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关 键 词:西门子PCU50.3-C主板
行 业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
发布时间:2020-06-17
西门子S120变频器是全系列通用和模块化的产品,也是西门子功能**大的低压变频系统,可以驱动各种低压异步电机、低压同步电机以及伺服电机。下面厦门铭创自动化设备有限公司总工程师为大家讲解下西门子S120变频器的基本简介。
西门子 — 可完成任何任务
宽广的功率范围:0.12kW~120MW
宽广的电压范围:220V~10kV
共用的软硬件平台保证了功能统一
变频器的工程组态仅需两个工具:
SIZER 用于工程选型
STARTER 用于参数化和调试
高度灵活性和模块化
西门子S120 功率范围
AC/AC 单机传动:230V 0.12~0.75kW、380~480V 0.37~250kW
DC/AC 多机传动:380~480V 1.6~3000kW、500~690V 55kW~4500kW
西门子S120 — 性能
基本功能:速度和转矩控制、基本定位功能
BICO 技术:传动相关 I/O 的信号互联
DCC 功能:对功能块实现图形化编程,具有非常友好的图形编程界面
控制模式:伺服控制、矢量控制、 V/f控制
精度高(<0.001%nrated),响应快(<2.5ms)
低噪音(<71dB),紧凑型(节省 30%占地)
西门子S120 DC/AC 多机传动
多机传动通常由以下模块组成:
控制单元控制整个传动组
整流单元为逆变单元提供直流电源
逆变单元用于协调拖动电机
传动组件间采用 DRIVE-CLiQ 链接
选件模块用来连接系统外设
电子铭牌检测各个传动组件
西门子SINAMICS S120CM功能悍的变频器(伺服) 控制单元
上海邑斯
电气有限公司经销SINAMICS全系列西门子变频器:V20,V50,V60,V80,V90,G110 ,G110D ,G120P G120, G120D, G130/G150, S110 , S120, S150, DCM, GM150,SM150,GL150,SL150, 西门子伺服数控系统西门子数控:611U、伺服系统6FC、6FX、6SN、6FM等 西门子伺服电机:1FT6、1FK6、1FK7、1PH7、1PH4系列伺服电机,1LA,1LG系列普通电机、1FN、1FW、1FE、1FL等 西门子PLC S7-200订货号 S7-200 SMART系列订货号 PLC S7-300订货号 S7-400订货号 S7-1200订货号 S7-1500订货号 上海奇控电气有限公司重点为您推荐库存MM4变频器,全系列电机,西门子的控制系统S120变频器,以及西门子编码器和电缆(编程电缆,信号电缆,动力电缆). 变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变工作电源方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流),滤波,再次整流(直流变交流),制动单元,驱动单元,检测单元微处理单元等组成。 西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的知名变频器品牌,主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。并以其稳定的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、的过载能力、创新的BiCo(内部功能互联)功能以及无可比拟的灵活性,在变频器市场占据着重要的地位。 MicroMaster440是全新一代可以广泛应用的多功能标准变频器。它采用高性能的矢量控制技术,提供低速高转矩输出和良好的动态特性,同时具备的过载能力,以满足广泛的应用场合。创新的BiCo(内部功能互联)功能有无可比拟的灵活性。 主要特征: 200V-240V ±10%,单相/三相,交流,0.12kW-45kW; 380V-480V±10%,三相,交流,0.37kW-250kW; 矢量控制方式,可构成闭环矢量控制,闭环转矩控制; 高过载能力,内置制动单元; 控制功能 线性v/f控制,平方v/f控制,可编程多点设定v/f控制,磁通电流控制免测速矢量控制,闭环矢量控制,闭环转矩控制,节能控制模式; 标准参数结构,标准调试软件; 数字量输入6个,模拟量输入2个,模拟量输出2个,继电器输出3个; 独立I/O端子板,方便维护; 采用BiCo技术,实现I/O端口自由连接; 内置PID控制器,参数自整定; 集成RS485通讯接口,可选PROFIBUS-DP/Device-Net通讯模块; 具有15个固定频率,4个跳转频率,可编程; 可实现主/从控制及力矩控制方式; 在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能; 灵活的斜坡函数发生器,带有起始段和结束段的平滑特性; 快速电流限制(FCL),防止运行中不应有的跳闸; 有直流制动和复合制动方式提高制动性能。 保护功能 过载能力为200%额定负载电流,持续时间3秒和150%额定负载电流,持续时间60秒; 过电压,欠电压保护; 变频器,电机过热保护; 接地故障保护,短路保护; 闭锁电机保护,防止失速保护; 采用PIN编号实现参数连锁。 ----SINAMICS S120CM 西门子变频器一种集成了工业机械工程学和传动技术的高性能变频柜,随着SINAMICS S120CM而重装上市了。 ----这种方案非常适于需要对多个电机协调控制的场合,而电机通过连于公共直流母线的逆变器来拖动。 ----这种多电机传动系统可通过公共直流母线实现电能交换,采用集中进线,这样整流的总功率甚至可以低于逆变的总功率。再加上紧凑的设计,从而减少空间占用和综合费用。 ----SINAMICS S120CM 也可以用于大功率单电机传动。例如:通过并联多个整流柜和多个逆变柜可构成24脉冲整流的4.5 MW单机传动。 ----SINAMICS S120 CM – 显而易见的优点 ----SINAMICS S120CM 变频调速柜将各个独立的功能单元完美结合在一起,标准化的接口实现电气和通讯的连接。允许用户根据应用优化配置传动系统,提供量身定做的高品质产品。不仅如此,丰富的选件使SINAMICS S120CM能灵活地集成在工厂系统里。异常紧凑的设计和优化的排布减少了占地,从而减少安装和调试的费用和时间。 ----毋庸置疑,S120CM 还具有SINAMICS S120产品家族的所有特点: DRIVE-CLiQ, 一种全新的传动接口,允许SINAMICS S120传动之间甚至包括电机和编码器之间进行快速可靠地通讯。 独立的控制单元和模块化功率单元所带来的高度灵活性。 一个控制单元可以控制多至 4个矢量模式的传动。既安全可靠又节省费用。这允许数据直接在传动与传动之间进行交换,因此可以省去上位机的介入。 流行的PROFIBUS-DP作为标准总线接口集成在控制单元中;全新的PROFINET IO作为工业以太网通讯选件插装在控制单元上。通过这些现场总线,SINAMICS S120CM就能够轻松组态到上位自动化系统中,例如:SIMATIC 或SIMOTION。 标准软件SIZER 和STARTER提供了工程选型,调试和故障分析用的图形化工具。 SINAMICS S120CM 变频调速柜 – 典型应用 --高度模块化的传动系统SINAMICS S120CM变频调速柜特别适合于多个电机需要协调控制的场合,这类典型应用场合有: · 纸机,涂布机,辊刀式切纸机 · 轧机,输送机, 处理线 · 提升机 · 用于测试电机和齿轮箱的测试台 · 印刷机 · 纺机 西门子变频器MM440通用型变频器
西门子高性能变频器
S120的特点
SINAMICS S120是西门子公司推出的全新的集V/F、矢量控制及伺服控制于一体的驱动控制系统,它不仅能控制普通的三相异步电动机,还能控制同步电机、扭矩电机及直线电机。SINAMICS S120具有模块化设计,可以提供高性能的单轴和双轴驱动,功率范围涵盖0.12 kW – 4500 kW,具有广泛的工业应用价值。由于其具有很高的灵活性能,SINAMICS S120可以完满足应用中日益增长的对驱动系统轴数量和性能的要求。它具有以下特点:
西门子S120变频器一级授权代理商 “高度灵活”的模块化设计
允许不同功率等级与控制性能的单元自由组合,所有系统组件之间都具有高度的兼容性,同时还可通过简单并联就可实现功率的增容。
“一网到底”的通讯技术
上位通讯支持标准的 PROFIBUS DP 现场总线或新一代高速工业以太网技术 PROFINET,可以方便地集成到工厂 IT 环境,传动组件之间采用独特的DRIVE-CLiQ通讯。
“一心多用”的多机控制技术
一个控制单元就可同时控制多达四台逆变和一台整流,所需数据都保存在控制单元中,在控制单元内就能建立轴间连接和控制,保证系统高效可靠运行。
智能化的驱动组件链路——DRIVE-CLiQ
基于网络技术的全新传动串行通讯,用于传动组件之间的通讯。DRIVE-CLIQ 组件都有一个电子铭牌,各项技术数据都将自动装载到控制单元中,从而读取拓扑结构,实现 SINAMICS 驱动系统的自动配置。
西门子S120变频器一级授权代理商 装置并联的“无环流设计”
由于选用了新一代高性能 IGBT 和独特的均流控制技术,装置并联增容时,只需满足*短电机电缆的要求就可,而无需笨重而昂贵的平衡电抗或输出电抗器。
四象限运行的“IGBT智能整流”
全新的 IGBT 整流 ——SLM,在实现四象限运行的基础上,成功避免了换流故障,又免除了传统晶闸管正反桥整流/回馈所需的自耦变压器,大大提高了传动系统的可靠性。
概述
由于带有分开的电源装置和控制单元,SINAMICS S120 变频调速柜系统可完美地满足大量不同驱动任务的要求。
控制单元根据要控制的驱动器数量和所需性能级别进行选择,而电源装置的额定值必须要满足系统的电能要求。控制单元和电源装置之间的连接可非常简便地使用数字系统接口 DRIVE?CLiQ 来完成。
控制装置
CU310?2 PN 控制单元和 SIMOTION D4x5?2
CU310?2 DP 和 CU310?2 PN 控制单元
CU310 2 控制单元用于控制单机传动装置。标配有一个 PROFIBUS 接口 (CU310 2 DP) 或一个 PROFINET 接口 (CU310 2 PN) 以及一个 TTL/HTL 编码器分析电路。
控制单元 CU320?2
CU320?2 控制单元用于多个传动装置。此时,以下设备可通过控制单元 CU320?2 运行。
V/f 模式下*多 12 个转动装置,或
伺服或矢量控制模式下组多 6 个传动装置。
CU320-2 控制单元可用于在多个传动装置间建立连接,并实现简单工艺功能。
SIMOTION D 控制单元
SIMOTION D 控制单元用于实现协调运动控制,如同步运行、电子齿轮、凸轮或复杂工艺功能。
SIMOTION D 控制单元具有一系列性能型号:
SIMOTION D410-2,用于控制 1 到 3 个轴
SIMOTION D425?2,用于控制*多 16 个轴
SIMOTION D435?2,用于控制*多 32 个轴
SIMOTION D445?2,用于控制*多 64 个轴
SIMOTION D455?2,用于控制*多 128 个轴
STARTER 调试工具用于对各种类型控制单元进行调试和诊断。SIMOTION D 控制单元需要使用 SCOUT 工程软件(包含 STARTER 工具)。
有关 STARTER 和 SCOUT 的详细信息,请参见“工程组态软件”和“SIMOTION 运动控制系统”。
电源模板
*简单的 SINAMICS S120 传动系统由一个 CU310 2 控制单元和一个变频装置组成。变频装置中集成有一个进线整流器、一个直流回路和一个用于为电机供电的逆变器。
带有 CU310?2 控制单元的块型电源模块
电源模块针对不能将电能回馈至电源的驱动器而设计。制动过程中产生的能量通过制动电阻器而被转换为热量。
变频装置也可通过 CU320-2 控制单元、SIMOTION D4x5 2 或 CX32 2 Controller Extension 来运行,例如,在向一个多轴传动组中添加了一个单机传动装置之后。在此情况下,书本型电源模块必须配有 CUA31/CUA32 控制单元适配器。该多轴传动组通过 DRIVE CLiQ 连接到 CU320 2 控制单元、SIMOTION D4x5 2 或 CX32 2 Controller Extension。机架型电源模块可使用一条 DRIVE-CLiQ 电缆直接连接到多轴控制单元。
电机模块
电机模块中集成了一个直流环节和一个用于为电机供电的逆变器。
CU320?2 控制单元、电源模块和两个书本型电机模块
逆变柜适合在多机传动装置中使用,由 CU320 2 控制单元、SIMOTION D4x5 2 或 CX32 2 Controller Extension 进行控制。多个电机模块是通过一条共用直流母线相互连接的。由于多个电机模块共用同一个直流环节,因此它们可相互交换能量,即如果一个以发电机模式运行的电机模块产生了电能,该电能就可被以电机模式运行的另一个电机模块使用。由电源模块为电压源直流链路提供电源电压。
电源模块
电源模块可产生一个直流电压,用于通过电压源直流链路向电机模块供电。
基本电源模块
基本整流柜仅能够实现整流运行,即,它们不能将再生能量回馈到供电系统。若产生再生能量,例如,驱动装置制动时,必须通过一个制动模块和一个制动电阻器,将制动能量转换成热。如果基本电源模块用作馈电,必须安装相匹配的电源电抗器。可选装电源滤波器,来限制干扰,以符合 Class C2 限制 (EN 61800?3)。
非调节型电源模块 (Smart Line)
非调节型电源模块可供电,并可返回再生能量到供电系统。只有在驱动系统在掉电后需要控制减速时(即能量不能储存),才需要使用制动模块和制动电阻器。如果非调节型电源模块用作馈电,必须安装相匹配的电源电抗器。为了确保符合 EN 61800 3 标准的类别 C2 所规定的限值,还可以安装一个进线滤波器 EN 61800?3。
调节型电源模块 (Active Line)
调节型电源模块可供电,并可返回再生能量到供电系统。只有在驱动系统在掉电后需要控制减速时(即能量不能储存),才需要使用制动模块和制动电阻器。但是,与基本电源模块和非调节型电源模块相比,调节型电源模块可产生可调直流电压,而不管电网波动如何。在这种情况下,电源电压必须保持在容许的电压公差范围内。调节型输入模块从电源吸收波形基本上是正弦波的电流,限制了任何有害谐波成分。
为了运行有源整流装置,必须使用适宜的有源滤波装置。为了确保符合 EN 61800 3 标准的类别 C2 所规定的限值,还可以安装一个进线滤波器 EN 61800?3。
有关组态采用 SINAMICS S120 的传动系统的详细信息,请参见“系统说明 – 规格设计”。
电源模块、电机模块和输入模块分为书本型、紧凑书本型、块型和机架型:
用于单轴的块型和机架型电源模块,
书本型、紧凑书本型和机架型电机模块和输入模块。
冷却方式
根据具体结构型式,有各种冷却方式可供采用:
内部空气冷却
在这种标准解决方案中,来自驱动部件的电子电路和功率部分的功率损耗通过自然冷却或布置到控制柜内部的强迫通风冷却系统来排除。
外部空气冷却
外部空气冷却采用“通孔”方法。部件的功率部分散热器穿过控制柜的安装表面,从而将功率部分散出的热量释放到一个独立的外部冷却回路。控制柜中保留的仅有热量是由电子部件散发的。在此“机械接口”处可取得 IP54 防护等级。带有散热片和风扇装置(在供货范围内)的散热器从后部伸出到一个单独的通风区域内,该通风区域也可向外敞开。
冷却板冷却
采用冷却板技术的设备可通过设备后表面上的一个热接口,将功率单元的功率耗散到一个外部散热器。例如,该外部散热器可以是水冷式散热器。
液体冷却
在液体冷却式装置上,散热器上安装有功率半导体,冷却介质从该散热器中流过。装置产生的大部分热量由冷却介质吸收,并可散到控制柜外面。
定制应用
不同形式的设备可作为一种完整系统解决方案来购买。用户可利用传动装置专家的专有知识,无需花费宝贵的时间来计算具体应用的热量设计要求。对于特定应用(例如,涉及采用冷却板冷却或外部空气冷却的设备或装置型液体冷却式设备的应用),用户可得到一种技术可靠的解决方案,可以降低工程开销。例如,该解决方案可以是书本型设备的传动装置组(采用冷却板冷却,且便于组装到一个共用的冷却板上),直至配有冷却系统和温度/冷凝控制的完整控制柜。
我们可根据要求提供详细信息。
能效
SINAMICS S120 变频调速柜可对各个轴的电能进行回收并在多轴配置的直流回路中使用,并且可将能量回馈到电源系统中,从而节省了能量。即使在完全馈电下,控制柜中也不会产生多余热量。由于有源整流装置可防止产生容性和感性无功电流,因此,SINAMICS S120 还能确保电源中不会产生不必要的功率损耗,并且不会产生电流谐波。这不仅防止了对其它负载造成有害影响,同时也降低了控制柜中产生的热量。
系统部件
系统部件分为以下类别:
直流链路组件
例如制动模块和制动电阻
负载侧功率组件
例如,电机电抗器
辅助系统组件
例如端子模块、操作面板和通信板
编码器系统接口
用于将各种编码器连接到 SINAMICS S120
书本型变频调速柜
书本型单元*适合于多轴应用,它们是彼此相邻安装的。共用电压源直流环节采用集成连接方式。书本型设备可采用内部或外部空气冷却。
紧凑书本型
从书本型模块,我们针对具有很高紧凑性要求的驱动装置开发出紧凑书本型模块。紧凑书本型提供具有相同性能的书本型的所有积极特性,但总高度减小,过载能力更大。紧凑书本型模块尤其适合集成到具有很高动态要求和安装空间有限的机器中。
紧凑书本型模块的冷却方式为内部空气冷却和冷却板冷却。
块型
块型模块*适合单轴应用,仅具有电源模块。
CU310-2 控制单元可直接进行卡装。这些装置是通过内部空气冷却或液体冷却方式进行冷却的。
装机装柜型变频调速柜
输出较高的单元(大约 100 kW 及以上)的结构形式为机架型。它们分为输入模块、电源模块和电机模块。机架型模块是通过一个内部空气冷却回路进行冷却的。可以针对特殊应用(如挤出过程或船舶工程)订购水冷式设备。CU310?2 控制单元可被集成到电源模块中。
机柜模块型
除了此产品目录中所描述的变频调速柜外,SINAMICS S120 变频调速柜系列还提供了专门为工厂工程应用设计的变频调速柜系统。将柜体单元进行组合,可以构成一个柜组,总够输出功率可达 4500 kW (6000 hp)。
该模块化系统非常适用于带有馈电模块和一条共用直流母线的多电机驱动器,通常可在造纸机、滚轧机、试验台或起重装置中使用。由于具有模块化的设计,因此可将所有部件进行组合,以满足封闭机柜系统中的要求。
对于这些变频调速柜,提供了三种馈电模块(基本型输入模块、智能型输入模块和调节型输入模块)以及特殊制动模块和辅助模块。该系统具有 IP20、IP21、IP23、IP43 和 IP54 等防护等级。变频装置通过 DRIVE-CLiQ 与控制单元通信。
带有用于一个多电机驱动器的 SINAMICS S120 变频调速柜的驱动系统布局示例
功率范围可根据需要通过并联*多 4 个模块加以扩展。
(SIEMENS) 诚信走天下,走遍天下有朋友;上海朕锌电气设备有限公司是一家专业从事西门子工业自动化产品和数控系统销售、技术服务及培训的工程服务公司。
销售代理西门子WINCC组态软件,西门子PLC编程软件,西门子PLC,S7-200CN/S7-200/S7-300/S7-400/S7-1200/(6ES7/6GK/6AV/6FC/6SN/6FX/6SE/6RA/6DD/7ML/7MH/7KM/7MF/3RV/3RH/3TF)西门子PROFIBUS-DP总线,RS485总线接头,CP网卡,变频器,触摸屏,低压电器,数控伺服备件。
图 01: FB63,64,65,66
FC97与UDT65需要从如下项目中打开获得:
( 42 KB )
图 02: FC97与UDT65
首先建立一个S7-300或者S7-400站,拷贝如上程序块到项目中。
1.2通信程序编写
1.2.1 生成数据块
在程序中生成一个DB块,块号不限(本例为DB101),在块中建立变量DB_VAR,类型为UDT65
图 03: 生成UDT65类型变量
1.2.2在OB1中编程
首先调用FC97 "SET_TCP_ENDPOINTx"
图 04: 调用FC97
FC97参数说明如下:
? ID: 连接ID
? DEV_ID
DEV_ID = B#16#1 用于本PLC型号(注意不是通信对方)为 IM151-8 PN/DP CPU
DEV_ID = B#16#2 用于本PLC型号(注意不是通信对方)为 CPU31x-2PN/DP或IM154-8 CPU
DEV_ID = B#16#3 用于本PLC型号(注意不是通信对方)为 CPU319-3PN/DP
DEV_ID = B#16#5用于本PLC型号(注意不是通信对方)为 CPU41x-3PN/DP
? ACTIVE: 主动或是被动建立连接,通信双方必须一个主动,一个被动
? LOC_PORT: CPU本地的TCP端口
? REM_PORT: 通信伙伴的TCP远程端口
? IP_ADDR1 ... IP_ADDR4: 通信伙伴的IP地址
? V23:本机是否是CPU31x-2PN/DP FIRMWARE 版本为2.3或以下版本
? CON_DB:用UDT65生成的变量
图05: 调用FB65 "T_CON"
调用FB65 ,通过提供给FB65的输入参数"REQ"一个上升沿来建立连接。 “ID”为连接ID,“CONNECT”参数填写用UDT65生成的变量, 连接建立后会一直保持,直到调用FB66 "TDISCON"断开连接,CPU停止或者断电。
1.2.3 调用发送和接收程序
图06: 调用 FB63,64发送接收数据
FB63 "TSEND" 发送请求依靠输入参数"REQ"的上升沿来实现,如果“BUSY”位为true时不要触发"REQ"。输出参数 "DONE", "ERROR" 和 "STATUS" 用于评估工作的情况。
FB64 "TRECV" 用于接收数据,EN_R始终为true, “ID “填写连接ID,”DATA”填写接收数据区,输出参数"NDR" 用于表示新的数据已经收到,输出参数"LEN" 表示接收的数据长度。
1.2.4断开连接
调用FB66 "TDISCON",“ID “填写连接ID,输入参数"REQ"的上升沿来实现断开连接操作。
西门子SM531模拟量模块
图 07: 调用FB66 "TDISCON"
2. UDP通信
2.1通信程序块的准备
如下的通信块可以用来建立UDP通信,您需要把这些程序块拷贝到您的项目中:
1) FB65 "TCON" 用于建立连接,连接时需要UDT65来提供参数
2) FB66 "TDISCON" 用于断开连接
3) FB67 "TUSEND"用于发送数据到S7站点、S5站点、PC站或者第三方设备
4) FB68 "TURCV"用于从S7站点、S5站点、PC站或者第三方设备接收数据
5) UDT65 "TCON_PAR"存放用户通信参数
6) UDT66 "TADDR_PAR"存放用户通信参数
7) FC95"SET_UDP_ENDPOINT"用于建立本地UDP通信参数
8) FC96"SET_UDP_REMOTE"用于建立远程UDP通信参数
FB65,66,67,68这四个功能块可以在Standard Library -> Communication Blocks里得到:
图 08: FB65,66,67,68
FC95,96与UDT65,66需要从如下项目中打开获得:
( 41 KB )
图 09: FC95,96与UDT65,66
首先建立一个S7-300或者S7-400站,拷贝如上程序块到项目中。
2.2通信程序编写
2.2.1 生成数据块
然后在程序中生成一个DB块,块号不限(本例为DB101),在块中建立变量DB_VAR,类型为UDT65
图 10: 生成UDT65类型变量
然后在程序中生成另一个DB块,块号不限(本例为db102),在块中建立变量DB_VAR,类型为UDT66
图 11: 生成UDT66类型变量
2.2.2在OB1中编程
首先调用FC95,96
图 12:调用FC95,96
定义的本地UDP端点连接参数:
-/gbagjih/-