西門子G120驅(qū)動控制系統(tǒng)

西門子G120驅(qū)動控制系統(tǒng)

詳細說明

西門子S120驅(qū)動器，西門子S120驅(qū)動模塊，西門子S120驅(qū)動控制系統(tǒng)

SINAMICS S120是西門子SIEMENS新一代的驅(qū)動控制系統(tǒng)，它是集V/F、矢量和伺服控制于一體的驅(qū)動系統(tǒng)，多軸資源共享的理念和模塊化的設計使得它能實現(xiàn)高效而又復雜的運動控制，其性能遠遠*類系統(tǒng)。 Sinamics S120 亮點硬件特點 1,兩種結構形式：單軸、共母線的多軸驅(qū)動

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值編碼器

一種位置編碼器，在接通其電源之后，可立即將驅(qū)動系統(tǒng)的位置作為實際值提供使用。 如果是單圈編碼器，信號采集范圍為轉動一圈；如果是多圈編碼器，信號采集范圍為轉動多圈（例如，典型的有4096 轉）。 在將值編碼器用作位置編碼器時，在接通之后不需要進行找零運行，因此不需要基準開關（例如 BERO）。

有回轉式和直線值編碼器。

值編碼器示例：

供貨的1FK 和 1FT 電機可以配有集成式多圈值編碼器，每圈2048個正弦/余弦波形信號，超過4096 轉數(shù)，且有→“EnDat協(xié)議"。

調(diào)節(jié)饋電

一種使用→“調(diào)節(jié)型電源模塊"饋電的功能，包括所需附加部件（濾波器，開關設備，“控制器"的計算功率部分，電壓檢測等）

調(diào)節(jié)型接口模塊

該模塊包括→“調(diào)節(jié)型電源模塊"所需的輸入側部件，例如象預充電電路（預充電接觸器和緩沖保護功能）。

調(diào)節(jié)型電源模塊（Active Line）

一個受控、自整流換向的饋入/反饋裝置（在饋入/反饋方向帶有 IGBT），可為電機模塊提供一個穩(wěn)定的直流鏈路電壓。 有源線路模塊和線路電抗器協(xié)同作為一個增壓變頻器運行。

異步電機

異步電機是一種交流電機，其轉速小于同步轉速。

異步電機既可以直接以星形或三角形方法連接到三相電源中，也可以通過一個變頻器連接到三相電源上。

與一個變頻器共同使用時，異步電機就成了“變速驅(qū)動系統(tǒng)"。

其它常有的術語： 鼠籠式電機。

參見→“雙軸電機模塊"

基本輸入濾波器

結合一個線路電抗器，線路濾波器可以根據(jù) EMC 相關規(guī)定限制傳導電磁干涉發(fā)射。 參見→“寬帶輸入濾波器"

基本電源模塊

非調(diào)整式饋電單元（二級管橋或晶閘管橋，無電源反饋），用于整流直流鏈路的線路電壓。

基本操作員面板

用于插裝在一個 SINAMICS 上的簡便、小型制作員面板→帶數(shù)字顯示器和一些鍵的控制裝置

BOP20 是 SINAMICS 產(chǎn)品范圍內(nèi)的一部分。

塊型

容量*化、立體構造一個驅(qū)動裝置 主要用于操作一個電機。

參見 → 書本型 → 調(diào)速柜

書本尺寸

書本型結構型式的驅(qū)動部件，便于后置安裝。 主要設計用于操作數(shù)個電機。

制動控制

用于在循環(huán)負荷范圍內(nèi)短暫停止運轉時，或者在故障情況下，用來規(guī)定機械式抱閘或者運行制動器何時動作的軟件功能。

制動繼電器

由一個用于制動控制的 24 V繼電器組成。 可用此繼電器開關制動器，額定值為 24 V DC/12 A 或 440 V AC/12 A。

制動模塊

利用某個脈沖間隔將一個→“制動電阻"連接到直流鏈路電壓上的電子式開關或者斷路器（制動斷路器），以便將發(fā)電運行狀態(tài)下產(chǎn)生的（制動）能量轉換成熱能，并且zui終將直流鏈路電壓限制到允許的值。 對于 SINAMICS，未在制動模塊中集成任何制動電阻器。 必須將其安裝在制動模塊外部。

制動功率

由一塊功幾塊→“電機模塊"輸入→“直流鏈路"中的再生功率，例如降低載荷或電機降容運行時。

參見→“制動電阻器"。

制動電阻器

制動電阻可釋放→“直流鏈路"的多余能量。 該電阻連接在一塊“制動模塊"上。

這樣，所產(chǎn)生的熱損耗就能散發(fā)到機柜以外。

參見→“制動功率"。

電容模塊

此模塊用來增強和緩沖直流鏈路容量。

它可用于補償一個短時電源故障或用于即時儲存制動能量。

裝機裝柜型單元

在較高的輸出功率范圍，調(diào)速柜主要用于集成在控制面板中。 各組件安裝在支撐面板或支架上。

參見 → 書本型 → 塊型

冷卻板

冷卻板是一塊扁平的鋁板，可被 SINAMICS 電源模塊用作一個熱接口，通過冷卻方法→ 冷卻板冷卻法。

冷卻板冷卻

冷卻板冷卻法是一個用于 SINAMICS 電源模塊的冷卻方法，目前只能用于書本型裝置。 冷卻板代替常規(guī)的肋形散熱器固定在設備的后部。

指令數(shù)據(jù)記錄

參數(shù)數(shù)據(jù)集包括二進制輸入（例如用于控制指令）和連接器輸入（例如用于設定點）。

每個數(shù)據(jù)集都以索引參數(shù)的形式表示。 通過輸入信號切換。

通過幾個指令數(shù)據(jù)的相應參數(shù)化和數(shù)據(jù)集的轉換，可根據(jù)不同預組態(tài)的信號源操作驅(qū)動系統(tǒng)。

通訊板

用于外部通訊的模塊，如 → PROFIBUS、→ PROFINET、CAN 或以太網(wǎng)。 插裝在一個控制裝置的選件插槽內(nèi)。

通訊板以太網(wǎng) 20

用于和 → PROFINET 一起操作的模塊（用于自動化系統(tǒng)的PROFIBUS International 開放式工業(yè)以太網(wǎng)標準）

支持IRT（等時實時）的PROFINET IO 和RT（實時）的 PROFINET IO。 插裝在一個控制裝置的選件插槽內(nèi)。

CF 卡

用來保存驅(qū)動軟件及其參數(shù)的非易失存儲卡。 該存儲卡可從外部插入→“控制器"中。

控制電源模塊

24 V 電源模塊，用于 SINAMICS 驅(qū)動組部件的電子回路。

控制供電模塊通過兩個輸入供電： 輸入電源和→“直流鏈路"。 直流鏈路接口可確保在當?shù)綦娀螂妷合陆禃r，能緩沖電子裝置電源，控制緊急回位運動和動態(tài)緩沖。

控制器

*控制模塊： 在此部件中實現(xiàn)多個 SINAMICS→“電源模塊"和/或者→“電機模塊"的前饋和反饋控制功能。

控制裝置適配器

一個用于塊式電源模塊（PM340）和數(shù)個驅(qū)動器（如 CU320）的控制裝置之間的 DRIVE-CliQ 通訊的模塊。

控制裝置適配器通過電源模塊接口（PM-IF）連接到電源模塊并通過 DRIVE-CliQ 連接到控制裝置。

直流鏈路

變頻器（或變頻器系統(tǒng)）部件可連接輸入電流變頻器（整流器）和輸出電流變頻器（一個或多個變頻器）。

對于象 SINAMICS 等電源直流鏈路轉換器，在直流鏈路中可產(chǎn)生一個恒定直流電壓。

直接測量系統(tǒng)

直接連接在運動機器部件上的位置編碼器以及其相關的評估電子裝置。 如果是直線軸，為此也可以使用光柵尺。

在很多情況下，必須要用到一個直接測量系統(tǒng)，因為用于位置感測和控制的電機編碼器并不適合此用途，如由于傳動系中彈性和間隙過大。

雙電機模塊

可以將兩個電機連接在一個雙電機模塊上運行。

參見→“電機模塊"→“單電機模塊"。

驅(qū)動系統(tǒng)

一個驅(qū)動系統(tǒng)包括所有所屬產(chǎn)品系列部件（例如 SINAMICS）。 一個驅(qū)動系統(tǒng)包括以下部件：→“電源模塊"，→“電機模塊"，→“編碼器"，→“電機"，→“終端模塊"和→“編碼器模塊"，以及諸如電抗器、濾波器等補充部件。

DRIVE-CLiQ

“Drive Component link with IQ"的縮寫形式。

用來連接SINAMICS驅(qū)動系統(tǒng)不同組件的通訊系統(tǒng)，例如 “控制單元"， “電源模塊"， “電機模塊"， “電機"和轉速/位置編碼器。

DRIVE-CLiQ 是基于具有雙絞線的標準工業(yè)以太網(wǎng)的標準硬件。 除了發(fā)送信號和接受信號之外，也可通過DRIVE-CLiQ電纜提供 +24 V電源。

靜態(tài)

轉速調(diào)節(jié)器可通過下垂控制（Droop）人為地變得“有柔性"，方法是將前置符號為負的轉速調(diào)節(jié)器輸出信號的一個可調(diào)百分比施加到轉速調(diào)節(jié)器輸入端上。 這意味著在較高負載轉矩下轉速會略有降低。 下垂控制功能可用來減輕對負載沖擊的反應，并且可用于驅(qū)動系統(tǒng)負荷補償調(diào)節(jié)功能的某些變量，這些驅(qū)動系統(tǒng)與連續(xù)運動的料帶耦合在一起。 I 積分部分或者輸出信號總和可作為轉速輸出信號使用。 下垂控制功能可使用一個控制命令啟動和關閉。

動態(tài)侍服控制

動態(tài)伺服控制系統(tǒng) （DSC） 可直接在驅(qū)動系統(tǒng)中以迅速的轉速調(diào)節(jié)脈沖來分析位置實際值。 位置參考值在上位控制系統(tǒng)的位置調(diào)節(jié)脈沖中通過時鐘同步的→PROFIBUS 使用→PROFIdrive 信息幀來設定。

借助*的信號過濾和預控制，DSC 通過較低的總線帶寬負載即可保證位置控制回路達到*動態(tài)性能。

使用 DSC，還可實現(xiàn)較高的控制增益，從而實現(xiàn)較高的剛度，例如快速補償和修正負載相關蹤跡/路徑偏差。

邊沿調(diào)制

變頻器控制單元的調(diào)制方法，在此調(diào)制方法下，從直流鏈路電壓“切割"出來的脈沖不會出現(xiàn)在固定的時幀中。 所生成的輸出電壓脈沖沿由幾個短脈沖組成，同時在每個半波的*生成一個寬脈沖（以零交叉為中心）。 這樣就可有數(shù)量級為100％電源連接電壓的高輸出電壓，因此可較好地利用電機。

電子銘牌

通過→DRIVE-CLiQ 連接的每個 SINAMICS 部件都有一個電子銘牌。

該銘牌可通過→“STARTER"調(diào)試工具讀取，可提供以下信息： 型號，訂貨號，版本，制造商，系列號和額定技術數(shù)據(jù)。

編碼器

編碼器是一種測量系統(tǒng)，可用于采集轉速和/或角度/位置值的實際值，并提供給電子裝置進行處理。 根據(jù)機械結構，編碼器可集成在→“電機"（→“電機編碼器"）中或安裝在外部機械裝置中（→“外部編碼器"）。 根據(jù)具體的運動類型，分為回轉式編碼器和直線編碼器。 根據(jù)測量值，分為→“值編碼器"和 →“增量式編碼器"。

參見→“增量式編碼器 TTL/HTL"→“增量式編碼器 sin/cos 1 V_pp"→“旋轉變壓器"

EnDat協(xié)議

串行傳輸協(xié)議用于從值編碼器到馬鈴薯動控制或位置控制器傳輸位置/實際角度位置。

使用 EnDat 協(xié)議，可對編碼器進行參數(shù)設置和診斷。

故障緩存器

故障一旦發(fā)生，驅(qū)動即可將其輸入一個故障緩沖器中。 故障緩存器可以通過參數(shù)進行讀取。

去磁

所謂去磁就是減小一個電機的磁化電流，以便在達到額定電流時，可以繼續(xù)提高轉速。

柔性響應

使用該功能，即使在電壓降至zui小直流鏈路電壓為額定值（或參數(shù)設置供電電壓）的50%時，變頻器仍可運行。 存在電壓降時，變頻器的zui大輸出功率將隨當前供電電壓的降低而降低。

與→“動態(tài)緩沖"相比，只要剩余功率足夠，就可避免明顯的速度降低。

瞬時測量

當硬件信號到達時，瞬間的位置實際值就會被保存并且（例如通過PROFIBUS）可供進行進一步處理。 硬件信號可以從例如一個測量探頭或者一個印刷標記信號采集傳感器發(fā)出（機械式開關、BERO或者光電傳感器）。 硬件信號的脈沖沿可以設定參數(shù)（上升脈沖沿，下降脈沖沿，或者兩者兼有）。

快速重啟

在通電后，“快速重起"功能可自動將變頻器切換到一個可能會惰行的電機上。 當切換至旋轉電機時，必須首先為一個感應電機進行一次磁化操作。 對于無編碼器的驅(qū)動，當前速度為 →另行搜索。 之后，斜升發(fā)電機中的當前速度設定點可設為當前實際速度值。 以該值為起始點，加速到zui終有效的轉速設定值。 在通電后，“快速啟動"功能可以縮短斜升過程，而負載仍處于惰力運轉中。

一般情況下，“快速啟動"功能只能用于單驅(qū)動器，因為成組驅(qū)動器（如并行連接到變頻器上的多個電機）的各個電機在變頻器關斷時速度可能不同。

應用程序示例： 發(fā)生斷電故障后，快速重啟功能可以保證風扇驅(qū)動器盡快地切回到轉動的風扇葉輪。 參見→“自動重啟"。

散熱

熱損耗從變頻器和/或電機傳走，從而不會超過允許的溫度。

集線器

網(wǎng)絡中基于星形連接技術的*連接元件 一個集線器將到達的數(shù)據(jù)包分配所連接的各個設備。

增量式編碼器

增量式位置和轉速編碼器。 增量式位置和轉速編碼器相對于→“值編碼器"而言，不好根據(jù)位置實際值輸出行程信號，而是增量式“差分位置或者角度信號"。

有以下三種增量式編碼可供使用→增量編碼器 TTL/HTL、→增量編碼器sin/cos1 V_pp "→“旋轉變壓器"

增量型編碼器正弦/余弦 1 V_pp

增量型編碼器正弦/余弦 1 V_pp 就是一種高分辨率光學正弦-余弦編碼器，例如可作為 “電機編碼器"安裝于 1FK 電機中。

一般可輸出以下信號：

• 每轉的每個信號具有2048 正弦波形信號周期的兩個呈90度相位差的信號，作為差分信號，振幅為1 V_pp （“A/B正弦編碼器軌跡"）。

• 每轉一個基準信號（零脈沖）作為差分信號，振幅為0.5 V_pp 。

• 對于某些型號而言，額外有兩個呈90度相位差的正弦信號周期，作為差分信號，振幅為1 V_pp （“C/D 軌跡"）。

為了獲得位置以及角度實際值，首先對正弦編碼器軌跡的零交叉進行分析（粗略分析，例如每轉總計有4x 2048 = 8192零交叉）。 除此之外，還可通過振幅模擬信號來進行精密分析。 通過粗略分析和精密分析的結合，編碼器每轉一圈就可獲得超過一百萬個增量的分辨率。

典型的 sin/cos 編碼器例如有： ERN1387，ERN1381。

增量式編碼器 TTL/HTL

增量式位置和轉速測量編碼器（→“增量式編碼器"）。 大多數(shù)輸出具有方波輸出信號的兩個呈90度相位差的脈沖序列（軌跡），并且通常每轉會額外輸出一個重置脈沖。 輸出信號具有 TTL 電平（通常為+5V RS422差分信號；TTL = 晶體管- 晶體管邏輯）或者 HTL 信號（+15或+24V邏輯電平；HTL =高電平晶體管邏輯）。

電源濾波器

電源濾波器是變頻器輸入端中的濾波器，可以用來隔離變頻器中所產(chǎn)生的諧波負荷和/或者干擾電壓。

電源濾波器可以是主動式，也可以是被動式濾波器，一種可用于（以輸入湝波為特征的）比電源頻率大出 5、7、11、13倍以及更多倍的低頻諧波，另一種則可用于大于 10 kHz 的高頻電壓擾動（即無線電抗干擾濾波器）。

對于配有電源濾波器的SINAMICS而言，僅指被動式無線電抗干擾濾波器。

電源模塊

電源模塊是一種功率元件，可從三相電源電壓生成一個或者多個→“電機模塊"所需的直流鏈路電壓。

以下三種電源模塊可用于SINAMICS：

→ “基本電源模塊"→“非調(diào)節(jié)型電源模塊"和→“調(diào)節(jié)型電源模塊"。

電源電抗器

電源電抗器的作用是減少電流峰值或電流諧波。 與→“調(diào)節(jié)型電源模塊"配套使用，電源電抗器也可用于儲存能量。

輸入側功率部件

指在電源和變頻器之間安裝的功率部件，如輸入電抗器，輸入濾波器，輸入接觸器等等。

液體冷卻

液體冷卻法是一個用于 SINAMICS 電源模塊的冷卻方法，并且目前只能用于調(diào)速柜。 對于這種冷卻方法，需要固定集成一個帶有進出口噴嘴的液體冷卻器。 Siemens AG 所引用的規(guī)格適用于液體質(zhì)量、容積流量（每個時間單位內(nèi)的液體量）和液體壓力。 在冷卻板冷卻法的情況下，液體冷卻也可以由客戶改進。

電機

SINAMICS可控制的電機根據(jù)回轉和直線運動方向以及電磁工作原理，大致可分為同步和異步電機。 使用 SINAMICS 時，電機連接在一個→“電機模塊"上。

參見→“同步電機"→“異步電機"→“電機編碼器"

電機編碼器

一個集成在電機中或固裝在電機上的編碼器，如 →分解器、→增量式編碼器 TTL/HTL 或→ 增量式編碼器 sin/cos 1 _pp.

該編碼器用來采集電機轉速信號。如果是同步電機，同時也采集轉子角度信號（電機電流的換向重疊角）。

對于無附加→“直接位置測量系統(tǒng)"的驅(qū)動系統(tǒng)，也可作為位置編碼器，用于位置控制。

電機模塊

電機模塊是一種功率元件（DC-AC 逆變器），用來給所連接的電機提供電能。

通過驅(qū)動組的→“直流鏈路"進行供電。

一個電機模板必須通過 DRIVE - CLiQ 接口連接到一臺控制器上。 電機的開環(huán)控制功能和閉環(huán)控制功能儲存在控制器中。

有→“單軸電機模塊"和→“雙軸電機模塊"兩種。

電機電位計

使用該功能可以模擬用來設置設定值的機電式電機電位計。 通過控制指令“升高"或者“下降"來調(diào)節(jié)設定值。

帶 DRIVE-CliQ 的電機

帶 DRIVE-CliQ 的電機包括一個電機、編碼器和一個集成的編碼器評估系統(tǒng)。 為了操作這些電機，需將一根電力電纜和一根 → DRIVE-CliQ 電纜連接到→ 電機模塊。

電機側功率部件

指在變頻器和電機之間安裝的功率部件，如輸出電抗器、輸出濾波器等等。

經(jīng)過優(yōu)化處理的脈沖圖形

一種變頻器門控單元的復雜調(diào)制方法，可對電壓脈沖進行整理，使得輸出電流盡可能接近于正弦波形。 這對于實現(xiàn)較高的門控性能和平滑轉矩波動非常重要。

輸出電抗器

變頻器或逆變器中的電抗器，用于降低長電源電纜中的容性充電/放電電流。

電源模板

電源模塊是一個 AC-AC 變頻器，其并不具有內(nèi)置式→控制裝置。

電源

該部件可為電子和電氣部件提供電能。

對于 SINAMICS，所有部件都通過 24V 端子或?qū)к墐?nèi)部連接。

電源可使用市售常規(guī)電源 （例如 SITOP power） 或通過→“控制供電模塊"。

PROFIBUS

現(xiàn)場總線符合標準 IEC 61158, section 2 to 6。

PROFIdrive

此 PROFIBUS 行規(guī)由 PI（PROFIBUS & PROFINET International）規(guī)定并用于速度和位置控制驅(qū)動器。

版本為PROFIdrive V3行規(guī)。

PROFINET

這是一個基于組件的開放式工業(yè)通訊系統(tǒng)，其使用以太網(wǎng)用于分布式自動化系統(tǒng)。

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