現(xiàn)操作控制和監(jiān)控。
SIMATIC PCS 7 的 SITOP 庫(kù)提供了可直接集成在控制系統(tǒng)中的塊和面板,用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)選的 24 V 電源方案,如冗余或不間斷電源。
具有網(wǎng)絡(luò)功能的 SITOP PSU8600 和 UPS1600 設(shè)備也可通過(guò) OPC UA 開放式通信接口進(jìn)行通信。通過(guò)集成的 OPC UA 器,也可以將控制器或 PC 等設(shè)備直接集成到采用由不同制造商制造的 OPC UA 客戶機(jī)的自動(dòng)化應(yīng)用中。
新型電源系列用于工業(yè)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)要求,以較低的價(jià)格提供所有重要功能,并且不影響質(zhì)量和 SITOP 可靠性。帶有手動(dòng)切換功能的寬范圍輸入支持與多種單相電源系統(tǒng)連接。由于寬度窄,主開關(guān)模式調(diào)節(jié)器在 DIN 導(dǎo)軌上所需的空間很小,因此效率高,致使控制柜中的熱損耗低。短路和過(guò)載保護(hù)以及針對(duì)出口 UL 認(rèn)證可確保順利使用。
重要特性:
單相 SITOP compact 是滿足低端性能要求的電源。它們具有極為節(jié)省空間的緊湊設(shè)計(jì),尤其適合控制箱或小型控制柜內(nèi)的分布式應(yīng)用。此系列電源的特點(diǎn)是在整個(gè)負(fù)載范圍具有較低功耗??蛰d運(yùn)行期間的功耗極低,非常適合為頻繁處于待機(jī)模式的機(jī)器設(shè)備供電。SITOP PSU100C 電源具有較寬輸入范圍,適用于交流和直流電網(wǎng);插入式端子促進(jìn)了電纜連接。
要進(jìn)一步提高 24 V 電源的可用性,可將 SITOP compact 電源與 DC UPS、冗余和選擇性模塊結(jié)合使用。
單相 SITOP compact 是滿足低端性能要求的電源。它們具有極為節(jié)省空間的緊湊設(shè)計(jì),尤其適合控制箱或小型控制柜內(nèi)的分布式應(yīng)用。此系列電源的特點(diǎn)是在整個(gè)負(fù)載范圍具有較低功耗。空載運(yùn)行期間的功耗極低,非常適合為頻繁處于待機(jī)模式的機(jī)器設(shè)備供電。SITOP PSU100C 電源具有較寬輸入范圍,適用于交流和直流電網(wǎng);插入式端子促進(jìn)了電纜連接。
要進(jìn)一步提高 24 V 電源的可用性,可將 SITOP compact 電源與 DC UPS、冗余和選擇性模塊結(jié)合使用。
隨著系統(tǒng)性能的提高,對(duì)系統(tǒng)的用戶友好性的要求也相應(yīng)提高。這是確保系統(tǒng)可用性的方法。對(duì)于用于 SIMOTION 的工程組態(tài)系統(tǒng) SCOUT,重點(diǎn)尤其被放在了用戶友好性上面:
SCOUT 工程組態(tài)系統(tǒng)可幫助用戶輕松、高效的逐步完成組態(tài)工作。
SCOUT 可在 SIMATIC STEP 7 中使用(具有標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)管理和組態(tài)程序),或作為一個(gè)獨(dú)立工程組態(tài)工具使用 (SCOUT Stand-Alone)。
SCOUT TIA(TIA Portal 中的 SIMOTION)以 TIA Portal V13(或更高版本)的選件包供貨。該選件包包括在 SCOUT 的供貨范圍中。
可以選擇以下選項(xiàng)以使用 SCOUT 工程組態(tài)系統(tǒng)來(lái)編程 SIMOTION:
除運(yùn)動(dòng)控制命令(例如,軸的參考)外,還提供了用于 I/O 訪問(wèn)、邏輯和計(jì)算、子程序調(diào)用以及程序流控制的命令。
使用圖形化凸輪編輯器,也可方便地建立復(fù)雜運(yùn)動(dòng)關(guān)系。
用于整個(gè)機(jī)器的所有數(shù)據(jù)可在一個(gè)項(xiàng)目中進(jìn)行管理:包括工程組態(tài)數(shù)據(jù)、程序、運(yùn)動(dòng)曲線和驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)。
隨后可從集中項(xiàng)目管理中調(diào)用合適的工具,例如,用于輸入一個(gè)凸輪或調(diào)試一臺(tái)驅(qū)動(dòng)器。
SCOUT 支持通過(guò)一系列工具對(duì) SIMOTION 應(yīng)用進(jìn)行測(cè)試、調(diào)試和錯(cuò)誤診斷,例如,可提供程序狀態(tài)、控制變量、軌跡以及軸控制面板的工具。
SIMOTION V5.1 提供了 SIMOSIM,這是集成在工程組態(tài)系統(tǒng)中的一個(gè)運(yùn)行模擬功能。通過(guò)該虛擬測(cè)試環(huán)境,無(wú)需連接硬件即可測(cè)試用戶程序。這樣就可以在開發(fā)的早期階段來(lái)各個(gè)程序部分,從而縮短后面的調(diào)試時(shí)間。
在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi),人們對(duì)集成化解決方案、統(tǒng)一處理和工程組態(tài)以及具體解決方案的范圍方面的要求在不斷增加。因此,需要提供能夠滿足具體領(lǐng)域中客戶的特定要求并能夠由機(jī)器制造商快速而安全地加以執(zhí)行的自動(dòng)化方案。
目標(biāo)是使用模塊化和可再用的塊實(shí)現(xiàn)盡可能多的機(jī)器應(yīng)用。我們針對(duì) SIMOTION 提供了眾多經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐檢驗(yàn)的且具有良好記錄的功能模塊,可用來(lái)以較低成本輕松實(shí)現(xiàn)量身定制的解決方案。
用戶將獲益于預(yù)配置的功能,這些功能可方便地任意進(jìn)行組合以滿足機(jī)器設(shè)備的具體要求。只需對(duì)這些模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,而不是以較大的支出對(duì)其進(jìn)行編程。
通過(guò) SIMOTION easyProject,我們?yōu)橛脩籼峁┝艘环N可大大加快面向機(jī)器應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目庫(kù)生成的工具。
所選的基本以及與領(lǐng)域相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)模塊經(jīng)過(guò)參數(shù)設(shè)置和自動(dòng)化后,集成到新項(xiàng)目或現(xiàn)有項(xiàng)目中。項(xiàng)目可直接加載到控制器中且立即可以執(zhí)行。
自動(dòng)化系統(tǒng)主要通過(guò)以下特性來(lái)識(shí)別:
但是,機(jī)械工程需求差異非常大,取決于具體的機(jī)器型號(hào)。
每個(gè)硬件平臺(tái)在特定應(yīng)用中使用時(shí)都有其優(yōu)點(diǎn)。
不同的平臺(tái)之間還可以非常輕松地進(jìn)行組合,這是模塊化機(jī)器和設(shè)備的突出優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閱蝹€(gè)的硬件平臺(tái)總是具有相同的系統(tǒng)特性,即不論使用什么平臺(tái),功能和工程總是一樣。
PROFIBUS 或 PROFINET 可以用來(lái)創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)和 I/O 之間的遠(yuǎn)程連接。
PROFINET/PROFIBUS 還可以用于 HMI 設(shè)備(如 SIMATIC HMI 或 SIMATIC S7 之類的上位控制器)之間的通信。這就意味著,SIMATIC HMI 面板以及安裝有 WinCC 的 PC 可以用作操作員系統(tǒng)。甚至第 3 方應(yīng)用也可以通過(guò) OPC 接口與 SIMOTION 進(jìn)行通信。
在 SIMOTION D 中,SIMOTION 的功能直接集成于 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的閉環(huán)控制模塊中。因此,整個(gè)系統(tǒng)(包括開環(huán)控制和驅(qū)動(dòng))都極其緊湊且響應(yīng)快速。
SIMOTION D 提供兩種型號(hào):
這種性能細(xì)分確保大程度的可擴(kuò)展性和靈活性。應(yīng)用領(lǐng)域從單軸機(jī)器到高性能的多軸機(jī)器。為了實(shí)現(xiàn)可視化和操作,SIMATIC HMI 設(shè)備可通過(guò) PROFIBUS、以太網(wǎng)或 PROFINET 進(jìn)行連接,具體取決于SIMOTION D 的型號(hào)。通過(guò) PROFINET 或 PROFIBUS 來(lái)連接分布式 I/O。
SIMOTION C 是采用 SIMATIC S7-300 設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制器。
其提供兩種型號(hào),接口不同,但運(yùn)動(dòng)控制功能或性能都相同。除了已經(jīng)集成的 I/O 外,兩種控制器還可通過(guò) SIMATIC S7-300 系列的 I/O 模塊加以擴(kuò)展。
SIMOTION C240 是采用模擬量設(shè)定值接口和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用的理想解決方案。它具有四個(gè)內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器和編碼器接口,非常適合機(jī)器改裝項(xiàng)目。
SIMOTION C240 PN 可用于基于 PROFINET 的機(jī)器自動(dòng)化項(xiàng)目。這種控制器具有三個(gè) PROFINET 端口,除支持 TCP/IP 和 RT 通信外,還支持具有 IRT 功能的 PROFINET。它能夠操作采用 PROFIdrive 行規(guī)的 PROFINET 驅(qū)動(dòng)器以及 PROFINET I/O(如高速 SIMATIC ET 200SP)。
兩種型號(hào)都另外配備兩個(gè) PROFIBUS 接口,通過(guò)這兩個(gè)接口可以連接支持 PROFIdrive 行規(guī)和標(biāo)準(zhǔn) I/O 的驅(qū)動(dòng)。除此以外,兩個(gè)控制器還具有工業(yè)以太網(wǎng)接口,從而提供更多的通信選項(xiàng)。
SIMOTION P 是基于 PC 的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),具有兩種型號(hào):
由于 PC 中不含旋轉(zhuǎn)部件,SIMOTION P320-4 系統(tǒng)適用于惡劣環(huán)境中的應(yīng)用。兩個(gè) PC 都配有針對(duì) SIMOTION 的常見實(shí)時(shí)擴(kuò)展系統(tǒng)。這就意味著,除了 SIMOTION 機(jī)器應(yīng)用程序以外,還可能隨時(shí)運(yùn)行其他 PC 應(yīng)用程序,例如 SIMOTION 工程系統(tǒng)、操作員應(yīng)用程序、過(guò)程數(shù)據(jù)例程或標(biāo)準(zhǔn)的 PC 應(yīng)用程序。
借助其的處理器性能,SIMOTION P350-4 特別適合對(duì)性能要求較高的應(yīng)用(如具有高動(dòng)態(tài)配置和壓力控制回路的液壓應(yīng)用)。
SIMOTION P320-4 特別適合惡劣的操作環(huán)境。由于其尺寸小,因此對(duì)于許多可用空間有限并且需要設(shè)計(jì)非常堅(jiān)固的應(yīng)用均是佳選擇。
SIMOTION P320-4 可通過(guò)各種不同的 SIMOTION 工業(yè)平板顯示器來(lái)操作 (IFP)。提供了不同的屏幕大小,既可以使用鍵盤和鼠標(biāo),也可以使用觸摸屏進(jìn)行操作。
這兩個(gè)型號(hào)都標(biāo)配有一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線接口,其形式為集成式 PROFINET 接口(3 個(gè)端口)。IsoPROFIBUS board 板可安裝在擴(kuò)展插槽內(nèi)以實(shí)現(xiàn) PROFIBUS 應(yīng)用。IsoPROFIBUS 板具有兩個(gè)附加 PROFIBUS 接口。
而且,通過(guò) SIMOTION easyProject,用戶可以在這種通用的自動(dòng)應(yīng)用程序生成工作流程中集成進(jìn)自己的塊。這樣就得到一種標(biāo)準(zhǔn)化且便于維護(hù)的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)。
組態(tài)控制柜的新方法
通過(guò) Planning Efficiency,西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供了在電氣規(guī)劃過(guò)程中經(jīng)常提出的典型問(wèn)題的:
Planning Efficiency 集中了西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的全部電子支持方式。在項(xiàng)目的每個(gè)階段,在線功能可以提高規(guī)劃人員的效率,使其日常工作變得輕松方便。同時(shí),Planning Efficiency 將重點(diǎn)放在控制柜配置等方面。尤其在電氣規(guī)劃中的早期階段,可在時(shí)間和成本方面節(jié)省高達(dá) 80%。
為了向規(guī)劃人員提供全部所需,并使配置控制柜時(shí)的現(xiàn)代電氣規(guī)劃工作更加容易,由 Planning Efficiency 提供的電子支持將重點(diǎn)放在:
在此過(guò)程的每個(gè)階段,西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的全面在線功能可在全球范圍內(nèi)全天候提供用戶所需的信息和產(chǎn)品數(shù)據(jù)。
例如,在機(jī)械設(shè)計(jì)中,產(chǎn)品組態(tài)人員將提供在控制柜結(jié)構(gòu)圖中使用的具體饋電裝置的尺寸圖和三維模型。 |
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CAx Online Generator 將提供電氣設(shè)計(jì)所需的所有數(shù)據(jù),例如,用于向 CAE 系統(tǒng)(V1.9 或更改版本)中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)提供主數(shù)據(jù)的 這樣就可非常方便地集成到 CAE 系統(tǒng)中。 |
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通過(guò)西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域在線支持中的“我的支持”(MySupport) 中所提供的“文檔”(Documentation) 功能,只需幾次點(diǎn)擊,就可從已安裝的西門子產(chǎn)品的現(xiàn)有手冊(cè)編制出符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備文檔,從而提高工作質(zhì)量,減小工作負(fù)荷。 |
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若不使用 Planning Efficiency,就會(huì)將大量時(shí)間浪費(fèi)在手動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸上面?,F(xiàn)在,您可將精力再次集中于重要的方面。
所需的所有信息和產(chǎn)品將由西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供,可方便地獲得。這樣就會(huì)使控制柜的配置變得更加高效,使用戶的每日工作更加輕松。
AS-Interface
AS-Interface (AS-i) – 更準(zhǔn)確地說(shuō),是執(zhí)行器-傳感器接口 – 是一種現(xiàn)場(chǎng)級(jí)智能總線系統(tǒng)。該總線系統(tǒng)可以比任何一種其它系統(tǒng)更簡(jiǎn)便、更靈活、更高效地將現(xiàn)場(chǎng)中的全部傳感器和執(zhí)行器連接至上層控制系統(tǒng)。
復(fù)雜自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并非總能一眼看出。帶大量具備實(shí)時(shí)性要求的設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)級(jí),尤其必須擁有清晰的結(jié)構(gòu)。
這正是 AS-I 現(xiàn)場(chǎng)總線可以提供的:AS?i 網(wǎng)絡(luò)中,采用簡(jiǎn)單的雙芯電纜(一種黃色的 AS?i 電纜),多可將 62 個(gè)總線節(jié)點(diǎn)連接至 AS?i 主站,而且,還可以同時(shí)向該些主站和總線節(jié)點(diǎn)供電。該標(biāo)準(zhǔn)適用于實(shí)現(xiàn)惡劣環(huán)境中的可靠數(shù)據(jù)傳輸,而且,還對(duì) AS-interface 提供了高程度的保護(hù)功能。
西門子公司的 AS-I 產(chǎn)品具有各種優(yōu)勢(shì)