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上海腾桦电气设备有限公司
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Monitor V6.2带3个客户机
优势
通过将 S7-1200 连接到移动无线网络,可将控制器转变为通用型远程控制站(RTU - 远程终端)。
-
因为可以使用现有的移动无线网络,无需很高的网络基础设施成本就可实现数据连接
-
机器维护,无需至终端客户的 IT 网络的复杂集成
-
集中管理远程自动化解决方案,从而降低维护与运输成本
CP 1242-7 经过专门设计,满足自动化解决方案中远程控制系统的要求:
-
能够可靠连接到控制中心并对数据进行缓冲,从而避免数据丢失
-
使用 STEP 7 直接进行组态,调试十分快速
应用
-
可在很广地理区域范围内进行数据交换并实现自动化解决方案的集中数据监视
-
针对没有固定位置的移动式机器/车辆建立性或临时性通信链路
-
以符合 IT 信息安全要求的方式从全球远程访问终端用户的机器设备
-
无需网络基础设施即可连接难于访问的外部站点
众多不同领域中都可实现这种应用:
-
水/污水处理厂 - 泵/阀门控制器
-
交通与运输 - 交通信号灯控制、照明控制
-
电力工程 - 变电站的监视、量表读数
-
机械工程 - 对全球范围内使用的机器设备进行集中远程维护
-
风能 - 风力涡轮机的状况监视
-
自动售货机厂商 - 饮料自动售货机的监视与控制
设计
CP 1242-7 提供了 S7-1200 系统设计的所有优点:
-
坚固耐用的紧凑型塑料外壳
-
易于接触的连接和诊断元件,用前挡板保护
-
可拆卸的连接端子
-
可简便安装到 S7-1200 的安装导轨上
-
3 针插入式端子排,用于连接外部 24 V DC 电源
-
用于 GSM/GPRS 天线的 SMA 接线
CP 1242-7 可插到 S7-1200 左侧的系统接口中。电源由该模块顶部的一个 3 针端子排提供。天线插孔和 SIM 卡插槽位于模块底部,通过下面的前盖加以保护。
功能
与“Telecontrol Server Basic”软件结合使用,CP 1242-7 可成为一个基于移动无线通信的远程控制系统。
可连续(或根据需要)将外部站连接到控制中心。一个上位控制中心系统可通过 OPC 与所有站交换数据。 一个装有 STEP 7 的 PC 可通过控制中心连接到任何站以进行维护。
采用 CP 1242-7 实现 GSM/GPRS 通信 / 通过 SMS 实现报警
操作模式
CP 1242-7 可用于两种操作方式:
远程控制器
在这种模式下,通过中央远程控制器处理控制中心与其他远程控制站之间的通讯。 将 CP 1242-7 连接到远程控制器。 “Telecontrol Server Basic”软件将数据转发至控制站或其他远程控制站并对其进行监控。
GPRS Direct
在这种模式下,CP 1242-7 直接与控制中心或其他远程控制站通讯。 与远程控制模式相比,该模式不需要远程控制器或附加软件。如果确保使用的地址可以达到站的通讯伙伴,则可以选择这种模式。为了确保符合该条件,在正常情况下,必须使用经常被称为机器对机器 (M2M) 的特殊网络运营商。
组态
使用 STEP 7 组态所有必需的信息(供应商数据、访问权限、操作模式)。 组态 CP 1242-7 需要 STEP 7 Basic V11 或更高版本。
也可以在运行时中重新组态数据。为此,提供有一个专门的库功能。
数据缓存
通过数据缓冲桥接移动无线网络中短时间的连接失败。在连接恢复后,将缓冲的数据打上时间戳并发送。
时间同步
可以根据操作模式设置 CP 1242-7 的时间同步机制。
如果在控制中心中使用远程控制器,控制中心将时间转发至所有分站。 如果没有使用 Telecontrol Server Basic,则可以通过 NTP 器执行同步。
CPU 程序可以使用该时间来设置站的内部时间。
功能库
以下功能的功能库可用于 CP 1242-7:
-
数据交换:发送和接收功能能够实现与其他站或控制中心的数据交换。
-
发送/接收文本消息
-
组态:在借助功能块的操作过程中,可以执行重新组态
诊断/远程维护
在 STEP 7 中,可以建立通过 GPRS/因特网至远程 S7-1200 站(带 CP 1242-7)的在线连接。连接建立后,用于远程维护(下载、诊断)的全部常见在线功能都可以使用。
概述
-
数字量输入和输出(DI 和 DQ)在外形尺寸上与标准模块相当。
-
功能安全性按照 IEC 61158 进行了认证。
-
适合安全等级高达 SIL 3(根据 IEC 62061)和 PL(根据 ISO 13849)的应用。
-
无缝嵌入到 Safety Integrated 设计中
-
调试期间,可借助于有关模块的中央背板总线上插槽的性标识,从系统自动分配 F 地址。无需使用模块上的 DIP 开关进行设置。
-
更换模块时自动传输 F 地址,无需重新分配。
全集成自动化 (TIA)
安全技术 (Safety Integrated) 是全集成自动化的组件,它将安全自动化与标准自动化进行全面集成。
当今,标准自动化(传统的 PLC)和安全自动化(机电结构)仍彼此分开的,这两种自动化正合并为一个统一的集成系统。西门子是自动化技术领域中的全面供应商,可将安全技术融入标准自动化系统中,并进行系统范围内的集成。
通过将 S7-1200 连接到移动无线网络,可将控制器转变为通用型远程控制站(RTU - 远程终端)。
- 因为可以使用现有的移动无线网络,无需很高的网络基础设施成本就可实现数据连接
- 机器维护,无需至终端客户的 IT 网络的复杂集成
- 集中管理远程自动化解决方案,从而降低维护与运输成本
CP 1242-7 经过专门设计,满足自动化解决方案中远程控制系统的要求:
- 能够可靠连接到控制中心并对数据进行缓冲,从而避免数据丢失
- 使用 STEP 7 直接进行组态,调试十分快速
- 可在很广地理区域范围内进行数据交换并实现自动化解决方案的集中数据监视
- 针对没有固定位置的移动式机器/车辆建立性或临时性通信链路
- 以符合 IT 信息安全要求的方式从全球远程访问终端用户的机器设备
- 无需网络基础设施即可连接难于访问的外部站点
众多不同领域中都可实现这种应用:
- 水/污水处理厂 - 泵/阀门控制器
- 交通与运输 - 交通信号灯控制、照明控制
- 电力工程 - 变电站的监视、量表读数
- 机械工程 - 对全球范围内使用的机器设备进行集中远程维护
- 风能 - 风力涡轮机的状况监视
- 自动售货机厂商 - 饮料自动售货机的监视与控制
CP 1242-7 提供了 S7-1200 系统设计的所有优点:
- 坚固耐用的紧凑型塑料外壳
- 易于接触的连接和诊断元件,用前挡板保护
- 可拆卸的连接端子
- 可简便安装到 S7-1200 的安装导轨上
- 3 针插入式端子排,用于连接外部 24 V DC 电源
- 用于 GSM/GPRS 天线的 SMA 接线
CP 1242-7 可插到 S7-1200 左侧的系统接口中。电源由该模块顶部的一个 3 针端子排提供。天线插孔和 SIM 卡插槽位于模块底部,通过下面的前盖加以保护。
与“Telecontrol Server Basic”软件结合使用,CP 1242-7 可成为一个基于移动无线通信的远程控制系统。
可连续(或根据需要)将外部站连接到控制中心。一个上位控制中心系统可通过 OPC 与所有站交换数据。 一个装有 STEP 7 的 PC 可通过控制中心连接到任何站以进行维护。
采用 CP 1242-7 实现 GSM/GPRS 通信 / 通过 SMS 实现报警
操作模式
CP 1242-7 可用于两种操作方式:
远程控制器
在这种模式下,通过中央远程控制器处理控制中心与其他远程控制站之间的通讯。 将 CP 1242-7 连接到远程控制器。 “Telecontrol Server Basic”软件将数据转发至控制站或其他远程控制站并对其进行监控。
GPRS Direct
在这种模式下,CP 1242-7 直接与控制中心或其他远程控制站通讯。 与远程控制模式相比,该模式不需要远程控制器或附加软件。如果确保使用的地址可以达到站的通讯伙伴,则可以选择这种模式。为了确保符合该条件,在正常情况下,必须使用经常被称为机器对机器 (M2M) 的特殊网络运营商。
组态
使用 STEP 7 组态所有必需的信息(供应商数据、访问权限、操作模式)。 组态 CP 1242-7 需要 STEP 7 Basic V11 或更高版本。
也可以在运行时中重新组态数据。为此,提供有一个专门的库功能。
数据缓存
通过数据缓冲桥接移动无线网络中短时间的连接失败。在连接恢复后,将缓冲的数据打上时间戳并发送。
时间同步
可以根据操作模式设置 CP 1242-7 的时间同步机制。
如果在控制中心中使用远程控制器,控制中心将时间转发至所有分站。 如果没有使用 Telecontrol Server Basic,则可以通过 NTP 器执行同步。
CPU 程序可以使用该时间来设置站的内部时间。
功能库
以下功能的功能库可用于 CP 1242-7:
- 数据交换:发送和接收功能能够实现与其他站或控制中心的数据交换。
- 发送/接收文本消息
- 组态:在借助功能块的操作过程中,可以执行重新组态
诊断/远程维护
在 STEP 7 中,可以建立通过 GPRS/因特网至远程 S7-1200 站(带 CP 1242-7)的在线连接。连接建立后,用于远程维护(下载、诊断)的全部常见在线功能都可以使用。
- 数字量输入和输出(DI 和 DQ)在外形尺寸上与标准模块相当。
- 功能安全性按照 IEC 61158 进行了认证。
- 适合安全等级高达 SIL 3(根据 IEC 62061)和 PL(根据 ISO 13849)的应用。
- 无缝嵌入到 Safety Integrated 设计中
- 调试期间,可借助于有关模块的中央背板总线上插槽的性标识,从系统自动分配 F 地址。无需使用模块上的 DIP 开关进行设置。
- 更换模块时自动传输 F 地址,无需重新分配。
全集成自动化 (TIA)
安全技术 (Safety Integrated) 是全集成自动化的组件,它将安全自动化与标准自动化进行全面集成。
当今,标准自动化(传统的 PLC)和安全自动化(机电结构)仍彼此分开的,这两种自动化正合并为一个统一的集成系统。西门子是自动化技术领域中的全面供应商,可将安全技术融入标准自动化系统中,并进行系统范围内的集成。

概述
框架规格 FSA 的电源滤波器
通过使用下面所示的 B 级进线滤波器,可使用不带集成滤波器的 230 V SINAMICS V20 变频器以及一根 5 m 屏蔽输出电缆来实现 EN 61800-3 类别 C1。请注意,框架型号 FSB 和 FSC 的 230 V 滤波变频器可在使用 25 m 屏蔽输出电缆但不使用外部滤波器的情况下达到 EN 61800-3 类别 C2。
通过使用下面所示的 B 级进线滤波器,可使用带或不带集成滤波器的 400 V SINAMICS V20 变频器以及一根 25 m 屏蔽输出电缆来实现 EN 61800-3 类别 C2。
属于两个全面的驱动技术系列
SINAMICS V90 是 SINAMICS 变频器系列中的新成员,而 SIMOTICS S-1FL6 是 SIMOTICS 电机系列中的新成员。它们一起构成了一个经过的伺服驱动系统,用于定位以及转速和转矩控制。由于具有的设计,该系统可确保方便而经济高效地实现较高伺服性能,并且十分坚固耐用。
SINAMICS 和 SIMOTICS 产品西门子驱动技术集团的产品。基于全集成驱动系统的驱动技术,可确保在各种自动化环境及整个生命周期内,实现高生产率、高能源效率和高可靠性。
SINAMICS 产品系列提供了适合所有应用的佳变频器。所有变频器均可通过相同的标准化方式进行组态、参数化设置、调试和操作。
- SINAMICS 系列可满足任何驱动应用的要求
- 额定功率范围广:0.12 kW ~ 120 MW
- 提供有低压型、中压型和直流型
- 使用公共的硬件和软件平台来提供标准功能。
- 具有高度的灵活性和组合性
SIMOTICS 电机提供了适合任何应用的理想解决方案。这些电机是世界上品种为丰富的电机。
SIMOTICS 代表着:
- 西门子在楼宇用电机领域内的 125 年经验
- 所有领域、地区内以及所有性能等级上的佳解决方案
- 拥有高质量和可靠性的创新电机技术
- 极高的动态性能、精度和效率,极为紧凑的结构
适用于所有应用的整个电机系列包括:
- SIMOTICS 低压电机 – 效率高达 1250 kW
- SIMOTICS 运动控制电机 – 极高的动态性能与精度
- SIMOTICS 直流电机 – 直流电机的先锋
- SIMOTICS 高压电机 – 高效率与可靠性
-
易于使用
简易调谐,快速调试
-
方便的伺服调谐和机器
使用自动调谐功能和机器共振自动抑制功能,系统可得到自动。
简便的即插即用,无需伺服方面的深入知识。 -
使用 SINAMICS V-ASSISTANT 组态工具方便地进行组态
图形画面引导用户完成应用程序参数的设置;直观的变频器和电机状态检查;集成跟踪与测量功能。
SINAMICS V-ASSISTANT 让调试和诊断变得快速而方便。 -
简便连接到控制系统
双通道脉冲串用于位置设定值,一个通道仅用于 5 V 差分信号(RS422 标准),一个通道用于 24 V 单端信号。
使用标准接口,可方便地将变频器与 PLC 和运动控制器耦合。 - 系统经过,使用方便
- 电机侧有可旋转的连接器
- 编码器和制动器连接器具有快速松脱耦合接头(卡口式锁)
- 带编码的连接器可防止极性反接
- 方便的电缆选型与订货系统
-
参数复制
SINAMICS V90 伺服驱动器具有一个标准 SD 卡插槽,通过 SD 卡,可方便地在驱动装置之间传输参数设置。
高效调试系列机器。
可靠运行
设计坚固,性能可靠
- 可在恶劣环境条件下运行
- 电压范围更宽:380 V - 480 V,-15 % / +10 %
- 带涂层的 PCB 提高了驱动器的耐用性,适合在恶劣环境条件下使用
- 电机配有优质轴承
- 电机保护程度较高
- SIMOTICS S-1FL6 电机标配 IP65 防护等级(包括电机侧连接器)
- 轴端采用标准油封
- 优质金属电机连接器
-
集成安全功能 STO(安全转矩关闭)
STO(安全转矩关闭)功能是所有 SINAMICS V90 伺服驱动器的标准功能。 此功能可防止电机意外转动,符合安全标准 SIL 2 (EN 618005-2)。无需使用额外组件,即可实现此安全功能。
功能
经济实用 – 众多集成功能可用来降低机器成本
集成的控制模式
SINAMICS V90 驱动器具有各种集成控制模式,满足广泛应用的要求:
-
脉冲串输入位置控制模式 (PTI)
-
内部位置控制模式 (IPos)
-
速度控制模式
-
转矩控制
集成的定位功能
-
可以输入位置、速度和加速度设定值
-
集成参考功能
-
前馈和反馈或者将用于选择位置的数字量输入进行组合
-
来自外部数字量输入的定位步使能信号
-
及相对定位。
可使用 PLC 实现点到点定位,无需定位功能。
适用于所有框架规格的集成式制动电阻器
-
所有框架规格都集成有制动电阻器,用于耗散高速制动时的再生功率。
-
大多数应用无需使用额外制动电阻器就能实现。
集成抱闸开关
-
集成抱闸开关 – 如果使用带有抱闸的电机,则可将抱闸直接连接到驱动器。
-
无需使用外部继电器,就可连接抱闸。
的伺服性能 – 快速,平稳,定位精确
自动调谐
自动控制回路参数。可以在调试系统时以及在运行中切换负载时使用此功能。这样,广泛应用中的机器设备就可以实现高动态性能和平稳运行。
自动抑制机器共振
激活此功能后,变频器会识别机械共振频率并使用滤波器自动抑制这些频率。运行期间的振动和噪音降低。
这样就能确保机器具有较高动态响应,同时振动减小。
1 MHz 脉冲串设定值和 20 位编码器分辨率
-
命令脉冲串输入的工作频率高达 1 MHz
-
值编码器,20 位分辨率
-
定位精度高,转速波纹低
的系统性能
在保持系统平稳运行的同时,可实现快速加速和制动,确保较高的机器生产力。
-
变频器和电机具有 300 % 过载能力
-
电机扭矩波动小
-
电机和变频器完美相互协调
经济实用 – 众多集成功能可用来降低机器成本
集成的控制模式
SINAMICS V90 驱动器具有各种集成控制模式,满足广泛应用的要求:
- 脉冲串输入位置控制模式 (PTI)
- 内部位置控制模式 (IPos)
- 速度控制模式
-
转矩控制
集成的定位功能
- 可以输入位置、速度和加速度设定值
- 集成参考功能
- 前馈和反馈或者将用于选择位置的数字量输入进行组合
- 来自外部数字量输入的定位步使能信号
- 及相对定位。
可使用 PLC 实现点到点定位,无需定位功能。
适用于所有框架规格的集成式制动电阻器
- 所有框架规格都集成有制动电阻器,用于耗散高速制动时的再生功率。
-
大多数应用无需使用额外制动电阻器就能实现。
集成抱闸开关
- 集成抱闸开关 – 如果使用带有抱闸的电机,则可将抱闸直接连接到驱动器。
-
无需使用外部继电器,就可连接抱闸。
的伺服性能 – 快速,平稳,定位精确
自动调谐
自动控制回路参数。可以在调试系统时以及在运行中切换负载时使用此功能。这样,广泛应用中的机器设备就可以实现高动态性能和平稳运行。
自动抑制机器共振
激活此功能后,变频器会识别机械共振频率并使用滤波器自动抑制这些频率。运行期间的振动和噪音降低。
这样就能确保机器具有较高动态响应,同时振动减小。
1 MHz 脉冲串设定值和 20 位编码器分辨率
- 命令脉冲串输入的工作频率高达 1 MHz
- 值编码器,20 位分辨率
-
定位精度高,转速波纹低
的系统性能
在保持系统平稳运行的同时,可实现快速加速和制动,确保较高的机器生产力。
- 变频器和电机具有 300 % 过载能力
- 电机扭矩波动小
- 电机和变频器完美相互协调
集成
系统一览
功能
-
块保护:
通过密码保护用户程序,未经授权无法访问。
-
集成 HMI :
对于 HMI 设备,用户只需指定数据源和数据目标。数据将由程序自动循环传输。
-
集成通信功能:
-
编程器/OP 通信
-
全局数据通信
-
S7 基本通信
-
S7 通信
-
通过网络更新固件
-
通过 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 进行开放式通信
-
在基于组件的自动化中实现分布式智能系统 (PROFINET)
-
通过集成的 web 器获得附加诊断功能
可参数化的特性
可使用 STEP 7 工具“Hardware Configuration”对 S7-400(包括 CPU)的性能和响应进行编程,如:
-
MPI 多点接口:
-
定义站地址。
-
启动/循环行为。
-
定义大循环时间和通信负荷。
-
地址分配:
I/O 模块的编址。
-
保持区域:
定义具有保持特性的位存储器、计数器、定时器、数据块和时钟存储器的数量。
-
过程映像,局部数据的大小。
-
诊断缓存区的长度。
-
保护等级:
定义程序和数据访问授权。
-
系统诊断:
定义诊断报文的处理及范围。
-
循环中断:
设定周期。
-
PROFINET 接口
-
通过 NTP 协议对时间同步进行参数化
显示功能与信息功能
-
状态和故障指示灯:
LED 可指示出内部和外部故障和运行状态,如 RUN(运行)、STOP(停止)、调试和测试功能等。
-
测试功能:
可使用编程设备显示程序执行中的信号状态,不考虑用户程序而修改过程变量,输出堆栈存储器的内容,运行各个程序步骤,并禁用程序组件。
-
信息功能:
用户可获取有关 CPU 的存储器容量和运行模式以及 RAM 和装载存储器的当前利用率方面的信息。
通信
中央控制器与故障安全 ET 200 模块之间的安全通信和标准通信是通过 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 完成的。通过特别开发的 PROFIBUS profile PROFIsafe,可以在标准数据报文中传输带有安全功能的用户数据。无需其它硬件组件(例如专用安全总线)。必要的软件已经或者作为扩展集成在硬件组件之中,或者作为认证软件块重载至CPU内。
操作模式
F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信号模块中。
信号模块采用差异分析方法和测试信号注入技术实现输出和输入信号的监控。
借助周期性自检、指令检测、程序逻辑检测和程序顺序流检测等方法,CPU可以检测控制器是否工作正常。此外,通过“活跃标志(sign-of-life)”请求,还可以对I/O进行检测。
若判定系统中存在故障,则将该系统切换至安全状态。
CPU 414F-3 PN/DP 的运行不需要 F 运行版授权。
编程
CPU 414F-3 PN/DP 的编程方法与 SIMATIC S7 系统的编程方法相同. 使用现场实证过的编程工具,例如STEP 7,创建用于非故障安全工厂区段的用户程序。
选件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)
STEP 7 选件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于对与安全型程序段进行编程。选件包中包括所有用来创建 F 程序的所有功能和块。
具有安全功能的 F 程序以 F_FBD 或 F-LAD 方式进行连接,或利用 F 功能库中的特殊功能数据块进行连接。使用 F FBD 或 F LAD 可提供跨系统的统一表示,因而简化系统的组态和编程以及验收测试。无需借助额外的功具,程序员就可以完全专注于编制安全相关的应用程序。
-
用于 S7-400H 和 S7-400F/FH 的 CPU
-
可在 S7-400H 容错自动化系统中使用
-
可通过 F 运行版授权作为具有 F 功能的 CPU 在 S7-400F/FH 安全相关系统中使用
-
组合了 MPI/PROFIBUS DP-主接口,
-
带有 2 个用于同步模块的连接插槽
CPU 412-5H 拥有:
-
功能强大的处理器:
CPU 处理每条二进制指令的时间小于 31.25 ns。
-
1 MB RAM(512 KB 用于程序,512 KB 用于数据);
装载存储器用于存储 S7-400H F/FH 自动化系统的用户程序和参数设置数据;高速 RAM 用于用户程序的顺控相关部分
-
存储卡:
用于扩展内置装载存储器。除程序本身之外,装载存储器中所含的信息还包括 S7-400H F/FH 的组态数据,这就是要在存储器中占据双倍空间的原因。其结果是:
-
内置的装载存储器不能满足大程序量的要求,因此需要存储卡。
提供有 RAM 和 FEPROM 卡(FEPROM 用于在断开电源时保存数据)。
-
灵活的扩展选件:
多达 131,072 点数字量和 81,932 点模拟量输入/输出。
-
组合 MPI/PROFIBUS DP 接口:
MPI 可用来建立一个 32 个节点的简单网络,数据传输速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以与通信总线(C 总线)上的节点和 MPI 上的节点建立多 64 个连接。
PROFIBUS-DP主站接口能够被用来建立一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。对用户来说,分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理(相同的组态、编址和编程)。
-
PROFIBUS DP 接口:
通过 PROFIBUS DP 接口,可以实现冗余、分布式自动化组态,从而提高了速度,便于使用。对用户来说,分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理(相同的组态、编址和编程)。
-
PROFINET 接口,带 2 个端口(交换机):
支持系统冗余和 MRP(介质冗余协议)
-
模式选择开关:
拨动开关设计。
-
诊断缓冲区:
后的 120 个报警和中断事件保存在一个环形缓冲区中,用于进行诊断。
-
实时时钟:
CPU 提供带日期和时间的诊断报告。
-
-
块保护:
通过密码保护用户程序,未经授权无法访问。 -
集成 HMI :
对于 HMI 设备,用户只需指定数据源和数据目标。数据将由程序自动循环传输。 -
集成通信功能:
- 编程器/OP 通信
- 全局数据通信
- S7 基本通信
- S7 通信
- 通过网络更新固件
- 通过 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 进行开放式通信
- 在基于组件的自动化中实现分布式智能系统 (PROFINET)
- 通过集成的 web 器获得附加诊断功能
可参数化的特性
可使用 STEP 7 工具“Hardware Configuration”对 S7-400(包括 CPU)的性能和响应进行编程,如:
-
MPI 多点接口:
- 定义站地址。
- 启动/循环行为。
- 定义大循环时间和通信负荷。
-
地址分配:
I/O 模块的编址。 -
保持区域:
定义具有保持特性的位存储器、计数器、定时器、数据块和时钟存储器的数量。 - 过程映像,局部数据的大小。
- 诊断缓存区的长度。
-
保护等级:
定义程序和数据访问授权。 -
系统诊断:
定义诊断报文的处理及范围。 -
循环中断:
设定周期。 - PROFINET 接口
- 通过 NTP 协议对时间同步进行参数化
显示功能与信息功能
-
状态和故障指示灯:
LED 可指示出内部和外部故障和运行状态,如 RUN(运行)、STOP(停止)、调试和测试功能等。 -
测试功能:
可使用编程设备显示程序执行中的信号状态,不考虑用户程序而修改过程变量,输出堆栈存储器的内容,运行各个程序步骤,并禁用程序组件。 -
信息功能:
用户可获取有关 CPU 的存储器容量和运行模式以及 RAM 和装载存储器的当前利用率方面的信息。
通信
中央控制器与故障安全 ET 200 模块之间的安全通信和标准通信是通过 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 完成的。通过特别开发的 PROFIBUS profile PROFIsafe,可以在标准数据报文中传输带有安全功能的用户数据。无需其它硬件组件(例如专用安全总线)。必要的软件已经或者作为扩展集成在硬件组件之中,或者作为认证软件块重载至CPU内。
操作模式
F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信号模块中。
信号模块采用差异分析方法和测试信号注入技术实现输出和输入信号的监控。
借助周期性自检、指令检测、程序逻辑检测和程序顺序流检测等方法,CPU可以检测控制器是否工作正常。此外,通过“活跃标志(sign-of-life)”请求,还可以对I/O进行检测。
若判定系统中存在故障,则将该系统切换至安全状态。
CPU 414F-3 PN/DP 的运行不需要 F 运行版授权。
编程
CPU 414F-3 PN/DP 的编程方法与 SIMATIC S7 系统的编程方法相同. 使用现场实证过的编程工具,例如STEP 7,创建用于非故障安全工厂区段的用户程序。
选件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)
STEP 7 选件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于对与安全型程序段进行编程。选件包中包括所有用来创建 F 程序的所有功能和块。
具有安全功能的 F 程序以 F_FBD 或 F-LAD 方式进行连接,或利用 F 功能库中的特殊功能数据块进行连接。使用 F FBD 或 F LAD 可提供跨系统的统一表示,因而简化系统的组态和编程以及验收测试。无需借助额外的功具,程序员就可以完全专注于编制安全相关的应用程序。
CPU 412-5H 拥有:
-
功能强大的处理器:
CPU 处理每条二进制指令的时间小于 31.25 ns。 -
1 MB RAM(512 KB 用于程序,512 KB 用于数据);
装载存储器用于存储 S7-400H F/FH 自动化系统的用户程序和参数设置数据;高速 RAM 用于用户程序的顺控相关部分 -
存储卡:
用于扩展内置装载存储器。除程序本身之外,装载存储器中所含的信息还包括 S7-400H F/FH 的组态数据,这就是要在存储器中占据双倍空间的原因。其结果是:-
内置的装载存储器不能满足大程序量的要求,因此需要存储卡。
提供有 RAM 和 FEPROM 卡(FEPROM 用于在断开电源时保存数据)。
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内置的装载存储器不能满足大程序量的要求,因此需要存储卡。
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灵活的扩展选件:
多达 131,072 点数字量和 81,932 点模拟量输入/输出。 -
组合 MPI/PROFIBUS DP 接口:
MPI 可用来建立一个 32 个节点的简单网络,数据传输速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以与通信总线(C 总线)上的节点和 MPI 上的节点建立多 64 个连接。
PROFIBUS-DP主站接口能够被用来建立一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。对用户来说,分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理(相同的组态、编址和编程)。 -
PROFIBUS DP 接口:
通过 PROFIBUS DP 接口,可以实现冗余、分布式自动化组态,从而提高了速度,便于使用。对用户来说,分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理(相同的组态、编址和编程)。 -
PROFINET 接口,带 2 个端口(交换机):
支持系统冗余和 MRP(介质冗余协议) -
模式选择开关:
拨动开关设计。 -
诊断缓冲区:
后的 120 个报警和中断事件保存在一个环形缓冲区中,用于进行诊断。 -
实时时钟:
CPU 提供带日期和时间的诊断报告。
概述
用于 12 脉冲运行的 SINAMICS DC MASTER
对于 12 脉冲运行的情况,两部 SINAMICS DC MASTER 转换器提供 30 度偏移的电压。该组态会降低谐波。每部 SINAMICS DC MASTER 传输总电流的一半。其中一部 SINAMICS DC MASTER 装置使用闭环速度控制运行,另一部使用闭环电流控制运行。进行了点对点连接,用于从第一部 SINAMICS DC MASTER 向第二部传输电流设置值。
用于 12 脉冲运行的直流电路中需要平波电抗器。
计算平波电抗器
-
两部变频器都需要平波电抗器。电抗器包含有一个 2 值电抗器;这意味着电抗器的自感可以限定两个电流值。
-
电抗器根据直流电抗器电流的 rms 值确定热规格。
计算所需的自感
1. 0.2 × IdN (LD1) 时的电抗器电感
2. Idmax (LD2) 时的电抗器电感
-
50 Hz 线路频率下的电感
LD1 = 0.296 × 10-3 × Vdi/(0.2 × IdN)
LD2 = 0.296 × 10-3 × Vdi/(0.33 × Idmax)
-
60 Hz 线路频率下的电感
LD1 = 0.24 × 10-3 × Vdi/(0.2 × IdN)
LD2 = 0.24 × 10-3 × Vdi/(0.33 × Idmax)
L = 电感,[H]
IdN 直流电机的额定直流电流的一半
Idmax 直流电机的大电流的一半
Vdi = 1.35 × VN
VN 额定电源电压
12 脉冲运行
概述
EMC 符合性安装说明
这些安装说明没有声明包含所有的装置细节和版本信息,也没有声明考虑到了全部可能的运行情况和应用情况。
对于针对您的特定应用没有获得足够的详细信息无法处理的情况,可以向西门子地区办事处的联络人员咨询其他信息或具体的问题。
这些安装说明的内容不会形成或修改之前或现有的合同、协议或法律关系。特定的销售合同表达了西门子 AG 公司总体义务。西门子 AG 公司只接受合同中规定的担保。这些安装说明中包含的任何声明不构成新的担保条款,也不会对现有的担保条款造成改动。
有关 EMC 的基本信息
什么是 EMC
EMC 是“电磁兼容性”的缩写,描述了一件设备在电磁环境中能够良好工作,而且不对环境中的其他设备造成不可接受的干扰的能力。因此,各种装置都应该相互干扰。
根据 EMC 指令,SINAMICS DC MASTER 装置根本不能表述成装置,二只能描述成设计用于安装在整个系统或整个工厂中的“组件”。但是为了澄清,在许多情况下使用了“装置”(unit)这一统称。
干扰辐射和抗干扰
EMC 取决于装置在环境中表现出的两种特性:干扰辐射和抗干扰性电气装置可以是干扰源(发射器),也可以是潜在的敏感设备(接收器)。
当现有的干扰源不会破坏潜在的敏感设备的功能时,才能确保满足电磁兼容性。
有些设备甚至可能同时是干扰源和潜在的敏感设备:例如,变频器装置的电源部分应该被视为一个干扰源,而控制装置可以被看做是潜在的敏感设备。
产品标准 EN 61800-3
对“变速驱动系统”的电磁兼容性要求在产品标准 EN 61800-3 进行了说明。变速驱动系统(或电力驱动系统 PDS)由驱动变频器和电机(含电缆)组成。被驱动机器不构成驱动系统的一部分。EN 61800-3 标准定义了与驱动系统位置有关的不同极限值,称为第一和第二环境。
住宅建筑物或驱动系统直接连接到公共低压供电而没有使用中间变压器的场所定义为第一环境。
第二环境一词是指居住区以外的所有场所。它们基本上都是通过自己的变压器由中压电网供电的工业生产区域。
第一和第二环境的定义
根据所处位置和驱动系统所需电力,标准 EN 61800-3 Ed.2 中定义了四个不同类别:
类别 C1: 额定电压 < 1 000 V 的驱动系统,可在第一环境中不受限制地使用。
类别 C2:额定电压 < 1 000 V 的定速驱动系统,在第二环境中使用。如果驱动系统由合格的人员进行购买和安装,也可以在第一环境中使用。必须要遵守制造商提供的警告信息和安装说明。
类别 C3:额定电压 < 1 000 V 的驱动系统,只能在第二环境中使用。
类别 C4:额定电压 ≥ 1000 V 或额定电流 ≥ 400 A,可在第二环境中的复杂系统中使用的驱动系统。
下图显示了四个类别是如何分配用于第一和第二环境的:
类别 C1 到 C4 的定义
SINAMICS DC MASTER 装置几乎总是可以用在第二环境中(类别 C3 和 C4)。
当用在 C2 类的系统中时,需要配备无线干扰抑制滤波器和换相电抗器。
SINAMICS DC MASTER 满足 EN 61800-3 标准中有关第二环境的抗干扰要求,因而也满足要求更低的第一环境要求。
标准 EN 55011
某些条件下,要求满足标准EN 55011。它限定了工业和住宅环境中干扰发射的极限值。在标准化的条件下,在线路通电连接上测得的传导干扰值被称为干扰电压;而测得的电磁辐射干扰被称为无线干扰。
该标准定义了“A1和敗癇1极限值,对于干扰电压来说,它们是指”150 kHz - 30 MHz 的范围;而对于无线干扰来说,是 30 MHz - 2 GHz 范围。由于 SINAMICS DC MASTER 变频器装置用在工业一个用中,它们受极限值“A1”限制。为了达到极限值“A1”, SINAMICS DC MASTER 装置必须配备外部无线干扰抑制滤波器和换相电抗器。
SINAMICS DC MASTER,工业应用
工业应用要求装置能够表现出极高等级的抗干扰性,但是相比之下载干扰辐射等级方面的要求要低得多。
SINAMICS DC MASTER 变频器装置时电动驱动器(如接触器和开关)的组件。合格的人员必须把它们整合到驱动系统中才能使用,系统低标准也要包含变频器装置、电机电缆和电机。大多数情况下还需要换相电抗器和保险。因此,是否需要遵守极限值由正确已安装组件决定。将干扰辐射等级限制在极限值“A1内不仅需要变频器本身,至少还需要无线干扰抑制滤波器和换相电抗器。”没有无线干扰抑制滤波器,SINAMICS DC MASTER 变频器装置的干扰辐射等级会超过EN 55011 规定的极限值“A1”。
如果驱动器形成了工厂或系统的组成部分,它初不需要满足任何干扰辐射要求。但是,EMC 法规没有规定工厂或系统作为一个整体必须与自己的环境电磁兼容。
如果工厂或系统中所有的控制组件(例如 PLC)都表现出适合工业应用的抗干扰等级,则没有必要让每个驱动器都符合限制值“A1”。
无接地线供电
在一些工业领域中为了提高工厂的可用性,会使用无接地线供电(IT 线供电)。在发生接地故障时,没有故障电流,工厂可以继续生产。但是,与无线干扰抑制滤波器相配合,在发生故障时,故障电流会引起驱动器关断,或者甚至损坏无线干扰抑制滤波器。因此,产品标准没有对这种线路供电定义任何极限值。从经济角度看,在供电变压器的接地的原边应该考虑必要的 EMC 符合性。
EMC 的规划
如果两部装置不电磁兼容性,您可以降低干扰源的干扰发射等级或者提高潜在的敏感设备的抗干扰等级。
干扰源一般是高功耗的电力电子装置。要降低它们的干扰辐射等级,需要复杂的滤波器。潜在的敏感设备通常是控制装置或传感器,包括它们的求值电路。提高低额定功率的装置的抗干扰能力涉及的成本更低一些。这意味着从经济的角度看,提高抗干扰性对于工业应用来说比降低干扰辐射等级是成本更有利的方案。例如,要维持 EN 55011 的极限值等级 A1,150 到 500 kHz 之间线路供电连接点无线干扰电压可以大达到79 dB (μV),而在500 kHz 到 30 MHz 之间,大值可达到 73 dB (μV) (9 或 4.5 mV)。
在工业应用中,装置间的 EMC 应该基于仔细的平衡干扰辐射等级和抗干扰等级。
获得 EMC 符合性经济有效的措施是在物理上对干扰源和潜在的敏感设备进行隔离——假定您在机器/工厂的设计阶段就考虑到了这种方案。首先,有必要确定是否使用的设备是潜在的干扰源或者潜在的敏感设备。在这种情况下,例如变频器装置和接触器可以被算作干扰源。而潜在的敏感设备包括 PLC、编码器、传感器等等。
控制机柜中的组件(干扰源和潜在敏感设备)必须进行物理隔离,通过隔板,或者在必要情况下把它们安装在金属外壳里。
符合 EMC 的驱动器安装(安装说明)
一般信息
不仅仅是驱动器会工作在各种各样的环境中,而且所使用的电气组件(控制和开关模式电源等等)在抗干扰能力和干扰辐射等级方面差别也会很大,这就意味着对各种安装准则都需要进行部分的折中。因此,假定进行独立的测量,就可能根据实际情况对 EMC 规定有一定的偏离。
为了确保您用在恶劣的电气环境中的控制机柜能够实现电磁兼容性(EMC),在建设和设计阶段就应该遵守相关的法律团体要求的标准,以及以下列出的 EMC 规定。
规定 1 到 10 普遍有效。规定 11 到 15 必须遵守,以便满足干扰辐射标准。
针对符合 EMC 的安装的规定
规定 1
控制机柜的所有金属部件都要通过大面积接触互联进行良好的电气连接(不得在漆面上喷涂!)。如果有必要,应使用接触圈或锯齿垫圈。机柜门必须使用短的接地条连接到机柜上(在顶部、中间和底部)。
规定 2
在机柜中以及相邻机柜(适用情况下)中的接触器、继电器、电磁阀、机电运行时间计数器等等必须配备阻尼组合装置,如 RC 元件、变阻器、二极管等等。保护电路必须直接连接到专门的线圈上。
规定 3
信号线 1) 应该尽可能的在机柜内只从一个高度走线。
规定 4
同一电路中的非屏蔽线(进出导线)必须可能的情况下进行绞合,或尽量减小它们的距离,以防止形成不必要的框架天线形状。
规定 5
在机柜地的两端连接备用线(地 2))。这可以获得额外的屏蔽效果。
规定 6
避免不必要的电缆过长。这样可以降低耦合电容和自感。
规定 7
如果电缆走线靠近控制机柜地,可以大大降低串扰。因此,不要随意在机柜内走线,而应该尽量靠近外壳或安装板。这也是用于备用线。
规定 8
信号线和电力线必须物理隔离(防止出现耦合通路!)。必须遵守小距离 20cm 的原则。
如果对编码器线和电机线无法进行物理隔离,则必须使用隔板或金属导管对编码器线进行去耦合。隔板和金属导管必须进行多点接地。
规定 9
数字信号线屏蔽应在两端接地(源和目的端),确保大接触面积和良好的导电性。在屏蔽连接之间出现不良的等电位联结时,可以另外用一根截面积至少为10 mm2 的等电位联结导线与屏蔽线并联,以便降低屏蔽线电流。一般来说,屏蔽也可以多点连接到机柜外壳(地)。屏蔽可以甚至可以在控制机柜外连接多次。
应该避免使用薄片型屏蔽,它们的效果至少比编织屏蔽低 5 倍。
规定 10
如果等电位联结良好,模拟信号线的屏蔽可以在两端连接到地上(必须接触面积大、导电性良好!)。如果所有金属部件都通过良好的电气连接互联了,而电子组件都从独立的电源供电,则可以假定等电位联结良好。
在一端连接屏蔽可以防止耦合低频和电容性干扰(例如 50H在低频干扰)。在这种情况下,屏蔽应该连接到控制机柜上;还可以使用独立的电线连接屏蔽。
规定 11
确保无线干扰抑制滤波器的位置靠近可疑的干扰源。滤波器必须固定在机柜外壳、安装盘等位置上,并大面积接触。进线和出现必须物理隔离。
规定 12
必须使用无线干扰抑制滤波器,以便满足等级 A1 的极限值。其他负载必须连接上游滤波器(线路侧)。
使用的控制方式以及控制柜其它方面的布线决定了是否需要额外安装线路滤波器。
规定 13
励磁电路中必须包含换相电抗器,用于控制励磁电源。
规定 14
变频器的电枢电路中必须包含换相电抗器。
规定 15
电机线不必加屏蔽。在线路供电馈线和电机线之间至少必须流出 20cm 间隙。如果有必要,应该使用金属隔板。
下图所示的机柜设计设计用于帮助用户熟悉 EMC 关键部件。该实例没有声明给出了所有可能的机柜组件或设计方案。
其它细节图显示了总图中没有清晰显示的细节,它们也可能在抑制机柜的干扰/干扰辐射等级以及处理不同的屏蔽连接技术方面发挥作用。
换相电抗器和无线干扰滤波器的布置
另一个截面图显示了无线干扰抑制滤波器和换相电抗器是如何布置在 SINAMICS DC MASTER 里面的。必须遵守电抗器和滤波器的安装顺序规定。线路侧和装置侧的滤波器电缆必须物理隔离。
了解如何为半导体保护装置选择保险的信息,请参考标题为“线路熔断器”的部分。
机柜设计举例——使用了高电流 850 A 的SINAMICS DC MASTER
对机柜的电缆入口加屏蔽
控制柜内部的屏蔽
用于 SINAMICS DC MASTER 励磁电源部分的无线干扰抑制滤波器
无线电干扰抑制滤波器
屏蔽连接
屏蔽连接
(1) 铜母线上的连接端子,大电缆直径 15 mm
(2) 铜母线上的安装端子,大电缆直径 10 mm
(3) 裸金属电梳型/锯齿母线上的金属管或电缆扎匝
(4) 电缆支撑轨上的安装卡,带金属背板
变频器装置组件的布置
电抗器和无线干扰滤波器的布置
(1) 励磁电路中的换相电感根据额定电机励磁电流确定规格。
(2) 电枢电路中的换相电抗器根据额定电机电枢电流确定规格。
线路电流是直流电流的 0.82 倍。
(3) 用于电枢电路中的无线干扰抑制滤波器根据额定电机电枢电流确定规格。
线路电流是直流电流的 0.82 倍。
(4) 用于励磁电路的无线干扰抑制滤波器根据额定电机励磁电流确定规格。
(5) 电子装置电源本身不需要无线干扰抑制滤波器。
电流消耗在 400 V 时为 1A,230V 时为 2A。
(6) 如果电枢电路、励磁电路和电子装置电源的电源电压相同,则用于励磁和电子装置电源的电压可以从用于电枢电路的无线干扰滤波器后面提取。
1)信号定义为:
数字信号线:
脉冲编码器信号线,
串口,如 PROFIBUS-DP 或
模拟信号线,如 ± 10 V 设定值线。
2)一般来说,“地”是指所有可以连接到保护导线上的金属导电部件,例如机柜外壳、电机外壳或地基地等等。
用于 12 脉冲运行的 SINAMICS DC MASTER
对于 12 脉冲运行的情况,两部 SINAMICS DC MASTER 转换器提供 30 度偏移的电压。该组态会降低谐波。每部 SINAMICS DC MASTER 传输总电流的一半。其中一部 SINAMICS DC MASTER 装置使用闭环速度控制运行,另一部使用闭环电流控制运行。进行了点对点连接,用于从第一部 SINAMICS DC MASTER 向第二部传输电流设置值。
用于 12 脉冲运行的直流电路中需要平波电抗器。
计算平波电抗器
- 两部变频器都需要平波电抗器。电抗器包含有一个 2 值电抗器;这意味着电抗器的自感可以限定两个电流值。
- 电抗器根据直流电抗器电流的 rms 值确定热规格。
计算所需的自感
1. 0.2 × IdN (LD1) 时的电抗器电感
2. Idmax (LD2) 时的电抗器电感
- 50 Hz 线路频率下的电感
LD1 = 0.296 × 10-3 × Vdi/(0.2 × IdN)
LD2 = 0.296 × 10-3 × Vdi/(0.33 × Idmax)
- 60 Hz 线路频率下的电感
LD1 = 0.24 × 10-3 × Vdi/(0.2 × IdN)
LD2 = 0.24 × 10-3 × Vdi/(0.33 × Idmax)
L = 电感,[H]
IdN 直流电机的额定直流电流的一半
Idmax 直流电机的大电流的一半
Vdi = 1.35 × VN
VN 额定电源电压
12 脉冲运行
EMC 符合性安装说明
这些安装说明没有声明包含所有的装置细节和版本信息,也没有声明考虑到了全部可能的运行情况和应用情况。
对于针对您的特定应用没有获得足够的详细信息无法处理的情况,可以向西门子地区办事处的联络人员咨询其他信息或具体的问题。
这些安装说明的内容不会形成或修改之前或现有的合同、协议或法律关系。特定的销售合同表达了西门子 AG 公司总体义务。西门子 AG 公司只接受合同中规定的担保。这些安装说明中包含的任何声明不构成新的担保条款,也不会对现有的担保条款造成改动。
有关 EMC 的基本信息
什么是 EMC
EMC 是“电磁兼容性”的缩写,描述了一件设备在电磁环境中能够良好工作,而且不对环境中的其他设备造成不可接受的干扰的能力。因此,各种装置都应该相互干扰。
根据 EMC 指令,SINAMICS DC MASTER 装置根本不能表述成装置,二只能描述成设计用于安装在整个系统或整个工厂中的“组件”。但是为了澄清,在许多情况下使用了“装置”(unit)这一统称。
干扰辐射和抗干扰
EMC 取决于装置在环境中表现出的两种特性:干扰辐射和抗干扰性电气装置可以是干扰源(发射器),也可以是潜在的敏感设备(接收器)。
当现有的干扰源不会破坏潜在的敏感设备的功能时,才能确保满足电磁兼容性。
有些设备甚至可能同时是干扰源和潜在的敏感设备:例如,变频器装置的电源部分应该被视为一个干扰源,而控制装置可以被看做是潜在的敏感设备。
产品标准 EN 61800-3
对“变速驱动系统”的电磁兼容性要求在产品标准 EN 61800-3 进行了说明。变速驱动系统(或电力驱动系统 PDS)由驱动变频器和电机(含电缆)组成。被驱动机器不构成驱动系统的一部分。EN 61800-3 标准定义了与驱动系统位置有关的不同极限值,称为第一和第二环境。
住宅建筑物或驱动系统直接连接到公共低压供电而没有使用中间变压器的场所定义为第一环境。
第二环境一词是指居住区以外的所有场所。它们基本上都是通过自己的变压器由中压电网供电的工业生产区域。
第一和第二环境的定义
根据所处位置和驱动系统所需电力,标准 EN 61800-3 Ed.2 中定义了四个不同类别:
类别 C1: 额定电压 < 1 000 V 的驱动系统,可在第一环境中不受限制地使用。
类别 C2:额定电压 < 1 000 V 的定速驱动系统,在第二环境中使用。如果驱动系统由合格的人员进行购买和安装,也可以在第一环境中使用。必须要遵守制造商提供的警告信息和安装说明。
类别 C3:额定电压 < 1 000 V 的驱动系统,只能在第二环境中使用。
类别 C4:额定电压 ≥ 1000 V 或额定电流 ≥ 400 A,可在第二环境中的复杂系统中使用的驱动系统。
下图显示了四个类别是如何分配用于第一和第二环境的:
类别 C1 到 C4 的定义
SINAMICS DC MASTER 装置几乎总是可以用在第二环境中(类别 C3 和 C4)。
当用在 C2 类的系统中时,需要配备无线干扰抑制滤波器和换相电抗器。
SINAMICS DC MASTER 满足 EN 61800-3 标准中有关第二环境的抗干扰要求,因而也满足要求更低的第一环境要求。
标准 EN 55011
某些条件下,要求满足标准EN 55011。它限定了工业和住宅环境中干扰发射的极限值。在标准化的条件下,在线路通电连接上测得的传导干扰值被称为干扰电压;而测得的电磁辐射干扰被称为无线干扰。
该标准定义了“A1和敗癇1极限值,对于干扰电压来说,它们是指”150 kHz - 30 MHz 的范围;而对于无线干扰来说,是 30 MHz - 2 GHz 范围。由于 SINAMICS DC MASTER 变频器装置用在工业一个用中,它们受极限值“A1”限制。为了达到极限值“A1”, SINAMICS DC MASTER 装置必须配备外部无线干扰抑制滤波器和换相电抗器。
SINAMICS DC MASTER,工业应用
工业应用要求装置能够表现出极高等级的抗干扰性,但是相比之下载干扰辐射等级方面的要求要低得多。
SINAMICS DC MASTER 变频器装置时电动驱动器(如接触器和开关)的组件。合格的人员必须把它们整合到驱动系统中才能使用,系统低标准也要包含变频器装置、电机电缆和电机。大多数情况下还需要换相电抗器和保险。因此,是否需要遵守极限值由正确已安装组件决定。将干扰辐射等级限制在极限值“A1内不仅需要变频器本身,至少还需要无线干扰抑制滤波器和换相电抗器。”没有无线干扰抑制滤波器,SINAMICS DC MASTER 变频器装置的干扰辐射等级会超过EN 55011 规定的极限值“A1”。
如果驱动器形成了工厂或系统的组成部分,它初不需要满足任何干扰辐射要求。但是,EMC 法规没有规定工厂或系统作为一个整体必须与自己的环境电磁兼容。
如果工厂或系统中所有的控制组件(例如 PLC)都表现出适合工业应用的抗干扰等级,则没有必要让每个驱动器都符合限制值“A1”。
无接地线供电
在一些工业领域中为了提高工厂的可用性,会使用无接地线供电(IT 线供电)。在发生接地故障时,没有故障电流,工厂可以继续生产。但是,与无线干扰抑制滤波器相配合,在发生故障时,故障电流会引起驱动器关断,或者甚至损坏无线干扰抑制滤波器。因此,产品标准没有对这种线路供电定义任何极限值。从经济角度看,在供电变压器的接地的原边应该考虑必要的 EMC 符合性。
EMC 的规划
如果两部装置不电磁兼容性,您可以降低干扰源的干扰发射等级或者提高潜在的敏感设备的抗干扰等级。
干扰源一般是高功耗的电力电子装置。要降低它们的干扰辐射等级,需要复杂的滤波器。潜在的敏感设备通常是控制装置或传感器,包括它们的求值电路。提高低额定功率的装置的抗干扰能力涉及的成本更低一些。这意味着从经济的角度看,提高抗干扰性对于工业应用来说比降低干扰辐射等级是成本更有利的方案。例如,要维持 EN 55011 的极限值等级 A1,150 到 500 kHz 之间线路供电连接点无线干扰电压可以大达到79 dB (μV),而在500 kHz 到 30 MHz 之间,大值可达到 73 dB (μV) (9 或 4.5 mV)。
在工业应用中,装置间的 EMC 应该基于仔细的平衡干扰辐射等级和抗干扰等级。
获得 EMC 符合性经济有效的措施是在物理上对干扰源和潜在的敏感设备进行隔离——假定您在机器/工厂的设计阶段就考虑到了这种方案。首先,有必要确定是否使用的设备是潜在的干扰源或者潜在的敏感设备。在这种情况下,例如变频器装置和接触器可以被算作干扰源。而潜在的敏感设备包括 PLC、编码器、传感器等等。
控制机柜中的组件(干扰源和潜在敏感设备)必须进行物理隔离,通过隔板,或者在必要情况下把它们安装在金属外壳里。
符合 EMC 的驱动器安装(安装说明)
一般信息
不仅仅是驱动器会工作在各种各样的环境中,而且所使用的电气组件(控制和开关模式电源等等)在抗干扰能力和干扰辐射等级方面差别也会很大,这就意味着对各种安装准则都需要进行部分的折中。因此,假定进行独立的测量,就可能根据实际情况对 EMC 规定有一定的偏离。
为了确保您用在恶劣的电气环境中的控制机柜能够实现电磁兼容性(EMC),在建设和设计阶段就应该遵守相关的法律团体要求的标准,以及以下列出的 EMC 规定。
规定 1 到 10 普遍有效。规定 11 到 15 必须遵守,以便满足干扰辐射标准。
针对符合 EMC 的安装的规定
规定 1
控制机柜的所有金属部件都要通过大面积接触互联进行良好的电气连接(不得在漆面上喷涂!)。如果有必要,应使用接触圈或锯齿垫圈。机柜门必须使用短的接地条连接到机柜上(在顶部、中间和底部)。
规定 2
在机柜中以及相邻机柜(适用情况下)中的接触器、继电器、电磁阀、机电运行时间计数器等等必须配备阻尼组合装置,如 RC 元件、变阻器、二极管等等。保护电路必须直接连接到专门的线圈上。
规定 3
信号线 1) 应该尽可能的在机柜内只从一个高度走线。
规定 4
同一电路中的非屏蔽线(进出导线)必须可能的情况下进行绞合,或尽量减小它们的距离,以防止形成不必要的框架天线形状。
规定 5
在机柜地的两端连接备用线(地 2))。这可以获得额外的屏蔽效果。
规定 6
避免不必要的电缆过长。这样可以降低耦合电容和自感。
规定 7
如果电缆走线靠近控制机柜地,可以大大降低串扰。因此,不要随意在机柜内走线,而应该尽量靠近外壳或安装板。这也是用于备用线。
规定 8
信号线和电力线必须物理隔离(防止出现耦合通路!)。必须遵守小距离 20cm 的原则。
如果对编码器线和电机线无法进行物理隔离,则必须使用隔板或金属导管对编码器线进行去耦合。隔板和金属导管必须进行多点接地。
规定 9
数字信号线屏蔽应在两端接地(源和目的端),确保大接触面积和良好的导电性。在屏蔽连接之间出现不良的等电位联结时,可以另外用一根截面积至少为10 mm2 的等电位联结导线与屏蔽线并联,以便降低屏蔽线电流。一般来说,屏蔽也可以多点连接到机柜外壳(地)。屏蔽可以甚至可以在控制机柜外连接多次。
应该避免使用薄片型屏蔽,它们的效果至少比编织屏蔽低 5 倍。
规定 10
如果等电位联结良好,模拟信号线的屏蔽可以在两端连接到地上(必须接触面积大、导电性良好!)。如果所有金属部件都通过良好的电气连接互联了,而电子组件都从独立的电源供电,则可以假定等电位联结良好。
在一端连接屏蔽可以防止耦合低频和电容性干扰(例如 50H在低频干扰)。在这种情况下,屏蔽应该连接到控制机柜上;还可以使用独立的电线连接屏蔽。
规定 11
确保无线干扰抑制滤波器的位置靠近可疑的干扰源。滤波器必须固定在机柜外壳、安装盘等位置上,并大面积接触。进线和出现必须物理隔离。
规定 12
必须使用无线干扰抑制滤波器,以便满足等级 A1 的极限值。其他负载必须连接上游滤波器(线路侧)。
使用的控制方式以及控制柜其它方面的布线决定了是否需要额外安装线路滤波器。
规定 13
励磁电路中必须包含换相电抗器,用于控制励磁电源。
规定 14
变频器的电枢电路中必须包含换相电抗器。
规定 15
电机线不必加屏蔽。在线路供电馈线和电机线之间至少必须流出 20cm 间隙。如果有必要,应该使用金属隔板。
下图所示的机柜设计设计用于帮助用户熟悉 EMC 关键部件。该实例没有声明给出了所有可能的机柜组件或设计方案。
其它细节图显示了总图中没有清晰显示的细节,它们也可能在抑制机柜的干扰/干扰辐射等级以及处理不同的屏蔽连接技术方面发挥作用。
换相电抗器和无线干扰滤波器的布置
另一个截面图显示了无线干扰抑制滤波器和换相电抗器是如何布置在 SINAMICS DC MASTER 里面的。必须遵守电抗器和滤波器的安装顺序规定。线路侧和装置侧的滤波器电缆必须物理隔离。
了解如何为半导体保护装置选择保险的信息,请参考标题为“线路熔断器”的部分。
机柜设计举例——使用了高电流 850 A 的SINAMICS DC MASTER
对机柜的电缆入口加屏蔽
控制柜内部的屏蔽
用于 SINAMICS DC MASTER 励磁电源部分的无线干扰抑制滤波器
无线电干扰抑制滤波器
屏蔽连接
屏蔽连接
(1) 铜母线上的连接端子,大电缆直径 15 mm
(2) 铜母线上的安装端子,大电缆直径 10 mm
(3) 裸金属电梳型/锯齿母线上的金属管或电缆扎匝
(4) 电缆支撑轨上的安装卡,带金属背板
变频器装置组件的布置
电抗器和无线干扰滤波器的布置
(1) 励磁电路中的换相电感根据额定电机励磁电流确定规格。
(2) 电枢电路中的换相电抗器根据额定电机电枢电流确定规格。
线路电流是直流电流的 0.82 倍。
(3) 用于电枢电路中的无线干扰抑制滤波器根据额定电机电枢电流确定规格。
线路电流是直流电流的 0.82 倍。
(4) 用于励磁电路的无线干扰抑制滤波器根据额定电机励磁电流确定规格。
(5) 电子装置电源本身不需要无线干扰抑制滤波器。
电流消耗在 400 V 时为 1A,230V 时为 2A。
(6) 如果电枢电路、励磁电路和电子装置电源的电源电压相同,则用于励磁和电子装置电源的电压可以从用于电枢电路的无线干扰滤波器后面提取。
1)信号定义为:
数字信号线:
脉冲编码器信号线,
串口,如 PROFIBUS-DP 或
模拟信号线,如 ± 10 V 设定值线。
2)一般来说,“地”是指所有可以连接到保护导线上的金属导电部件,例如机柜外壳、电机外壳或地基地等等。

概述
变频器选型指南手机版
SINAMICS SELECTOR app
西门子开发了实用工具 SINAMICS SELECTOR 应用程序。采用该应用,可以快速、方便地查找功率范围从 0.12 kW 至 630 kW 的 SINAMICS 驱动器的订货号。无论 SINAMICS V20、SINAMICS G120C、SINAMICS G120P,还是 SINAMICS G120:该应用都可以方便、正确地提供它们的订货号。
工作原理?利用该工具,可以简单、方便地选择所需要的变频器、额定功率以及设备选件和必要附件。
自动化系统
变频器选型指南手机版
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市场决定形势 - 当前,更加明显:
- 短交货时间
- 灵活的批量生产
- 具有竞争性的价格
- 可靠的产品质量
其解决方案为:缩短加工和生产设备调整时间、实现成本小化、积极创新并实现更高产能。借助 “源于西门子” 的自动化技术,即使复杂的需求,也可轻松满足!
概述
SIMATIC 自动化技术
SIMATIC 是可解决各行业自动化任务的可靠基本自动化系统,包括标准硬件和软件组件,并将用于定制扩展的所有选件完全公开。
SIMATIC 系列产品包括以下组件,彼此之间可相互补充:
- 可编程控制器
- 分布式 I/O
- 编程器
- SIMATIC 软件
- 小型自动化解决方案套件
- 基于组件的自动化
- 机器视觉技术(参见“传感器、测试和测量技术”)
概述
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,在小的空间里压缩了大处理能力,能满足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。

西门子中央处理器6ES7312-1AE14-0AB0
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