6ES5451-4UA12

 西门子模块6ES5451-4UA12

西门子模块6ES5451-4UA12

西门子模块6ES5451-4UA12

 

布线技术

在工业范围内进行布线安装时，必须满足极高的要求。 通过 FastConnect，西门子提供了一种满足各项要求的系统： 现场装配 - 便捷、快速、正确。

FastConnect - 完整的系统

为了在现场进行快速正确的安装或更改，西门子通过 FastConnect 研发了一种用于电缆、插接器和装配工具的完美快速装配系统。 FastConnect 可用于工业以太网/PROFINET 和 PROFIBUS，也可用于 RJ45、M12 或 Sub-D/RS-485。同时也适用于光纤。 适用于长度最长达 3 km 的 BFOC 和 SC-Duplex。 FastConnect FO 现在将不可能变为了可能！

优点：

最大程度地减少了连接终端设备所需的时间

■  可直接在现场方便地装配长度合适的电缆（带有与相应终端设备匹配的插头）

■  采购预装配电缆，省时省力

■  仅需使用一个工具，装配方便

■  使用预装配插头，敷设方便

■  采用彩色标记以及透明触头护盖，可防止接线错误。

 

 

 

SIMATIC S7 通讯处理器

 

更灵活、更便捷、更经济

若要在市场竞争中持续处于绝对领先的地位，您就必须以灵活、快捷而又经济的方式去满足您的 PLC 要求。我们的通讯处理器可以减轻 CPU 处理通讯任务的负担，且能够进行其它附加连接。 它们能在工业以太网中实现适当的集成，并确保自动化层面中的连接以及与 IT 领域的连接。

SIMATIC NET PC 通讯处理器具有以下优点：

适用于 PCI 和 PCI-Express 格式的 CP

视资源需求而定，可在 PC 中灵活使用：带有或者没有独立微处理器的 CP

采用开放式标准化接口，便于嵌入到系统环境以及办公应用程序之中

 

 

SITOP电源：可靠性，紧凑性和功能性的标准

 

功能强大的西门子工业电源为工业用户提供了异常出色的电源整体解决方案，兼备可靠性、耐用性和可扩展性。超过10年的市场检验，电源的可靠性和安全性得到了事实的印证，超千万台的西门子工业安全稳定的在全球运行。

我们多个稳压电源系列产品线，覆盖了几乎所有的自动化工程要求。此外，SITOP特殊设计电源完全满足客户的特殊要求。同时，SITOP扩展模块可以提供电源系统整套解决方案，不管你使用的是何种系列的开关电源。

 

 

 

Overview

SIMATIC 控制器

SIMATIC 控制器有多种多样，包括从高性能 PLC 的书本型迷你控制器，到基于 PC 的控制器，无论什么要求，它都能满足要求。

 

这些控制器的共同特点是，在最小的空间里压缩了最大处理能力，能满足最苛刻的机械和气候条件、高速及可扩展性等要求。

 

这种分级的性能特征是 SIMATIC 系列产品的力量所在。

 

目前，SIMATIC PLC 正在执行越来越多的功能，原本需要完全不同技术。 对您来说，一切都变得更加容易，更加一致，更加经济。

 

结构紧凑、易于使用的低成本解决方案，用于满足简单控制任务

结构紧凑、易于操作，无需附件即可广泛应用

“一体式”产品，集成显示屏和操作面板

仅需点击按钮或通过 PC 软件即可连接 36 种不同的功能；使用次数多达 130 多次

LOGO! 8: 通过按钮或使用 PC 软件，可链接 38/43 个不同功能；最多 200/400 次

通过按键可以方便地更改功能。重接线无需更多耗时

 

 

Area of application

 

LOGO! 逻辑模块提供方便的、用户友好的解决方案，用于满足简单的开环和闭环控制任务。

 

LOGO! 具有广泛的通用性，例如：

 

楼宇服务/电气安装（照明、百叶窗、遮篷、门、门禁系统、栅栏、通风系统，等。）

控制柜制造。

机电设备（泵，小型压机，压缩机，传送带，升降台等）

暖房，温室的特殊控制

对其他控制器的信号进行处理

LOGO! 逻辑模块可根据应用情况进行扩展。

 

船级社认证

美国船级社, 法国船级社, 挪威船级社,德国劳氏船级社, 英国劳氏船级社，等

 

 

 

Design

 

LOGO! Modular 可提供多种电压类型(12VDC, 24VDC, 24VAC, 115/230VDC, 115/230VAC)：

 

标准型：

纯型号，成本经过优化，不带按键控制面板和显示屏。

LOGO! 具有以下特性：

 

R：继电器输出

C:时钟/时间切换

E：以太网接口

o:无显示屏

LOGO!使用非常简单：

 

按键控制面板和显示屏位于一个设备中。无需其它工具。

通过集成式 EEPROM 备份切换程序和设定值（如定时器），以防电源故障。

LOGO! 节省空间：

 

例如：LOGO! 230RC：72 x 90 x 55 mm (W x H x D).

经调整后，可安装在配电箱中（尺寸与接地故障断路器相同）。

LOGO! 提供最大的灵活性和通用性：

 

可扩展性：

根据应用情况可连接扩展模块。

LOGO! 具有通信功能：

 

使用可选的通信模块，可连接到 AS-Interface 和 KNX Konnex 网络。

LOGO!7 和 8 可与其它 LOGO! 单元通信，或与 SIMATIC 控制器或 SIMATIC 面板通信

 

 

 

Functions

 

LOGO!使用非常简单：

 

36 种不同功能：

用于电气工程的基本功能(例如：与、或)以及特殊功能(例如：计数器，闭锁继电器，PI 控制器)。

只需通过键盘或PC软件将所存储的功能进行作何，即可轻松进行编程。

通过可选的程序模块，可以简单、方便地复制控制程序。

LOGO!8:

 

38/43 种不同功能：集成基本功能(例如：与、或)和特殊功能(例如：计数器，闭锁继电器，PI 控制器)。

通过可选的程序模块或使用标准 CF/微型 CF 卡，可以简单、方便地复制切换程序

LOGO! 提供最大的灵活性和通用性：

 

通过按键可方便、灵活地重新链接功能。无需耗时的接线。

可选择在PC机上操作：

通过 PC 创建、仿真、在线测试和归档控制程序，包括归档选项

 

 

 

Design

 

继电器输出，最高输出电流 10A(不适于 LOGO!24o).

内置EEPROM存储器，用于控制程序和设定值

可选程序模块和组合电池/程序模块，2 年后备集成实时时钟。0BA6

备份集成的实时时钟 20 天。

内置夏令时/冬令时自动调节的实时时钟。

8个数字量输入，4个数字量输出。

对于DC12/24V型号，4个输入作为模拟量输入(0-10V)；也可作为数字量输入。

4个输入可用来高速计数，最高5KHz(只针对于直流型)。

扩展模块连接接口，最多可编址 24 点数字量输入、16 (20) 点数字量输出、8 点模拟量输入和 2 (8) 点模拟量输出

用于连接到 LOGO!LOGO! 的 TD 文本显示屏6

连接 LOGO!TDE 至 LOGO!8 通过以太网。

 

 

 

 

Functions

 

集成有基本和特殊功能：

基本逻辑功能：

与，或，非，与非，或非，异或，上升沿/下降沿触发。

特殊功能：

接通延时，锁存接通延时，断开延时，脉冲延时，锁定延时，计数器（加计数/减计数），时间开关，间隔延时继电器，运行小时数计数器，触发器，异步脉冲发生器，年时间开关，舒适照明开关功能，随机发生器，楼梯照明开关功能（符合 DIN 18015-2），边沿触发间隔延时继电器，组合接通/断开延时，模拟值比较器，模拟触发器，模拟值变化触发器，模拟看门狗，模拟放大器，移位寄存器，软键功能，PI 控制器，斜坡功能，模拟复用器，PWM 功能，模拟算术运算功能，模拟算术运算功能错误检测功能。

可链接 200/400 个函数块。

27/64 位存储器（包括重启位存储器、用于控制 LOGO! 的背光灯的位存储器）TD，用于在消息文本中的 2 个可参数化字符之间切换的位存储器）。

内置保持。

口令保护。

作为选项可提供的功能

通过用于 LOGO! 的可选程序块提供额外专有技术保护0BA6，或通过标准 CF/微型 CF 卡

LOGO! 0BA6 集成实时时钟的后备， 可选用使用寿命 2 年的电池模块和组合电池/程序模块

用于 LOGO! 的其它功能8

数据记录至内部存储器或微型 CF 卡（最多 20000 个记录）

用于 LOGO! 的宏（用户自定义功能）极为简单

可以连接 400 个功能块

64 个模拟位存储器

64 个接线端子

4 个 8 位移位寄存器

扩展诊断功能

 

 

 

Design

 

最多 16 点数字量输入（虚拟）

最多 12 点数字量输出（虚拟）

最多 8 点模拟量输入（虚拟）

最多 2 点模拟量输出（虚拟）

安装在 35 mm DIN 导轨上。

2 个单元宽

模块作为一个扩展模块连接到 LOGO! 基本型。

 

 

Functions

 

EIB 的总线节点：

作为主站的 LOGO! 可通过替换 EIB 报文与外部 EIB 设备通信。

为 LOGO! 提供所组态的 EIB 节点的当前状态：

控制系统可使用各节点的逻辑功能和定时器将它们相互链接在一起。

无需使用编程设备，可以直接在 LOGO! 中快速而方便地设置或修改参数或链接。

关于兼容性的说明：

扩展模块不能与 LOGO! 结合使用8 个基本装置。

 

 

 

 

Overview

 

中低端紧凑型控制器

大规模集成，节省空间，功能强大

具有出色的实时性能和功能强大的通信选件：

带有集成 PROFINET IO 接口的控制器，可与 SIMATIC 控制器、HMI、编程设备和其它自动化组件进行通信

所有 CPU 都可用于单机模式、网络以及分布式结构

安装、编程和操作极为简便

集成式 Web 服务器，带有标准和用户特定 Web 页面

数据记录功能，用于归档用户程序的运行数据

强大的集成工艺功能，如计数、测量、闭环控制和运动控制

集成数字量和模拟量输入/输出

灵活的扩展设备

可直接用于控制器的信号板卡

可通过 I/O 通道对控制器进行扩展的信号模块

附件，如电源、开关模块或 SIMATIC 存储卡等

 

 

 

Area of application

 

SIMATIC S7-1200 控制器用于处理机械设备制造和工厂建造中的开环和闭环控制任务。

 

由于具有模块化的紧凑型设计，同时又具有高性能，SIMATIC S7-1200 适用于广泛的自动化应用。其应用范围从取代继电器和接触器，一直延伸到网络中以及分布式结构内的复杂自动化任务。

 

S7-1200 在先前出于经济原因而开发专用电子装置的领域中日益得到应用。

 

例如，应用的例子包括：

 

贴片系统

传送带系统

电梯和自动扶梯

物料输送设备

金属加工机械

包装机械

印刷机械

纺织机械

混合系统

淡水处理厂

污水处理厂

外置显示器

配电站

室温控制

加热/冷却系统控制

能源管理

消防系统

空调

照明控制

泵控制

安防/门禁系统

 

 

 

 

Design

 

SIMATIC S7-1200 系列包括以下模块：

 

性能分级的不同型号紧凑型控制器，以及丰富的交/直流控制器。

各种信号板卡（模拟量和数字量），用于在 CPU 上进行经济的模块化控制器扩展，同时节省安装空间。

各种数字量和模拟量信号模块。

各种通信模块和处理器。

带 4 个端口的以太网交换机，用于实现各种网络拓扑

SIWAREX 称重系统终端模块

PS 1207 稳压电源装置，电源电压 115/230 V AC，额定电压 24 VDC

机械特性

坚固、紧凑的塑料机壳

连接和控制部件易于接触，并由前盖板提供保护

模拟量或数字量扩展模块也具有可拆卸的连接端子

设备特性

国际标准：

SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM（I 类，类别 2；危险区组别 A、B、C 和 D，T4A）。生产质量管理体系已按照 ISO 9001 进行认证。

通信

SIMATIC S7-1200 支持各种通信机制：

 

 

 

集成 PROFINET IO 控制器接口

带 PROFIBUS DP 主站接口的通信模块

带 PROFIBUS DP 从站接口的通信模块

GPRS 模块，用于连接到 GSM/G 移动电话网络

LTE 模块，用于在第四代 LTE（长期演进）移动电话网络中进行通信。

通信处理器，可通过以太网接口连接到 TeleControl Server Basic 控制中心软件，并借助于基于 IP 的网络进行安全通信。

通信处理器，可连接到服务应用的控制中心。

RF120C，可连接到 SIMATIC Ident 系统。

模块 SM1278，用于连接 IO-Link 传感器和执行器。

通过通信模块实现点到点连接。

PROFINET 接口

通过集成 PROFINET 接口，可与以下设备通信：

 

编程设备

HMI 设备

其它 SIMATIC 控制器

PROFINET IO 自动化组件

支持以下协议：

 

TCP/IP

ISO-on-TCP

S7 通信

可连接以下设备：

 

通过标准 5 类电缆连接现场编程器和 PC。

 

 

 

 

Functions

 

S7-1200 具有以下特点：

 

易于上手：

专门的入门套件（其中包括仿真器和文档），便于熟悉设备的使用。

操作简单：

功能强大的标准指令，易于使用，用户友好的编程软件，可最大限度降低编程成本。

实时性能：

特殊中断功能、高速计数器和脉冲输出，适用于对时间要求严格的应用。

SIMATIC S7-1200 符合以下国内和国际标准：

 

UL 508

CSA C22.2 No. 142

FM Class I, Div 2, Groups A, B, C, D; T4A Class I, Zone 2, IIC, T4

VDE 0160

EN 61131-2

符合标准 EN 50081-1、50081-2 和 50082-2 电磁兼容性要求

 

Technical Specifications

 

通用技术数据

 

防护等级

 

IP20，符合 IEC 529

 

环境温度

 

5/24 V DC 电路

500 V 交流测试电压

 

115/230 V AC 电路接地

1500 V 交流测试电压

 

115/230 V AC 电路到 115/230 V AC 电路

1500 V 交流测试电压

 

230 V AC 电路到 5/24 V DC 电路

1500 V 交流测试电压

 

115 V AC 电路到 5/24 V DC 电路

1500 V 交流测试电压

 

电磁兼容性

 

EMC 指示要求

 

抗干扰度符合

EN 50082-2

测试符合

IEC 801-2、IEC 801-3、IEC 801-4、EN 50141、EN 50204、IEC 801-5 和 VDE 0160 进行测试

 

辐射干扰符合 EN 50081-1 和

EN 50081-2

测试依据

EN 55011 标准，A 级，

1 组进行测试

 

机械强度

振动，测试标准符合/测试方法

IEC 68, Part 2-6:

10 ... 57 Hz;

平稳状态下

0.3 mm；

58 ... 150 Hz;

恒定加速度 1 g（安装在 DIN 导轨上）或

2 g（安装在配电盘中）；

振动模式：

振动频率为 1 频程/分钟；

振动持续时间：

在三个互相垂直轴的每个方向上，每根轴为 10 个频率扫描。

 

冲击，测试标准符合/测试方法

IEC 68, Part 2-27/半正弦：

冲击强度 15 g（峰值），持续时间 11 ms，每三个互相垂直轴上有 6 个冲击。

 

 

 

范围 Modicon M238 逻辑控制器 

产品或组件类型 微型底座 

产品特定应用 - 

离散量I/O编号 24 

离散量输入数量 8 fast input conforming to EN/IEC 61131-2 type 1 

6 input conforming to EN/IEC 61131-2 type 1 

离散量输入电压 24 V 

离散量输入电压类型 直流 

离散量输出数量 6 output 

4 fast output 

离散量输出电压 24 V 直流 

I/O 扩展模块数量 7 

Us 额定电源电压 24 V 直流 

内存说明 内部 RAM 500 kB 

数据备份 变量类型保存与永久保存 可选电池 锂亚硫酰氯 (TSXPLP01) 1年 

变量类型保存与永久保存 内部电池 3 天 10 yr 

安装支持 35 mm 不对称导轨 DIN 

面板 

 

 

补充信息

 

离散量输入逻辑 阱或源 (正/负) 输入 

正逻辑 (陷) 快速输入 

连接点数量 4 快速输入 

2 输出 

1 输入 

1 快速输出 

传感器电源 19.2...30 V 直流 

电压状态1担保 >= 15 V 输入/快速输入 

初速电流状态1担保 >= 2 mA 输入/快速输入 

电压状态0担保 <= 5 V 输入/快速输入 

初速电流状态0担保 <= 1.5 mA 输入/快速输入 

离散量输入电流 8 mA 快速输入 

10.4 mA 输入 

输入阻抗 3 kOhm 快速输入 

2.3 kOhm 输入 

反应时间 300 ns 快速输入 

3 ms 输入 

0.25 ms 快速输出 

< 1 ms 输出 

可配置滤波时间 4 ms 快速输入 

2 ms 快速输入 

1 ms 快速输入 

0.4 ms 快速输入 

0.004 ms 快速输入 

不反弹过滤 4 ms 可配置 输入/快速输入 

12 ms 可配置 输入/快速输入 

1.5 ms 可配置 输入/快速输入 

0 ms 可配置 输入/快速输入 

 

 

输入频率 <= 100 kHz 输入 

<= 100 kHz 快速输入 (普通模式) 

<= 100 kHz 快速输入 (计数器模式) 

电缆长度 <= 30 m 屏蔽电缆 快速输出(普通模式) 

<= 30 m 输出 

<= 30 m 输入 

<= 30 m 快速输入 (普通模式) 

<= 10 m 屏蔽电缆 快速输入 (计数器模式) 

<= 10 m 快速输出(PWM 或 PTO 模式) 

各通道与内部逻辑之间的绝缘 500 V 直流 

通道间隔离 无 输入 

500 V 用于输出与快速输出 

500 V 2 快速输入组 

离散量输出逻辑 正逻辑(源)/负逻辑 (陷) 

输出电压限制 19.2...30 V 

离散量输出电流 20...500 mA 输出 

<= 500 mA 快速输出(普通模式) 

<= 100 mA 快速输出(PWM 模式) 

<= 100 mA 快速输出(PTO 模式) 

输出频率 <= 20 kHz 快速输出(PWM 模式) 

<= 100 kHz 输出 

<= 100 kHz 快速输出(PTO 模式) 

绝对准确度误差 1 % 满量程 快速输出(PTO 模式) 

1 % 满量程 循环率 20...80% 快速输出(PWM 模式) 

泄漏电流 0.05 mA 输出 

<= 2 mA 快速输出 

 

 

Ures漏电电压 <= 2 V 输出与快速输出 

钨负荷 <= 3 W 输出与快速输出 

短路保护 有 输出与快速输出 

过压保护 有 输出与快速输出 

过载保护 有 输出与快速输出 

输入/输出数 <= 248 HE-10 connector with I/O expansion module 

<= 192 spring terminal block with I/O expansion module 

<= 136 removable screw terminal block with I/O expansion module 

电源电压限制 19.2...28.8 V 

瞬间峰值电流 <= 35 A 

功耗W <= 17.2 W 

绝缘电阻 > 10 MOhm 500 V时，电源和接地端子之间 

> 10 MOhm 500 V时，I/O和接地端子之间 

1 K 指令的精确时间 0.3 ms 70 % 布尔 + 30 % 定点算术 

每条指令的准确时间 7.25 µs 算术 REAL 浮点 通过操作 

5111 µs 算术 REAL 浮点 +, -, x 运算 

0.971 µs 布尔 

0.648 µs 算术 REAL 浮点 LD 与 ST 

0.506 µs 算术 DINT 双字 +, -, x 运算 

0.459 µs 算术 DINT 双字 LD 与 ST 

0.439 µs 算术 INT 字 +, -, x 运算 

0.42 µs 算术 INT 字 LD 与 ST 

 

事件任务执行时间 0.95 ms 算术 DINT 双字 

>= 0.75 ms 算术 INT 字 

<= 1.75 ms 算术 REAL 浮点 

系统开销 0.9 ms 主任务 (I/O) 

0.35 ms 主任务 (高级计数) 

0.2 ms 主任务 (PTO) 

0.15 ms 主任务 (简单计数) 

0.15 ms 主任务 (PWM, 频率计) 

输入输出设定 读/写 扩展模块上的 I/O 

读/写 底座上的 I/O 

应用程序结构 1 可配置飞轮/循环主任务 

2 可配置飞轮/循环/事件辅助任务 

任务之间 32 级优先级 

4 中断任务 

实时时钟 有 10 秒/月 在 25 °C 

集成连接类型 1 隔离的串行链接 孔型 RJ45 Modbus Master/slave RTU/ASCII, 字符模式或 SoMachine-Network RS232/RS485 1.2...115.2 kbit/s (默认115.2 kbit/s ) 

电源 串行链接供电 5 V 200 mA 

定位功能 PWM/PTO 2 100 kHz 

计算输入数 8 100 kHz 32 bits 

余函数 事件处理 

PID 

 

 

标志 CE 

就地信号 1 LED SL1 

1 LED PWR 

每通道1 LED I/O 状态 

1 LED 模块错误 (ERR) 

1 LED 电池 

1 LED RUN 

电气连接 1个可拆卸螺旋接线端子 用于连接 24 V 直流电源

1 螺钉可卸接线端子 (7 端子) 用于连接传感器 (输入) 

1 螺钉可卸接线端子 (6 端子) 用于连接 6 个前置作动器 (输出) 

1 螺钉可卸接线端子 (12 端子) 用于连接传感器 (快速输入) 

1 螺钉可卸接线端子 (10 端子) 用于连接 4 个前置作动器 (快速输出) 

1 连接器 mini B USB 2.0 对一个编程终端 

产品重量 0.56 kg 

 

 

环境

抗瞬时断电 10 ms 

介电强度 500 V 在断开触点之间持续1分钟 

500 V 在I/O和接地端之间持续1分钟 

产品认证 CSA 

CTick 

GOST 

UL 

工作环境温度 -10...55 °C 

存储环境温度 -40...70 °C 

相对湿度 95 % 无冷凝 

IP 保护等级 IP20 

污染程度 <= 2 

海拔高度 0...2000 m 

存储高度 0...3000 m 

抗振动 1 gn 3.5 mm (f= 5...150 Hz) 

抗冲击 15 gn 用于 11 ms 

高度 118 mm 

深度 86 mm 

宽度 157 mm 

 

 

 

 

 

产品种类

西门子数控系统是西门子集团旗下自动化与驱动集团的产品，西门子数控系统SINUMERIK发展了很多代。目前在广泛使用的主要有802、810、840等几种类型。

用一个简要的图表对西门子各系统的定位作描述如下：

西门子各系统的性价比较

1) 802D

（请参阅：802D 简明调试指南）

具有免维护性能的SINUMERIK802D，其核心部件 - PCU （面板控制单元）将CNC、PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体。可靠性高、易于安装。

 

SINUMERIK802D可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴。通过生产现场总线PROFIBUS将驱动器、输入输出模块连接起来。

模块化的驱动装置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服电机，为机床提供了全数字化的动力。

通过视窗化的调试工具软件，可以便捷地设置驱动参数，并对驱动器的控制参数进行动态优化。

SINUMERIK802D集成了内置PLC系统，对机床进行逻辑控制。采用标准的PLC的编程语言Micro/WIN进行控制逻辑设计。并且随机提供标准的PLC子程序库和实例程序，简化了制造厂设计过程，缩短了设计周期。

 

 

2) 810D

（请参阅：SINUMERIK 810D 840D 简明调试手册 - 2006版本）

在数字化控制的领域中，SINUMERIK 810D第一次将CNC和驱动控制集成在一块板子上。

快速的循环处理能力，使其在模块加工中独显威力。

SINUMERIK 810D NC软件选件的一系列突出优势可以帮助您在竞争中脱颖而出。例如提前预测功能，可以在集成控制系统上实现快速控制。

另一个例子是坐标变换功能。固定点停止可以用来卡紧工件或定义简单参考点。模拟量控制控制模拟信号输出;

刀具管理也是另一种功能强大的管理软件选件。

样条插补功能(A，B，C样条)用来产生平滑过渡；压缩功能用来压缩NC记录；多项式插补功能可以提高810D/810DE运行速度。

温度补偿功能保证您的数控系统在这种高技术、高速度运行状态下保持正常温度。此外，系统还为您提供钻、铣、车等加工循环。 SINUMERIK 840D

3) 840D

SINUMERIK 840D数字NC系统用于各种复杂加工,它在复杂的系统平台上，通过系统设定而适于各种控制技术。840D与SINUMERIK_611数字驱动系统和SIMATIC7可编程控制器一起，构成全数字控制系统，它适于各种复杂加工任务的控制，具有优于其它系统的动态品质和控制精度。

 

 

西门子驱动技术集团的变速驱动器具有多种型号，可满足当今工业应用的各种需求。范围从用于低端性能的经济型多功能变频器，到兆瓦级范围内的可靠大型驱动器，一直到用于机床和生产机器的高动态驱动装置。

用于整个机械工程和和工厂应用工业的低压和伺服电机 - 未来解决之道：免维护，高动态，功能强大。

AC 变频器包含下列部分：

 

标准变频器，用于简单的应用，如泵和风扇

变频器和逆变器，用于单相和多相电机驱动器以及高性能应用系统。

它们可以在 24 V 到 690 V 以及 60 W 到 2.3 MW 之间连续应用。

SINAMICS V20 基本型变频器

输入侧部件

直流链路组件

负载侧功率部件

附带系统部件

 

 

 

SINAMICS DC MASTER 是西门子生产的新一代直流变频器。SINAMICS DC MASTER 简称为：SINAMICS DCM - 体现了新一代产品的优势。该产品把上一代 SIMOREG DC-MASTER 的优点与 SINAMICS 系列产品的优势结合在了一起。

 

在质量、可靠性和功能性方面，SINAMICS DC MASTER 不仅超越了自己的上一代产品，而且特别是在功能领域，提供了新的功能，并且集成了上一代产品的标准功能。

 

SINAMICS DC MASTER 是 SINAMICS 系列的新成员，将许多以交流技术而知名的 SINAMICS 工具和组件用在了直流技术方面。

 

作为可扩缩的驱动器系统，SINAMICS DC MASTER 系列变频器在应对基本应用和要求苛刻的应用方面都表现出色。直流变频器配备了进行标准的闭环控制的标准的控制装置（标准 CUD）。使用将标准 CUD 和高级 CUD 组合在一起的选件可以处理在计算性能和接口数量要求更高的应用。

 

SINAMICS DC MASTER 系列直流变频器把开环和闭环控制以及电源部分结合在了一部设备上。由于具有紧凑而节省空间的外形设计而与众不同。

 

AOP30 高级操作面板和 BOP20 基本操作面板可以用于试运行和本地运行。

 

CUD 的接口和数字输入/输出的数量可以使用附加模块补充 - 例如 TM15 和 TM31 端子模块。

 

直流驱动系统的组件以及这些组件如何逻辑互连见“直流驱动器的系统组件”-“概述”中的框图。该部分还在“工程”一节下提供了流程图，为选择和确定所需的组件提供支持。

 

 

 

SINAMICS DC MASTER 是 SINAMICS 驱动器家族中的一员。各个 SINAMICS 版本都基于一个公共的平台，特别是在接口、工具、操作控制以及监视方面。

所有的 SINAMICS 驱动器都支持TIA 体系，在工程设计、通讯和数据管理方面与西门子的SIMATIC、SIMOTION 和 SINUMERIK 自动化系统使用了相同的方式。在使用这些系统时，可以使用 SINAMICS 简单的生成自动化解决方案。

由于可以标准化、无缝的集成到西门子的自动化环境中，用户还可以更快速的进行整机自动化和驱动器技术的工程设计和试运行中。此外，还可以降低相关的培训成本，并且使产品支持、服务、维护和备件保存都得到了简化。

标配 PROFIBUS，可以选配 PROFINET

该设备标配了作为工业标准的 PROFIBUS。可以选配提供 PROFINET。使用外部适配器可以实现与其他现场总线系统的通讯。

控制装置的变化版

为了能够最优化的满足与技术功能的接口和通讯性能相关的要求，可以选择标准或高级 CUD，或这两者组合。还可以使用两个 CUD 来提高技术上开环和闭环控制任务的性能。这就使该设备可以最优化的广泛适应于驱动器技术和互补市场相关的要求——无论是在技术还是经济方面。

 

励磁电源供电符合要求

 

根据SINAMICS DC MASTER 的介绍，您可以根据自己的特殊需求选择最佳的励磁电源。

SINAMICS DC MASTER 始终是最佳选择：

 

对于不带励磁的装置（从 60A 额定直流电流或更高电流供电）

对于带有 1Q 励磁的装置（带有集成的续流电路）

对于具有 2Q 励磁的装置，可以主动降低电流实现快速的励磁电流变化，并集成了励磁过压保护装置（从 60A 额定直流电流或更高电流）

对于从额定 1500A 或更高电流供电的装置，还可以在 1Q 或 2Q 版本中选择具有 85A 额定励磁电流的版本，取代 40A 励磁供电。

另外，如果应用情况需要的话，当然还可以连接外部励磁电源装置。

 

24 V DC 电子装置电源

直流变频器的电子装置电源现有两种版本可用：

 

连接 230 V/400 V AC 的版本或

连接 24V 直流的版本（带有极性接反保护）

使用 24V 供电，可以简单的实现 UPS 功能——因此可以提高工厂或系统的可用性。

 

上图显示的是 24V 直流电源 SITOP smart。

 

电源部分与地隔离

装置内部的电源部分电压感应功能对于电子装置来说是悬空的（电气隔离）。

因此，在将来没有必要通过断开/连接电机电缆来测量直流电机的绝缘电阻。为了确保工厂和系统的安全，以及避免电机受到严重的损坏，必须强制性的对直流电机的绝缘电阻进行定期检查。

 

自由函数块和驱动器控制图

装置标配了足够数量的自由函数块可用于各种应用。可以自由的使用来自驱动器控制图（DCC）的自由函数块扩展功能范围。这使驱动器可以最优化的使用特殊应用——无论是在技术上还是经济上。

 

使用 SINAMICS 组件可以扩展功能性

通过将 SINAMICS 的补充模块与 DRIVE-CliQ 接口（高级 CUD）进行耦合可以获得附加的输入和输出。这样就提高了对工厂和系统进行工程设计时的灵活性，同时优化了成本。

 

可以进行单相连接

对于最高 125A 和最高 575 V交流的装置，甚至在只通过两根导线供电时，装置的功能也全都完整可用。这意味着，例如当对一个单相连接的变频器进行更新时，无需对现有机器或工厂进行变更 - 而且经过更新的驱动系统可以集成到最先进的通讯概念里（TIA）。

 

涂层 PCB 和镀镍铜母线

 

可以选择双喷带涂层的 PCB 和镀镍铜母线提高用于高污染等级和气候压力环境中的可靠性 - 也可以用于具有更高环境压力的情况。

 

工作温度范围宽

 

由于保存和运输允许的温度范围达到 -40 ℃ 到 +70 ℃，所以使在高气候压力地区的应用更加简单

 

 

 

SINAMICS DC MASTER 变频器

 

SINAMICS DC MASTER 系列变频器包括了DC Converter（直流变频器）和控制模块产品。

 

直流变频器（DC Converter）包括了用于连接三相供电系统的内置装置。这些都可用于电枢供电和可变速直流驱动器领域。该装置的额定直流电流范围为 15 到 3 000 A，可以通过并联直流变频器进一步提高。

 

根据实际应用情况，有针对二象限和四象限运行的装置。该设备由于集成了参数化装置具有自动功能，不需要任何附加设备进行参数化。所有与开环和闭环控制相关的功能，以及所有监视和辅助功能都由微处理器系统处理。设定值和实际值可以作为模拟量或数字量输入。

 

SINAMICS DC MASTER Control Module（直流主控制模块）是SIMOREG CM 的后续产品，主要用于对直流驱动器进行翻新和更新。

 

SINAMICS DC MASTER 转换器现有以下规格（自通风最高到 125A）：

 

Benefits

 

使用SINAMICS DC MASTER 系列丰富的产品，所需的培训时间更少、成本更低、产品使用了最大数量的相同部件。

标准和无缝系列的SINAMICS DC MASTER 装置可以处理极宽范围的电流和电压。该系列设备设计用于连接三相线路供电。此外，该设备还可以连接最高额定直流 125A 的单相线路供电。

功能和性能方面具有灵活的扩展能力。

产品丰富，有许多选件可以让直流转换器最优化的满足客户需求 - 无论是在技术上还是经济上。不同的客户需求，包括接口的类型和数量以及计算性能和速度都可以通过选择标准 CUD、高级 CUD 或者组合使用来准确满足。

由于能够快速简单的更换组件，提高了工厂和系统的可用性。

可更换组件的设计使它们能够实现快速简单的更换。可以随时检查现有的备件，指定设备的序列号。

使用带有图形化 LCD 和纯文本显示屏的 AOP30 高级操作面板上的交互菜单可以方便的进行调试和参数化，还可以使用STARTER 调试工具进行获得 PC 支持（见“工具和工程设计”）。

在完整的生产过程中，所有组件都会受到全面的测试和检测。这就确保了高度的功能安全性。

使用如标准的 PROFIBUS 通讯接口和各种模拟和数字接口，可将它们轻松集成到自动化解决方案中；

 

Area of application

 

直流驱动器技术：高动态、坚固、经济有效

根据实际应用情况，直流驱动器经常是价格最有利的驱动器解决方案。在可靠性、操作友好性和运行特性方面有许多优点。像过去一样，在许多工业领域都有充足的技术和经济原因仍然使用直流驱动器：

 

价格实惠的四象限运行

低速持续运行

即使低速情况下也能保证全转矩

高起动转矩

恒定功率下速度控制范围宽

空间要求低，重量轻

可靠性高

直流驱动器的主要应用包括：

 

滚轧机驱动器

划线机

挤出机和混捏机

压力机

升降机和起重机

索道和电梯

矿井提升机

测试台驱动器

 

Functions

 

电枢电路上的闭环控制的功能

速度设定值

速度设定值和附加设定值的来源可以通过进行合适的参数设置而自由选择：

 

使用模拟值0 到  10 V、0 到  20 mA, 4 到 20 mA 输入

使用集成的电动电位器

使用带有以下功能的二进制：固定设定值、电动、爬行

通过SINAMICS DC MASTER 的串口输入

通过补充模块输入

可以实现放缩，因此 100% 设定值（由主设定值和补充设定值形成）相当于最高电机速度。

 

设定值可以通过参数或连接器输入限制在最小值和最大值之间。此外，在软件中提供了其它点，例如可以在斜坡函数发生器之前或者之后输入补充设定值。可以使用二进制选择“设定值启用功能”。在可参数化滤波器功能（PT1 元件）之后，总设定值会传输给速度控制器的设定值输入。在这种情况下，斜坡函数发生器也会激活。

 

实际速度

可以选择四个来源之一作为速度的实际值信号。

 

模拟转速计

最高速时转速计的电压可能在8 到 270 V 之间。可以使用参数对此电压进行调整。

脉冲编码器

脉冲编码器型号、每转的脉冲数和最高速度可以使用参数设置。最高差分电压 27V 的编码器信号（对称：带有附加的反相轨；非对称：相当于地）可以由评估电子装置进行处理。

 

通过参数选择编码器的额定电压（5 或 15V）。脉冲编码器的电源为额定 15V 的可以从直流变频器获得。

5V 编码器需要外部电源供电。脉冲编码器从三个轨上进行评估：轨道 1、轨道 2 和零标志。但是，带有零标志的脉冲编码器也可以使用。可以使用零标志感测位置的实际值。编码器脉冲的最高频率可以为 300kHz。推荐使用最少每转 1024 个脉冲的脉冲编码器（以便在低速下实现平滑运行）。

没有转速计而使用 EMF 控制运行

速度的实际值编码器不需要闭环 EMF 控制。在这种情况下，此设备的输出值在直流变频器内测量。测得的电枢电压通过电机上的内部压降补偿（IR 补偿）。补偿的等级在电流控制器优化运行时自动确定。这种控制方法的准确度（由电机电枢电路电阻内的温度相关变化定义）大约为 5%。我们推荐当电机运行在温暖的环境下时，重复进行电流控制器优化运行，以获得较高的精确度。如果对精确度要求很高，而且不能安装编码器，且电机需要运行在电枢电压控制范围内，可以使用闭环 EMF 控制。

 

注意：在此模式下，无法进行 EMF 相关的弱磁。

可自由选择速度实际值信号

在这种模式下，任何连接器编号都可以选择作为速度实际值信号。如果速度实际值感测实现在了一个辅助技术模块上，就特别应该选择此设置。

 

在速度实际值传输给速度控制器之前，可以使用一个参数化的平滑元件（PT1 元件）和两个可调带组滤波器进行平滑。带组滤波器主要用于过滤掉由机械谐振引起的谐振频率。谐振频率和滤波器品质因数可以设置。

斜坡函数发生器

当在设定值输入上引入了一个阶跃变化时，斜坡函数发生器会采用恒定的上升率改变信号的设定值。斜坡上升时间和斜坡下降时间可以独立的进行选择。此外，斜坡函数发生器在斜坡时间开始结束时会有起始和结束舍位（加速限制）。

 

任何时候斜坡发生器都可以独立设置。

 

对于斜坡发生器倍数有三个参数可以设置；可以通过二元选择输入或串口（通过binector）进行选择。斜坡函数发生器参数可以在运行中切换。此外，通过一个连接器可以对参数组 1 的值应用倍增系数（通过一个连接器修改斜坡函数发生器数据）。在输入斜坡函数发生器倍数为 0 时，速度设定值直接从速度控制器输入。

 

速度控制器

速度控制器会对设定值和实际速度值进行对比，如果有偏差，就在电流控制器中输入一个合适电流设定值（原则：使用更低等级的电流控制器控制速度）。速度控制器被实现成了带有附加 D 组件（可以选择）的 PI 控制器。此外，可开关的下降功能可以参数化。所有的控制器参数都可以独立调整。Kp（增益）值可以根据连接器的信号（内部或外部）调整。

 

在这种情况下，速度控制器的 P 增益可以根据实际速度值、实际电流值、设定值-实际值的距离或卷筒直径调整。可以进行预控制，以便在速度控制环路上实现高动态性能。为了实现此目的，例如根据摩擦和驱动器的惯性运动，在速度控制器之后可以增加一个转矩控制信号。摩擦和惯性运动补偿使用自动优化运行来决定。

 

速度控制器的输出量可以在启用了该控制器后直接通过参数来调整。

 

根据参数化，可以将速度控制器旁路掉，并通过闭环转矩或电流控制来控制变频器。而且，还可以使用“前导/随动转换”选择功能在运行过程中在速度控制/转矩控制之间切换。该功能可以使用一个二元用户分配端子或串口选择作为二进制。转矩设定值通过可选择连接器输入，因此可以来自模拟用户可分配端子或串口。

 

在随后的驱动器状态中会激活一个限制控制器（转矩或电流控制运行）。在这种情况下，根据速度限制（可以使用参数选择），限制控制器可以干预控制，以防止驱动器以不受控的方式加速。进行干预时，驱动器速度会被限制在一个可调偏差内。

 

转矩限制

速度控制器的输出根据参数化的情况可以表达转矩设定值或者电流设定值。在转矩受控运行时，速度控制器输出使用机器通量 ϕ 进行了加权，并传输给电流限制级作为电流设定值。转矩控制主要应用在弱磁运行中，以便独立于速度限制最大电机转矩。

 

现有以下功能：

 

使用参数独立设置正向和负向转矩限制。

使用二进制作为一个可参数化转换速度的功能来转换转矩限制。

通过连接器信号自由输入转矩限制，例如通过模拟输入或串口。

最低的指定量应始终能够有效的用作实际转矩限制使用。可以在转矩限制之后增加附加转矩设定值。

 

限流功能

在使用了转矩限制之后可以调整限流以保护变频器和电机。最低的指定量应始终能够有效的用作实际限流值。

 

可以设置成以下限流值：

 

使用参数独立设置正向和反向限流值（最高电机电流设置）。

使用连接器自由输入限流值，例如从模拟输入或串口。

使用参数分别设置用于停机和快速停机的限流值。

速度相关限流：高速下自动启动限流值速度相关下降可以参数化（电机的通讯限制曲线）。

I2t 电源部分的监控：计算晶闸管的热态用于所有当前值。达到晶闸管限制温度时，装置会按照参数设置的功能做出响应，即变频器电流会下降到额定直流电流，或装置会关机并发出故障信息。该功能用于保护晶闸管。

 

电流控制器

电流控制器实现成了 PI 控制器，具有 P 增益和积分时间参数，两个参数可以独立设置。P 和 I 分量还可以停用（纯 P 控制器或纯 I 控制器）。实际电流值使用三相侧的电流互感器来感测，并通过一个负载电阻和模数转换之后的整流馈送给电流控制器。变频器相关电流的分辨率是 10 位。限流输出用于电流设定值。

 

电流控制器输出会把触发角传输给选通装置 - 预控制功能同时有效。

 

预控制

电流控制环上的预控制可以提高闭环控制的动态性能。这允许在电流控制环上有 6 到 9ms 的上升时间。预控制的有效性取决于电流设定值和电机的 EMF，确保了（对于间歇和连续电流或当转矩方向反向时）所需的触发角能够作为设定值快速的传输给选通装置。

 

自动倒车模块

与电流控制环相结合，自动倒车模块（仅适用于带有四象限驱动器的装置）可以确保改变转矩方向所需的所有运行和过程的逻辑序列。转矩方向还可以在需要通过参数停用。

 

选通装置

选通装置为与线路供电电压同步的电源部分晶闸管生成触发脉冲。同步与速度和电子器件供电无关，在电源部分感测。触发脉冲的时序由电流控制器和预控制的输出值限定。可以用参数设置触发角度限制。

 

在 45 到 65 Hz 频率范围上，选通装置会自动适应实际工频。

 

励磁电路上的闭环控制功能

EMF 控制器

EMF 控制器会对 EMF（感应电机电压）的设定值和实际值进行对比，并为励磁电流控制器输入设定值。因此，这允许弱磁控制，其取决于 EMF。

EMF 控制器的作用就像 PI 控制器；P 分量和 I 分量可以独立调整，而且控制器可以作为纯 P 控制器或纯 I 控制器运行。预控制功能与 EMF 控制器同时运行。根据速度，它会用一个自动记录的励磁特性（也称为优化运行）预控制励磁电流设定值。在 EMF 控制器之后有一个增加点，可以通过连接器、模拟输入或串口输入辅助励磁电流设定值。然后极限值就可以对励磁电流设定值生效了。在这种情况下，励磁电流设定值可以限制在最大值和最小值，这两个值可以独立设置。限制值使用参数和连接器实现。最小值对于上限，或最大值对于下限有效。

 

励磁电流控制器

励磁电流控制器是一个 PI 控制器 - 其中 Kp 及 Tn 可以独立设置它还可以作为纯 P 或纯 I 控制器运行。预控制功能与励磁电流控制器同时运行。其作为电流设定值和线路供电电压的函数计算和设置用于励磁电路的触发角度。预控制支持电流控制器，可以确保励磁电路具有适当的动态性能。

 

选通装置

选通装置为与位于励磁电路线路供电电压同步的电源部分晶闸管生成触发脉冲。同步在电源部分检测，因此与电子器件的电源无关。触发脉冲的时序由电流控制器和预控制的输出值限定。可以用参数设置触发角度限制。在 45 到 65 Hz 频率范围上，选通装置会自动适应实际线路供电电压。

 

驱动器组件之间的通讯

 

DRIVE-CLiQ

SINAMICS 组件之间的通讯使用标准的内部 SINAMICS 接口 DRIVE-CLiQ（Drive Component Link with IQ的缩写，使用 IQ 连接驱动器组件）实现。这就把控制装置与所连接的驱动器组件（例如直流变频器、终端模块等）进行了耦合。

 

DRIVE-CLiQ 可以为所有 SINAMICS 驱动器提供标准数字接口。这就使驱动器功能可以实现模块化，并因此为提高了定制解决方案的灵活性（允许电源和智能性分开处理）。

 

DRIVE-CLiQ 硬件基于工业以太网标准，使用双绞线。DRIVE-CLiQ线路可以提供发送和接收信号功能，以及 24V 供电。

 

设定值和实际值、控制命令、状态反馈信号和驱动器组件的电子额定铭牌数据都通过 DRIVE-CLiQ 传输。DRIVE-CLiQ 电缆必须使用原装的西门子电缆。由于具有特殊的传输和阻尼特性，只有这些电缆能够确保系统功能良好。

 

SINAMICS Link

SINAMICS Link 使多个控制装置（2 到 64 个）可以直接交换数据。不需要更高等级的主设备。

 

以下控制装置支持 SINAMICS Link：

 

CU320-2

高级 CUD

为了使用 SINAMICS Link，所有的控制装置都必须配备 CBE20 通讯板（选件 G20）。

 

此外，高级 CUD 还需要一块存储卡（选件 S01、S02）。通讯可以是同步（仅 CU320-2）或非同步的，也可以是两者的组合形式。每个参与的装置都可以发送和接收最多 16 个过程数据字。

 

例如，SINAMICS Link 可以用于以下应用：

 

n 个驱动器的转矩分配

n 个驱动器的设定值级联

通过物料网耦合的驱动器的负载分配

馈入装置的主/从功能

SINAMICS 装置之间的耦合

 

单相运行

对于最高 125A 和最高 575 V交流的直流变频器，该装置的功能全都完整可用，甚至在只通过两根导线供电时

这就意味着，例如在改装项目中，具有单相连接的变频器可以集成到最先进的通讯设计中（TIA），而无需对现有的机器或工厂进行任何修改。

 

该装置通过接线端 1U1 和 1W1 连接线路供电。必须提供一个单相换相电抗器或具有 4 % uk 的变压器，其只能提供所需的直流变换器。

换相电抗器和变压器应该根据电枢电路的额定电机电流选择。

 

在这个 B2 电路中，线电流等于电枢电路中的直流电流。所有其它线路侧驱动器组件都应该根据这个值确定规格。

 

此外，由于与六脉冲运行相比具有更高的电流纹波，在直流电路中必须提供一个平波电抗器。在确定平波电抗器规格时，请联络电机制造商。

 

三相变频器单相运行时的相关数据见直流转换器部分的“技术规格”章节。（与三相运行相比，额定直流电流必须考虑一个 0.7 的降额因数。）

 

冷却剂温度和安装海拔高度

额定电流降低值

SINAMICS DC MASTER 的允许冷却液温度和安装高度，以及相关的直流变频器在持续运行时的最大允许负载可以从下表中查到（负载按额定直流电流的 a % 规定）

 

额定电压下降

该装置可以运行在最高海拔 4000m 的安装高度，使用规定的额定供电电压。线路供电电压可以接受过压类别 III 的过压（相对于地）。对于安装在海拔 4000m 以上的情况，有某些情况下有必要降低供电电压，或确保能够维持在过压类别 II 内。详细信息见“操作说明”。

 

文档

技术文件包括了以下手册：

 

SINAMICS DC MASTER 直流变频器操作说明

SINAMICS DC MASTER 控制模块变频器操作说明

清单手册（参数清单和功能图）

功能手册 SINAMICS 自由函数块

变频器供货时在 DVD 光盘上提供了这些文件。作为标准语言支持德语、英语、法语、西班牙语、意大利语和俄语。也可以订购上述语言的硬拷贝文件。

 

手册包含了所有 SINAMICS DC MASTER 设备的相关数据：

 

说明

技术数据

安装说明

调试指南

维护信息

功能图

故障和报警说明

参数列表

连接器和开关量连接器列表

外形尺寸图

DVD 上的文件

产品 DVD 光盘包含了所有的操作说明，包括直流变频器以及控制模块的说明，文件为 PDF 格式的电子文件。

 

DVD 光盘还包括了关于如何应用直流驱动器的应用文件，主题例如

 

轴向绕线器

12 脉冲应用

前导-随动转换（MASTER 从站操作）

SINAMICS DC MASTER 作为励磁供电装置使用

工程使用提示

这些文件都可以继续补充和扩展。

 

 

SINAMICS DC MASTER 控制模块主要用于更新现有工厂和系统中的直流驱动器。在直流技术方面，有许多旧式的工厂和系统不能连接到现代化的自动化系统上。

 

当这类工厂和系统需要更新或升级时，电机、机械系统和电源部分都可以保留，只需要用控制模块更换闭环控制部分。这样一来，就可以获得价格极其有利的先进直流驱动器并配有功能全面、成熟的全数字 SINAMICS DC MASTER 系列装置。

 

新系统可以使用简单的参数化适应现有组件的组态。

 

SINAMICS DC MASTER 控制模块包含用于励磁供电的电源部分，额定电流 40A。

Design

 

SINAMICS DC MASTER 控制模块以其紧凑的结构和节省空间的设计而与众不同。在这种紧凑式设计中，所有的独立组件都可以轻松接近，这就提供了高等级的维护友好性。

 

为了能够最优化的安装在工厂和系统中，SINAMICS DC MASTER 控制模块可以在深度方向上拆分开。此外，用于生成和分配触发脉冲以及进行熔断器监视和电压感测的 PC 板也可以实现成安装到装置之外靠近电源部分的地方。

 

另外，在使用 STARTER 对驱动系统进行试运行时，显示所需的调整、设置和测量值可以使用基本操作面板 BOP20 或高级操作面板 AOP30 实现。

 

AOP30 为测量安装在电力机柜上的设备提供价格有利的替代方案。

 

励磁从单相半控桥电路 B2HZ 提供。励磁电源部分使用电气绝缘的晶闸管模块实现，这意味着散热片是悬浮的。

 

 

 

工程信息

动态过载能力

并联

12 脉冲运行

高感应供电

冷凝保护

脉冲转速计计算电子装置的特性值

符合 EMC 的驱动器的安装说明

谐波

 

确定动态过载能力

功能概述

 

允许在运行时超过装置额定铭牌上指定的额定直流（最大允许连续直流电流）。但是超过的程度和持续时间要受到特定的限制，这在下面进行详细说明。

 

过载电流的绝对上限是 1.8 倍的额定直流电流。最高过载持续时间取决于过载电流的时间特性，以及该装置的过载历史，还取决于具体的设备情况。

 

每次过载都必定跟随有欠载（过载相的负载电流小于额定直流电流）。一旦达到最高允许过载持续时间，负载电流必须返回到至少绝对值 ≤ 额定直流电流。

 

通过对电源部分进行热监视可以确定动态过载持续时间（I2t 监视）。I2t 监视使用实际负载电流的时间特性计算环境温度以上晶闸管损耗层温度上升的替代值的时间特性。在这种情况下，要把具体的设备特性（例如热阻和时间常数）加入到计算中。当转换器打开时，计算过程从初始值开始，该初始值在关断/线路供电故障之前确定。在设置参数时必须把环境条件（环境温度和安装高度）考虑进来。

 

计算获得的替代消耗层温度上升超过允许值时，I2t监视会发出响应。作为响应，有两种选择可以被参数化：

 

电枢电流设置值下降到额定直流电流报警，或

设备关机故障

可以禁用 I2t 监视功能。在这种情况下，电枢电流最高限制为额定直流电流。

 

动态过载能力的组态

 

组态单包含以下信息：

 

最长负载持续时间tan从低温电源部分和指定恒定负载时算起，

最长零电流间隔tab（最长冷却时间）直到电源部分达到“低温”热状态，以及

极限特性的磁场，用于确定热稳定、过载间歇运行期间的过载能力（周期性工作循环）

备注：如果计算获得的替代损耗层温度上升不超过最高允许值的 5%，则认为电源部分处于“低温”状态。该状态可以使用二进制可分配输出查询。

 

带过载间歇运行时具有极限特性的磁场结构

具有极限特性的磁场是指具有总持续时间 300s 的间歇过载运行的负载循环。这种负载循环包括两个时间部分——基本负载持续时间（电枢电流实际值 ≤ 额定直流电流）和过载持续时间（电枢电流实际值 ≥ 额定直流电流）。

 

每个极限特性会把一个特定装置的最大基本负载电流表示成针对最小负载持续时间（极限基本负载电流）的过载系数（极限基本负载电流，按额定直流电流的 a% 计算）。对于负载循环的剩余持续时间，最大允许过载电流通过过载系数确定。如果对于所需的过载系数没有指定极限特性，则要遵守针对下一个最高过载系数的极限特性。

 

极限特性的励磁对于 300s 负载循环有效。使用基本计算算法，负载循环可以长于或短于 300s 的负载循环持续时间组态。现在使用两个基本任务显示。

 

基本任务1 和 2 的特性举例

 

基本任务 1

 

已知：

装置、循环持续时间、过载系数、过载持续时间

求：

（最小）基本负载持续时间和最大基本负载电流

解决方案：

 

 

周期持续时间

 

 

 

< 300 s

 

≥ 300 s

 

1. 确定特性曲线

 

选择针对具体装置和具体的过载系数的极限特性

 

2. 过载持续时间300 =

 

300 s/循环持续时间 × 过载持续时间

 

过载持续时间300

 

3. 基本负载持续时间300 =

 

300 s - 过载持续时间300

 

4. 基本负载持续时间300 < 基本负载持续时间300，针对最大基本负载电流= 0

 

是:所需的负载循环不能组态。

否:从极限特性读取针对负载持续时间300最大基本负载电流

 

5. 确定基本负载电流的百分比

 

从图中读取基本负载电流的百分比

 

 

 

基本任务 1 举例

 

已知：

30A 的装置

循环持续时间 113.2 s

过载系数 1.45

过载持续时间 20 s

求：

（最小）基本负载持续时间

最大基本负载电流

解决方案：

一部 30A 装置的极限特性

过载系数 1.5

过载持续时间300= 300 s/113.2 s × 20 s = 53 s →

最大基本负载电流=44 % Irated = 13.2 A

基本任务 2

 

已知：

装置、循环持续时间、过载系数、基本负载电流

求：

最大过载持续时间，最小基本负载持续时间

 

解决方案：

 

 

周期持续时间

 

 

 

 

< 300 s

 

≥ 300 s

 

1. 确定特性曲线

 

选择针对具体装置和具体的过载系数的极限特性

 

2. 最大过载持续时间=

 

（循环持续时间/300 s）× 过载持续时间300

 

300 s - 基本负载持续时间300

 

3. 最小基本负载持续时间 =

 

循环持续时间 - 最大过载持续时间

 

循环持续时间 - 最大过载持续时间

 

 

 

基本任务 2 举例

 

已知：

30A 的装置

循环持续时间 140 s

过载系数 1.15

基本负载电流 = 0.6 × Irated = 18 A

求：

最大过载持续时间

最小基本负载持续时间

解决方案：

一部 30A 装置的极限特性

过载系数 1.2

基本负载电流 = 60 % Irated →

过载持续时间300 = 127 s

最大过载持续时间 = 140 s/300 s × 127 s = 59 s

最小基本负载持续时间 = 140 s - 59 s = 81 s

基本负载持续时间300 =针对 300s 循环持续时间（300s 过载持续时间）的最小基本负载持续时间

 

过在持续时间300 =针对 300s 循环持续时间的最大过载持续时间

 

SINAMICS DC MASTER 装置的并联

SINAMICS DC MASTER 装置可以通过并联来增加额定功率。必须满足一下辅助条件：

 

在 CUD 上配备传输触发脉冲以及建立更高等级通讯所需的硬件和插头。

 

最多可以并联 6 部设备。多部装置并联时，主装置应该放置在中间，以便信号连接方便。主从装置之间从总线到总线的最长并联接口线长度：15 m。

 

同样，每部SINAMICS DC MASTER 装置需要独立的换相电抗器（uK 最小 2 %），以便平均分配电流。电抗器公差差异决定的电流分配。对于无降级（电流下降）运行，推荐公差 5% 或更好。

 

只允许具有相同额定直流电流的装置并联。

装置并联时，允许的输出电流为（维持辅助条件时）：

 

Imax = n × IN(SINAMICS DC MASTER)

 

n = SINAMICS DC MASTER 装置的数量

 

冗余运行（“（n+m）运行”模式）

SINAMICS DC MASTER 装置还可以用在冗余配置中，作为特殊的并联运行模式。在此运行模式下，如果一台装置故障（例如电源部分的保险烧断），其他 SINAMICS DC MASTER 装置可以维持运行。正确组态好和互联好之后，电枢电路和励磁电路都可以冗余运行。

 

当一个装置故障时，其他SINAMICS DC MASTER 装置还可以正常运行、持续工作不会中断。在组态系统时，需要特别注意在冗余应用中，只须满足 n 个装置的额定功率（而不是 n+m 个装置）。

 

在发生故障时，主装置的功能会自动转移。这样一来，无论是主装置的电源部分故障还是从装置的电源部分故障，系统都会继续运行。（可以根据要求提供冗余运行时的 MTBF 数据。）

 

(1) 需要相同的 1U1/1V1/1W1 相序。

 

(2) 需要相同的 1C1/1D1 相序。

 

(3) 装置使用（8 针）屏蔽跳线（UTP CAT5 型，符合ANSI/EIA/TIA 568 标准）连接，与 PC 网络技术中使用的网线相同。可以直接从西门子购买标准的 5m 长线电缆（订货号：6RY1707-0AA08）。n 个装置并联需要 (n-1) 条电缆。必须激活连接在总线首端和末端所连接的装置/设备上的总线终端。

 

(4) 这些熔断器只能用在 850A 及以下的设备上。

 

(5) 只适用于 850A 及以下四象限运行的装置。