同步实时 PROFINET IO 系统,针对运动控制 1)采用 PROFINET 的运动控制方案5 在这种应用中,一个运动控制系统通过PROFINET 网络实现轴的
控制或同步。它要求和驱动器周期性同步地进行数据交换。同步实时 PROFINET IO 系统能满足这一要求。为此,每个通讯周期被分为不同的、时间特定的通道。个通道用于同步实时通讯(IRT),下一个用于实时通讯(RT) 和标准- TCP/IP 通讯。正确配置
了这种应用后,例如:两轴间的同步模式,便会内部确定 IRT 报文并生成对应的配置数据。
每个网络段各个报文的次序通过一个的、考虑拓扑结构
的算法得出。这意味着交换机需要无延迟地将 IRT 报文从输入端
口传输到的输出端口,然后到达目标设备。和 SINAMICS PROFINET 组配在一起时, 支持不同的自动化结
构。无论是由模块化自动组件构成的分布式自动方案,还是基于
驱动的分布式运动控制方案,或采用控制器的控制结构,都
会获得PROFINET 的支持。
PROFINET - SINAMICS 上的接口
• CU320-2 DP CBE20 配备一个 控制单元和一个 通讯板的SINAMICS S120 CU320-2 DP CBE20 上的 控制单元通过 通讯板连接到PROFINET IO 网络。
• CU320-2 PN SINAMICS S120 配备一个 控制单元的SINAMICS S120 CU320-2 PROFINET 上的 控制单元通过板载接口连接到PROFINET IO 网络。
• CU320-2 PN CBE20 配备一个 控制单元和一个 通讯板的SINAMICS S120 CU320-2 PN CBE20 上的 控制单元通过 通讯板连接到PROFINET IO 网络。
• CU310-2 PN SINAMICS S120 配备一个 控制单元的SINAMICS S120 CU310-2 PN PROFINET 上的 控制单元通过板载接口连接到PROFINET IO 网络。
■功能
从 PROFIBUS 过渡到 PROFINET由PROFIBUS 国际组织制定的PROFIdrive V4,为采用PROFINET和 PROFIBUS 的控制器和 SINAMICS 驱动之间的功能接口定义了标准。从PROFIBUS 过渡到PROFINET 无需修改用户程序。 PROFINET 采用标准 TCP/IP 进行参数赋值、配置和诊断。用于传送过程数据的实时通讯采用的是同一根电缆。PROFINET IO 具有以下实时特性:
• 实时(RT)
区分总线节点的通讯栈优先级。这样便可以实现标准网络组件之间的高性能数据传送。PROFIdrive • 同步实时(IRT)可以满足高性能运动控制的要求,它的响应时间短,抖动误差小,以此来保证高确定性的周期性数据传送。这种特性是通过一个的ASIC,即ERTEC:强化实时以太网控制器,在相应的接口(设备中集成的开关)或网络组件(开关)中实现的。
PROFINET PROFINET 与自动化
PROFINET 具有以下特点,满足所有自动化要求:工业适用的安 装技术、实时通讯、确定性响应、集成的分布式现场设备、简单 的网络管理和诊断、防止非法访问、不依赖于厂商的工程设 计、等时同步的运动控制。
PROFINET 依赖于开关技术,并针对同步实时应用 (IRT) 扩展了 该技术。它的优势在于,能够根据机器的要求加以调整,因而可 以理想地利用网络拓扑结构。它能够避免冲突,达到的数据 流速率。
控制单元CU310-2 PN、CU320-2 PN、NCU 730.3B PN 和扩展数控单元NX15.3(从左至右)
技术平台和全集成自动化 所有型号可以自由组合 5
SINAMICS 的所有型号都基于相同的技术平台。共同的硬件和软
件组件以及标准化的设计、组态和调试工具可保证所有组件之间
的高度集成。 由于采用了创新的带有DRIVE-CLiQ 接口的驱动架构,SINAMICS
S120 的各种型号可以自由组合,例如:装机装柜型电源模块可
以和书本型电机模块组合在一起,用于高输出的多轴应用。
SINAMICS 可以覆盖全系列的驱动任务。SINAMICS 的各种型号 可以方便地相互组合。
SINAMICS 是西门子“全集成自动化”的组成部分。SINAMICS 在组态、数据管理和与自动化层的通讯方面的通用性可以保证使 用SINUMERIK、SIMOTION 和SIMATIC 控制系统可以轻松处理驱 动任务。适用于复杂驱动任务的模块化系统工具箱
SINAMICS S120 采用模块化设计,可胜任工业应用领域中的各种驱动任务。大量部件和功能相互之间具有协调性,用户因此可以组合使用,构成方案。强大的 SIZER for Siemens Drives 选型工具可以简化驱动配置的选择和确定。这得益于驱动系统软硬件功能的细分,进而使得功率单元和控制单元完全立。功率单元的选型标准是机器运动需要消耗的能量、与供电系统之间的能量交换。控制单元的选型标准是需要控制的驱动的数量、
所需性能。两者之间的通讯非常简单方便,采用数字量系统接口丰富的SIMOTICS SINAMICS S120 电机型号组配使 的功能更加强大。不管是同步电机还是异步电机,SINAMICS S120 均能提供理想的支持。
特别适合多轴驱动应用在很多机械制造业和工厂工程应用中,采用的是共同执行驱动和运动任务的协调式驱动器。为此需要使用配有耦合式直流母线的
驱动,这样就能以节约成本的方式,在制动轴和驱动轴之间实现能量交换。
SINAMICS S120 包含电源模块(供电)和电机模块(逆变器),以实现多种性能。其设计允许邻近安装,适合节省空间的多轴驱动配置。
配有控制单元的系统架构
DRIVE-CLiQ 电子协调式单个驱动器可共同工作,以解决您的驱动任务。上级数字控制器(例如SINUMERIK)可使驱动器进行所需的协调运
动。为此,必须在控制系统和所有驱动器之间进行周期性数据交换。此前必须通过现场总线来实现这种数据交换,并需要支付相的安装和设计费用。SINAMICS S120 将控制单元作为所有连接轴的上级驱动控制器,以完成此任务。
SINAMICS S120 控制单元可以单执行简单的工艺任务。对于更 加复杂的数控任务,就要使用功能强大的SINUMERIK 产品系列。
3 AC SINAMICS S120除了运动控制、坐标转换和逻辑运算功能外,该系列产品还集成了SINAMICS 驱动控制功能。SINUMERIK 的NCU 可以放置在
SINAMICS S120 驱动组之中或旁边,它通过DRIVE-CLiQ 接入。如果任务中的机器运动需要更多运动轴,您可以增加扩展数控单NX10.3/NX15.3,来扩展目前的系统基本配置。DRIVE-CLiQ – 所有组件之间的数字量接口
调节型接口模块 (AIM) 用于与装机装柜型调节型电源模块组合使用。AIM 包含一个具有基本干扰抑制功能的净化电源滤波器,用于调节型电源模块 (ALM) 的预充电电路、进线电源电压采集电路和传感器。在结构尺寸为 FI 和 GI 的模块中已经集成了一个旁路接触器,这使得结构紧凑简洁。净化电源滤波器可以抑制大部分电网谐波。
如果取消了电源模块的再生回馈能力,要在掉电或者紧急回退/紧急停机情况下使驱动受控停止运转,或者要限制短暂制动下的直流母线电压,就必须使用制动模块和配套的外部制动电阻。制动模块含有功率电子器件和对应的控制回路。运行期间,直流母线能会在外部制动电阻器中转化为热能损耗。制动模块以自控方式运行。可以并联多个制动模块。此时必须为每个制动模块配备一个单的制动电阻。
制动模块集成在装机装柜型电机模块、电源模块或功率模块中, 并通过这些模块上的风扇冷却。电子元器件由直流母线供电。制 动模块通过供货范围内的母排套件或柔性电缆连接直流母线,若 采用结构尺寸为 GB 的基本型电源模块,则通过单的预装配电 缆套件连接直流母线(见“附件”)。
制动模块的动作阈值由 DIP 开关调节。技术规格中给出的制动功 率值针对的是动作阈值上限。
装机装柜型制动模块标配了以下接口:
• 1 个直流母线接口 • 1 个制动电阻接口
• 1 路数字量输入(禁用制动模块/应答故障) • 1 路数字量输出(制动模块已禁用) • 1 个DIP 开关,用于调节动作阈值
■集成
装机装柜型制动模块设计安装在装机装柜型风冷设备中。内部安 装了制动模块的电源模块/电机模块/功率模块的风扇也用来冷却
制动模块。由于未配备冷却风扇,所以制动模块不能自行工作。
直流母线中的多余电能由制动电阻消耗。
制动电阻连接在制动模块上。将制动电阻置于控制柜或控制室外部进行散热。因此,降低了对空气调节能力的要求。
我们为装机装柜型模块提供 2 种不同额定功率、峰值功率的制动电阻。制动电阻是通过占空比来的。此外还装入了一个温控开关常闭触点),一旦超出容许温度,开关便作出反应,然后模块型功率模块PM340,结构尺寸FSA 至FSF
5 模块型功率模块PM340 标配了以下接口:
• 电源连接
• 直流母线端子:DCP/R1 和DCN
• PM-IF 接口,用于连接PM340 功率模块和CU310-2 控制单元或
CUA31 控制单元适配器。PM340 功率模块也负责通过集成的
功率单元为CU310-2 控制单元或CUA31 控制单元适配器供电
• 端子DCP/R1 和R2,用于连接外部制动电阻
• 通过螺钉式接线端子或螺栓进行电机连接
• “安全制动继电器”的控制回路,用于控制抱闸
• 2 个PE/保护接地线接口 不带集成输入滤波器的功率模块适用于接地的星形 TN、TT 供电系统和不接地的对称IT 供电系统。带集成输入滤波器的功率模块适用于接地的星形TN 供电系统集成制动单元(制动斩波器)的规格设计能够支持外部制动电阻的长期接入。必须对外部制动电阻的温度进行,防止出现热过载。由控制器加以检测。
输入滤波器
在为满足 EMC 要求而经过设计的使用现场,输入滤波器和
进线电抗器协同工作,可以将功率模块输出的传导性干扰降低到 EN 55011 规定的A1 类限值和EN 61800-3 规定的C2 类限 值。输入滤波器只适合直接连接到TN-系统。使用第三方输入滤波器可能会导致故障或设备损坏。
调节型电源模块
调节型电源模块,简称 ALM,是一个自控的整流/ 回馈单元,其中 IGBT 负责整流和再生回馈,它产生一个稳定的直流母线电压。这样相连的电机模块便可以从电源电压上解耦,而允许范围内的电源电压波动对电机电压产生影响。ALM 适用于接地的星型TN、TT 供电系统和不接地的对称IT 供电系统。
直流母线通过集成的预充电电阻进行预充电。
书本型调节型电源模块标配了以下接口:
• 1 个电源接口,通过螺钉式端子连接
• 1 个- 24-V DC 电子电源接口,通过供货范围内的 24-V 端子适
配器连接
• 1 个直流母线接口,通过集成的直流母线母排连接 • 3 个DRIVE-CLiQ 接口
• 2 个PE/保护接地线接口
调节型电源模块的状态通过两个多色LED 显示。在 100 mm 宽的调节型电源模块上,电源线的屏蔽层可以通过接 线端子或软管夹连接到模块内集成的屏蔽接线板,例如魏德米勒 的KLBÜ CO 4。这种屏蔽端子不能用于应力释放。屏蔽接线板适 用于宽度为150 mm、200 mm 和300 mm 的模块。信号电缆的屏蔽层可以通过屏蔽端子与电机模块连接,如魏德米 勒公司的KLBÜ3-8 SC 型端子。调节型电源模块的供货范围包括:
• 长0.11 米的DRIVE-CLiQ 电缆,用于连接安装在左侧的控制单元以及驱动控制系统
• DRIVE-CLiQ 电缆,长度与调节型电源模块的宽度相匹配,用于连接相邻的电机模块,长度= 调节型电源模块的宽度+ 0.11 米
• 2 个用于封闭未使用DRIVE-CLiQ 接口的哑插头
• 跳线,用于连接- 24-V 直流母排和临近的电机模块
• 24-V 端子适配器(X24)
• 数字量输入X21
• 插入式风扇,适用于80 kW 和120 kW 的调节型电源模块(由调节型电源模块供电)
• 1 套警告标签,30 种语言
调节型接口模块:16 kW、36 kW、55 kW 和80 kW/120 kW
调节型接口模块与调节型电源模块一起构成一个功能单元,在运行相应调节型电源模块时必须使用调节型接口模块。调节型接口模块包括一个净化进线滤波器并具备基本的抗干扰功能,这能确保符合EN 61800-3 定义的C3 类标准。 单的调节型接口模块 (1) DRIVE-CLiQ净化进线滤波器可滤除电网连接中的开关频率谐波。这样驱动系统可以从供电电源生成一个正弦波形的电流,几乎产生谐波。
(2) 5调节型电源模块与调节型接口模块的组合也可在采用电气隔离的 星形接法的电网(IT 电网)上运行。
调节型接口模块的供货范围包括:
• 连接器X21,用于温度采集和风扇控制 • 连接器X24,用于连接集成风扇的24-V 电源
• DRIVE-CLiQ 电缆,用于连接控制单元和调节型电源模块;DRIVE-CLiQ 电缆的长度= 调节型接口模块的宽度+ 0.11 m
• 16 kW 型AIM 标配了一个屏蔽接线板 ፟
• 1 套警告标签,30 种语言
根据调节型接口模块在驱动系统中的不同位置,可能会需要额外 的 DRIVE-CLiQ 电缆。如果它是单安装在控制单元和调节型电源模块的左侧,则不需要额外的 DRIVE-CLiQ 电缆。如果它是安装在这两者之间,那么调节型电源模块上标配的 DRIVE-CLiQ 电缆便可用于构建线性拓扑结构,即调节型电源模块和所有电机模块都串联在一条DRIVE-CLiQ 线路上。
如果调节型电源模块通过一条单的 DRIVE-CLiQ 线路连接,则必须订购标有 (1) 的 DRIVE-CLiQ 电缆。连接 (2) 所需的 DRIVE-CLiQ 电缆包含在调节型电源模块的供货范围内。 集成在驱动组中的调节型接口模块
■功能
有关其他结构配置的DRIVE-CLiQ电缆,请见“MOTION-CONNECT接线系统”。 调节型接口模块需要一个 -24-V DC 电源来运行集成在内部的风扇。
接通-24-V DC 电源后,风扇开始运转;必要时,例如出于使用 寿命、噪音等原因,可以由控制单元通过输入端“风扇关”来关 闭风扇。只有在驱动系统断电后,才可关闭风扇,否则可能会导 致调节型接口模块过热。安装在调节型接口模块内部的温控开关由相连的调节型电源模块 进行检测。
上海平开自动化设备有限公司是从事工控自动化产品销售、系统集成、电气设备销售及机电设备销售的。公司以精益求精的经营理念,从产品、方案到服务,致力于塑造一个“行业”,以实现可持续的发展。“重合同、守信用、服务至上”是公司成立之初所确立的宗旨。 面对纷繁变化的市场和日益严峻的竞争,客户的需求和利益始终被我们放在工作的位。我们想客户之所想,急客户之所急。针对各行业客户的不同需求,我们尽心尽力地为客户需要解决的难题,提供的解决方案,竭尽全力将服务和品质落到实处、做到。在协助客户解决难题、实现突破的基础上,获得双赢! 我公司所经营产品: 一、致力于推广西门子高性能自动化系统和驱动产品: 西门子可编程控制器S7-200CN ET-200 S7-200 S7-300 S7-400 S7-1200 S7-1500 smartS7-200 西门子触摸屏 OP77-TP系列 MP277 MP377 TD200-TD400C 西门子通讯附件 DP电缆 以太网电缆 DP接头 通讯卡 西门子电机 V60-V80伺服电机 1FT伺服电机 贝德电机 1FK电机 西门子变频器 V10系列 MM440系列 G110系列 G系列 西门子数控系统 810D系统 840D系统 808D 8404DSL 西门子变频器系列:MM420、MM430、MM440、G110、G.MIDASTER系列 西门子全数字直流调速装置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6SE70系列 二、国内外中的机电设备产品,如:风机、风阀、泵、阀门、电线电缆、仪器仪表、空调设备,高低压电气设备等各类机电设备产品。 金杯银杯不如客户的“口碑”,上海平开自动化设备有限公司全体员工愿与广大客户携手向前,互利共赢,共同进步!