Standard Technology Functions(标准工艺功能)不是某个 SINAMICS 系列所,SINAMICS S120 和 SINAMICS G120 均 可以完全或部分具备这些功能。 • BICO 技术 • 自由功能块(FFB) • 基本(EPos) • 工艺控制器(PID)
Standard Technology Functions(标准工艺功能)
Standard Technology Functions(标准工艺功能)显著拓展了 SINAMICS 驱动的应用范围,因为这些功能并非固定且不可改变 地相互关联,借助 BICO 互联技术可以在定义的干预点中断和重新 互联或互联不同的变量。 借助 FFB,可依据具体机械应用对二进制和模拟量信号流进行附 加的、可自由解译的适配。但 FFB 的数量以及可选择计算间 隔(采样时间)均受限。这些模块不支持多实例。 EPos 可用于在 SINAMICS 中自控触发各种定位任务,而不采用 上级控制系统来触发。这一集成功能极其灵活:它可以用于高动 态伺服控制和对于异步电机矢量控制的简单应用程序。调试时可 在驱动中设置多 64 个目标位置和对应行程中的速度值。其中 定位既可以以定位,也可以以相对定位进行。 此外,也可以根据需求从上级控制系统传输该参数。其中,可以 在定位运行期间浮动式地改变目标位置和速度。 工艺控制器(PID 控制器)可以方便地实现各类过程控制。它可 以被用于管路压力、液位、温度、流量的控制,也可以用作牵引 力控制或者进行负载补偿。
在 SINAMICS 系列中,配备控制单元 CU2xx-2 的 SINAMICS G120 与配备控制单元 CU3x0-2 的 SINAMICS S120 的显著区 别特征在于:是否具备 Advanced Technology Functions(高 级工艺功能)。Advanced Technology Functions(工艺功 能)仅可用于SINAMICS S120: • SINAMICS 驱动控制图 (DCC) • SINAMICS 工艺扩展 (TEC) Advanced Technology Functions(工艺功能)的优势在于 灵活性及性能极高,从而能实现个性化且的解决方案。
SINAMICS DCC 由功能块库、所谓的驱动控制块 (DCB) 和用于 功能块的图形化布线的 DCC 编辑器组成。SINAMICS DCC 应用 于在算术、控制或逻辑功能方面较为复杂的应用的解决方案。 除了 DCB 标准库以外,还可以使用 DCB 扩展库创建应用。 DCB 扩展是可以自由编程的模块,可以根据应用有针对性地通过 DCB Studio 创建 DCB 扩展模块,随后可以类似于标准模块利用 DCC Editor 以图形方式对其进行互联。 SINAMICS TEC 是西门子可以配置的固件扩展,可以有针对性地 进行创建,以便实现客户带有要求的应用。这样一来,该功 能就可以被后续添加到固件的标准功能中。SINAMICS 工艺扩展 的一个示例是用于货架操作设备的减震器 (VIBX)。 工艺功能的功能范围可以自由扩展,并且十分灵活。根据具 体的任务,可以配置为西门子提供的解决方案,或者是在驱动中 自由创建一个专有的解决方案。
控制单元适配器 CUA32 可以将 PM-IF 接口转换为 DRIVE-CLiQ接口。此外,控制单元适配器 CUA32 上集成了一个编码器接,可用于配置 HTL、TTL、SSI 编码器。使用 CUA32,模块型功率模块也可以在控制单元上运行,如作为除多轴驱动外的单轴运行。此时,从控制单元的角度看,控制单元适配器 CUA32是DRIVE-CLiQ 连接上的后一个节点。
控制单元适配器CUA32 标配了以下接口:
认证 cULus
• 1 个温度传感器输入(KTY84-130/PT1000 或PTC)
• 3 个DRIVE-CLiQ 接口 1) 信号电缆是对绞屏蔽电缆。
• 1 个电子电源接口,通过24 V DC 电源连接器连接
• 1 路安全停机输入(使能脉冲)
• 1 个编码器接口,用于- 增量编码器TTL/HTL- SSI 编码器,不带增量信号 ■选型及订货数据(纸质)
说明 产品编号控制单元适配器 CUA32无DRIVE-CLiQ 电缆控制单元适配器CUA32 的状态通过多色LED 来显示。
需另行订购的附件
■集成
控制单元适配器CUA32 可以卡在模块型功率模块上,通过DRIVECLiQ 和控制单元 CU320 2 或 SINUMERIK NCU 7.x 通讯。功率模块通过 PM-IF 接口为控制单元适配器 CUA32 供电。如果希望关闭功率模块后也要保持控制单元适配器 CUA32 的通讯能力,则必须使用一个外部24 V DC 电源。
其他DRIVE CLiQ 节点,例如编码器模块或端子模块,可以连接到控制单元适配器CUA32 上。 SINAMICS/SINUMERIK/
SIMOTION 防尘哑插头用于DRIVE-CLiQ 端口
• 6 个 6SL3066-4CA01-0AA0
• 50 个 6SL3066-4CA00-0AA0
端子模块TM31
使用端子模块 TM31 不仅可以增加驱动系统的数字量输入输出,还可以增加模拟量输入输出。
此外,端子模块TM31 上还有带转换触点的继电器输出和一个温度传感器输入。
SBC 功能可实现对抱闸的安全控制。SBC 始终与 STO 同步激活。
作用 通过安全双通道技术对断电闭合的抱闸进行控制和。由于采 用双通道控制,控制电缆中出现绝缘故障时仍可激活抱闸。通过 测试脉冲可尽早识别出此类故障。 提示: 安全制动控制并不检测制动器本身的机械故障(如刹车片磨 损)。书本型电机模块采用集成的电机抱闸端子。模块型电机模 块需要使用额外的安全制动继电器,装置型电机模块则需要使用 额外的安全制动适配器。 应用 SBC 功能与 STO 或 SS1 组合使用,可防止无扭矩状态下因重力 等因素引起的轴运动。
客户受益 使用此功能可减少外部硬件应用,并节省相关的布线成本。
Safe Brake Test (SBT) = 安全制动测试 SBT 诊断功能会定期或者在进入危险区域前执行一次制动功能的 测试。 作用 通过生成在抱闸制动力相反的方向上输出转矩来测试易磨损抱闸 的功能是否正常。该功能可对每个驱动上的两个抱闸,例如电机 抱闸和外部抱闸,以不同的测试转矩进行检测。
应用 SBT 诊断功能适合与 SBC 功能一起实现安全抱闸。
客户受益 该功能可识别抱闸机械机构的故障或磨损。自动测试制动功能, 可降低维护费用并提高机械和设备的安全性和可用性。
SLS 功能用于驱动器是否超出了预设的转速或者速度限值。
作用 SLS 功能可根据设定的速度限值对驱动器进行。有四个不同 的限值可供选择。与 SOS 相同 , 不会自动影响速度设定值。选择 SLS 后,上位控制器必须在设定的时间内将驱动器速度降至所选 速度限值以下。如果超出该速度限值,将触发一个可配置的驱动 器集成故障响应。 SLS 限制阶段可以乘以一个系数,该系数可通过 PROFIsafe 以 16 位的分辨率传输。这样就能预先给定几乎任意多个极限值。
应用 SLS 功能适用于工作人员处于机器的危险区域且仅能通过减速来 **人员安全的情况。其典型应用示例包括:操作人员必须进入 机器危险区域进行维护或安装,例如需由操作人员手动填料的绕 线机。为防止对操作人员造身伤害,滚筒只能降低到安全速 度旋转。SLS 通常也用作两级安全方案的一部分。操作人员处于 危险较低的区域时,SLS 功能激活,而只有在具有更高潜在风险 的更小范围内,驱动器才会停止。此外,SLS 不仅可用于人员防 护,还可用于保护设备,例如其可转速,防止设备由于 超速受损。 客户受益 SLS 功能可显著减少停机时间,大大简化安装工作,加快安装进 度。终从整体上有效提升机器的可用性。此外,还可省去速度 器等外部组件。
Safe Speed Monitor (SSM) = 安全速度 当驱动器运行速度低于可调的速度限值时,SSM 功能将发出警 告。只要低于阈值,该功能就会发出安全信号。 作用 如果速度值降至设定的限值以下,将生成安全信号。系统将对 该信号进行处理,例如在安全控制器中通过编程来响应该事 件,视具体情况而定。
应用 在简单的应用案例中,如果速度降至非关键水平以下,可通过 SSM 功能释放安全门。再比如离心机,只有在低于设定速度时才 允许进行填料。
客户受益 与 SLS 不同,该功能在超过速度限值时不会触发驱动的故障响 应。安全反馈信号可在安全控制系统中
两条立的断路信号路径 此装置拥有两条相互立的断路信号路径。所有关闭电路均是低 位有效。以确保某个部件失灵或断线时始终可以切换到安全状 态。如果发现断路路径中有故障,STO 或者 SS1(根据具体的参 数配置)会被激活,系统重启被禁止。 双通道式结构 所有对于安全集成非常重要的硬件功能和软件功能在两条相互 立的通道中实施(例如:断路信号路径、数据管理、数据校 验)。对两条通道中的安全相关数据进行循环交叉校验。 在每条通道中进行的基于以下原理:执行动作前必须 存在定义的状态,执行动作后必须进行特定反馈。如果一条监 控通道不满足这些期望,驱动会在两个通道中停止,并输出相 应的信息。 利用 test stop(强制检查)进行强制潜在故障检查 为满足标准 EN ISO 13849-1 和 IEC 61508 中关于及时发现故障 的要求,在特定时间间隔内须至少检查一次功能及断路路径是否 正常运作。这必须通过以手动或流程自动方式触发 test stop(强 制检查)来实现。对 test stop 周期进行,并在超时后输出警 告。强制检查不需要给系统重新上电。通过撤销 test stop(强制 检查)请求来进行应答。 强制潜在故障检查的执行示例: • 设备上电后驱动处于静止状态时 • 防护门开启前 • 以规定的时间间隔进行检查(比如 8 小时间隔) • 在自动运行中,根据时间和事件 安全转速 / 位置检测 增量编码器或值编码器都可以用于安全实际位置检测。 安全实际值检测以增量信号 A/B 的冗余分析(发送 1 Vpp 正弦/余 弦信号)为基础。所用编码器类型必须采用纯粹的模拟技术来创 建和处理的 A/B 轨迹信号。 此外可以采用 HTL/TTL 增量编码器。在这里,利用两个立的编 码器来实现安全实际值检测。在此情形下,须注意速度分辨率的 下限。 通过编码器模块读入编码器信号。 或者也可使用集成了 DRIVE-CLiQ 接口的电机。在此情形下,转 速实际值或位置实际值在电机中安全生成并经由基于 DRIVECLiQ 的安全通信传送至控制单元。 除此以外,也可以使用通过认证且带有 DRIVE-CLiQ 接口的加装 式旋转编码器。
在设计编码器的机械结构时,必须确保编码器轴不会松脱或滑 动。相关提示参见 IEC 61800-5-2:2016,表格 D.16。 满足电气和机械要求的西门子电机的列表可从以下网址获取: 安全速度/位置检测可采用以下系统完成: • 单编码器系统,或 • 双编码器系统 单编码器系统
示例:单编码器系统 在单编码器系统中,只将电机编码器用于安全实际值检测。 双编码器系统
示例:双编码器系统 采用双编码器系统时,利用两个立的编码器来提供安全实际 值。实际值经 DRIVE-CLiQ 传送至控制单元。采用无 DRIVE-CLiQ 接口的电机时,必须选配一个编码器模块。 对于一个双编码器系统,也可以选择使用 HTL/TTL 增量编码器。 既可以采用两个 HTL/TTL 编码器,也可以采用一个双 HTL/TTL 编 码器,或者可以采用一个 HTL/TTL 编码器与一个 sin/cos 编码器。
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