设计
CU310-2 控制单元标配有以下接头和接口:
现场总线接口
CU310‑2 PN:1 个 PROFINET 接口,带有 PROFIdrive V4 配置文件的 2 个端口
(RJ45 插座)
CU310‑2 DP:1 个采用 PROFIdrive V4 行规的 PROFIBUS 接口
1 个用于与 DRIVE-CLiQ 电机或其它 DRIVE-CliQ 设备(如编码器单元或端子模块)通信的 DRIVE-CLiQ 接口
1 编码器分析功能,用于分析以下编码器信号
增量式编码器 TTL/HTL
SSI 编码器,无增量信号
1 个 PE (保护用地线)连接
1 个电子装置电源接口,通过 24 V DC 电源连接器连接
1 点温度传感器输入(KTY84‑130 或 PTC)
3 个可设置参数的故障安全(可与固件 V4.5 或更高版本结合使用)数字量输入(隔离)或 6 个可设置参数的数字量输入(隔离)。
通过 PROFIsafe,可将故障安全数字量输入连接到上位控制器。
5 个可设置参数的数字量输入(隔离)
1 个可设置参数的故障安全(可与固件 V4.5 或更高版本结合使用)数字量输出(浮置)或一个数字量输出(浮置)1)
8 个可设置参数的双向数字量输入/输出(非浮置)1)
1 个模拟量输入,±10 V(分辨率:12 位 + 符号)或 ±20 mA(11 位 + 符号)
1 个用于调试和诊断的以太网接口(RJ45 接口)
1 个 CF 卡插槽,该卡中存储了固件和参数
1 个 PM-IF 接口,用于与块型功率模块的通信
3 个测试接口和一个用于调试的参考接地;
1 个 BOP20 基本型操作员面板接口
CU310-2 控制单元的状态通过两个多色 LED 来显示。
BOP20 基本型操作员面板还可直接安装到 CU310‑2 控制单元上以进行诊断。
由于固件和参数设置保存在一个插入式 CF 卡上,因此*辅助软件工具就可更换控制器。
1) 为了使用数字量输出,24 V 电源电压必须连接到端子 X124。
集成
CU310‑2 控制单元通过 PM-IF 接口驱动书本型功率模块。DRIVE‑CLiQ 电机或编码器模块 (SMC) 也可以连接到 DRIVE‑CLiQ 接口上,以允许在没有 DRIVE‑CLiQ 接口的情况下操作电机。
使用 BOP20 精简操作面板,可直接在设备上更改参数。也可在运行期间将 BOP20 精简操作面板卡装到 CU310-2 控制单元上,以便执行诊断。
CU310‑2 控制单元和其他连接的部件通过 STARTER 调试工具进行调试和诊断。CU310‑2 控制单元需要装有 V4.4 版或更高版本的固件的 CF 卡。
CU310‑2 PN 控制单元使用 PROFINET IO 和 PROFIdrive V4 配置文件与更高级别的控制系统通信。
带有 CU310‑2 PN 的 SINAMICS S120 驱动系统假设 PROFINET IO 设备的功能,可执行下列功能:
PROFINET IO 设备
100 Mbit/s 全双工通讯
支持实时 PROFINET IO:
RT(实时)
IRT(等时同步实时),小发送时钟 250 μs
通过符合 V4 规范的 PROFIdrive,将控制 PROFINET IO 设备进行连接
标准 TCP/IP 通信用于通过 STARTER 调试工具进行工程组态,并用于访问集成的 Web 服务器
带 2 个 RJ45 接口的集成 2 端换机,基于 ERTEC ASIC。因此,可不使用附加外部交换机而配置拓扑结构(总线形、星形、树形)。
若要使用数字量输出,必须将 24 V 电源连接至端子 X124。为了运行 CU310 2 控制单元,必须 使用一个含有固件 V4.4 或更高版本的 CF 卡。
INAMICS S120M
SINAMICS S120M 是模块化 SINAMICS S120 驱动系统的分布式版本。该驱动是一种紧凑的交钥匙型驱动装置,它包括有:
AM600 适配器模块,用于向该分布式驱动单元供电
分布式驱动单元(同步伺服电机,带集成式电源单元和编码器)
用于供电和通信的混合电缆
电源单元没有按常规设计集成在控制柜内,而是集成在用于从动轴的电机中。这可为现有的或新的机器方案带来相关优点和使用灵活性。
S120 驱动器有哪些控制方式
S120 驱动器的控制方式从电机的内部计算方式上,可以分为:
• 开环控制:V/F 控制
• 闭环控制:矢量控制(无编码器矢量控制 SLVC / 带编码器矢量控制 VC)
• 闭环控制:伺服控制
可以针对不同的应用,选择 S120 的不同控制方式。本文为大家介绍一下这些控制方
式及其特点,供大家参考。
3 S120 驱动器各种控制方式及特点
3.1 什么是 V/F 控制,有哪些特点
V/F 特性曲线控制是异步电机简单的控制方式,该控制方式为开环,不具备速度反
馈的控制,适合动态特性要求较低的场合,V/F 控制方式适用于以下应用:
动态性能、速度控制范围和精度要求较低的应用
成组控制的驱动结构,即多个电机连接到一个电机模块进行控制
调试过程尽可能简单快、速的场合,并且需要减少参数的复杂性的情况
在 V/F 控制中,电压幅值 V 被*为实际电机频率 f 的函数,该函数可以按不同的
特性曲线类型定义,即 V/F 控制中的特征曲线是可调的。常见的特征曲线类型是
具有恒定扭矩的线性特征曲线或泵和风扇的抛物线特征曲线。
技术规范
重要的指令和标准见下表。这些标准和指令都是 SINAMICS S120 内置装置柜的设计基础(必须严格遵守)以实现在功能上和运行时都安全的电磁兼容性配置。
欧盟导则
低压设备指令:
由欧洲议会和理事会于 2014 年 2 月 26 日颁布的指令,用于协调有关在市场提供特定电压范围的电气设备的各成员国法律(修正版)
EMC 指令:
由欧洲议会和理事会于 2014 年 2 月 26 日颁布的指令,用于协调有关电磁兼容性的各成员国法律(修正版)
机械指令:
欧洲议会和理事会于 2006 年 5 月 17 日颁布的有关机械设备的指令,用于修改指令 95/16/EC(修正版)
欧洲标准
声音 – 测定来自升压测量的噪声源声功率级和声能量级 – 精度等级 2 的包络面方法,用于反射平面上大致自由声场
机械安全 – 控制系统的安全相关零件产品
* 1 部分:一般指南 (取代 EN 954‑1)
半导体变流器 - 一般要求和电网换向变流器
* 1-1 部分:基本要求技术规范
机械设备安全性 – 机器的电气设备
* 1 部分:一般要求
由外壳提供的防护等级(IP 代码)
电气/电子/可编程电子系统的功能安全
* 1 部分:一般要求
可调速电力传动系统,
* 2 部分:一般要求 – 低压交流变频电气传动系统额定值的规定
可调速电力传动系统,
* 3 部分:电磁兼容性要求和测试方法
可调速电力传动系统,
* 5 部分:安全要求
* 1 部分:电气和热量要求
自动重启
当电源在发生电源故障后重新恢复时,自动重启会再次接通驱动器电源,并线性上升到当前转速设**。
快速重启
捕捉再启动可将变频装置无扰动地连接到正在旋转的电机上。选配的 VSM10 模块提供有电压检测功能,由于*对电机断电,可显著降低大型交流电机的捕捉再启动时间。
工艺控制器
通过“工艺控制器”(PID 控制器)中的功能模块可实现简单的工艺控制功能,如液位控制或流量控制,以及复杂的张力控制。其中微分器输入可切至控制值偏差通道或实际值通道(出厂设置)。P、I 和 D 分量可单独进行设置。
自由函数块 (FFB)
使用可自由编程的功能块,可以很容易地让 SINAMICS 变频装置实现逻辑和运算功能。这些功能块可通过操作面板或STARTER 调试工具进行编程。
驱动个控制图 (DCC)
传动控制图(DCC)扩展了 SINAMICS 的工艺功能。功能块库包括众多控制、算术和逻辑块以及大量的开环和闭环控制功能。方便易用的传动控制图 DCC 编辑器可以使得图形化组态变得容易,可清晰显示控制回路结构,并高效地重新利用现有图形。DCC 是 STARTER 调试调试工具的一个附加工具(参见章节“工具与组态”)。
SINAMICS 扩展工艺功能 (SINAMICS TEC)
SINAMICS TEC 是可组态的功能或西门子工艺,可为了扩展固件功能而添加。这些扩展功能是为了完成各种领域中复杂程度较高的专门任务,货物存储和提取装置。
有关扩展工艺功能 (TEC) 的其它信息,请参见章节“工艺功能”。
I2t 感应,用于电机保护
使用存储在变频调速柜软件中的电机模型,可以根据当前转速和负载计算电机温度。通过使用电机绕组中的 KTY84 传感器进行直接温度检测,由于还另外考虑到了环境温度的影响,温度的检测更加精确。
电机温度测定
通过评估 KTY84、Pt1000、PTC 或 Pt100 温度传感器来实施电机保护。当连接一个 KTY84 温度传感器时,可以设定报警或关断极限值。若连接的是 PTC 热敏电阻,则可以对触发该热敏电阻后的系统响应(报警或关断)进行设定。
电机堵转保护
电机堵转条件一旦达到,变频器会立即关断以防止过载。
制动控制
用于控制抱闸的“简单制动控制”:
抱闸用于针对不需要的运动为传动装置提供保护。
用于复杂制动控制的“扩展制动控制”功能模块,例如,用于电机抱闸和运行抱闸:
当使用反馈信号执行制动时,制动控制对抱闸的反馈信号触点产生响应。
写防护
通过写保护来防止意外更改设置参数(无密码功能)。
通过专有保护
通过专有技术保护对存储的数据加密,例如,保护组态专有技术并防止更改和复制(通过密码功能)。
Web 服务器
集成的 Web 服务器通过其 Web 页面提供有关传动装置的信息。使用 Internet 浏览器通过不安全 (http) 或安全传输协议 (https) 访问网络服务器。