(383) 309-29-02
aist@linecross.ru,

Документов на сайте

Новое на сайте

Модуль ЦК.041C
Прибор Квант-К
Агрегаты передвижные фильтровентиляционные EMK
Блок для дренирования типа бокс Rausikko
Система планово-предупредительного ремонта
Тематические обзоры
Счетная линейка
Планово-предупредительный ремонт электрооборудования, станков, машин и строительных механизмов
Система планово-предупредительного ремонта оборудования и сетей промышленной энергетики
Типовые нормы времени на программирование задач для эвм

Читаемое

Блоки управления серий ZHU, HU, HU-PIXEL
Системы химического обессоливания серии cd
Барьер искрозащиты Искра - КУВФ.426439.002 - РЭ
Подстанции трансформаторные комплектные наружной установки серии КТПН - 6 (10)/0,4 кв
Система планово-предупредительного ремонта оборудования и сетей промышленной энергетики
Типовые нормы времени на программирование задач для эвм

Система приводов SINAMICS S120 Servo Control

 

 

 

Обзор

 

Обзорсистемы SINAMICS S120

 

 

Модульная система для требовательных задач в области приводов

Система SINAMICS S120 решает требовательные задачи в области приводов во многих отраслях промышленности, поэтому она имеет модульную конструкцию. Пользователи могут выбрать из множества разных согласованных компонентов и функций нужные, чтобы создать решение, которое лучше всего будет подходить к их требованиям. SIZER, высокоэффективная программа проектирования, облегчает выбор и определяет оптимальную конфигурацию привода.

SINAMICS S120 сочетается с широким спектром двигателей. SINAMICS S120 поддерживает все типы двигателей, независимо от того, синхронные они или асинхронные.

 

Привод для многоосевых задач

Тенденция к использованию отдельных осей в машиностроении постоянно увеличивается. Там, где возможно, главные приводы были заменены на сервоприводы с электронной координацией. Для этой цели нужны приводы с подключением к сети постоянного тока, т.к. они поддерживают экономичный энергообмен между тормозящими и приводными осями.

SINAMICS S120 с блоками питания и инверторными модулями с большим диапазоном мощности, разработанными для бесшовного монтажа, подготавливают почву для многоосевых конфигураций приводов.

 

 

Новая архитектура системы с центральным блоком управления

Отдельные приводы с электронной координацией работают вместе для выполнения Ваших задач. Вышестоящие контроллеры управляют приводами для обеспечения необходимого координатного перемещения. Для этого нужен цикличный обмен данными между контроллером и всеми приводами. Обычно такой обмен данными происходил по полевой шине, что занимало много времени и затрат на инсталляцию и конфигурацию. В SINAMICS S120 применен другой подход. Центральный блок управления управляет приводами для всех подключенных осей, а также устанавливает технологические связи между приводами и/или осями. После того, как все необходимые данные будут сохранены в центральном блоке управления, нет необходимости их передавать. Межосевые соединения могут быть установлены внутри блока управления и просто сконфигурированы в программе STARTER.

Блок управления SINAMICS S120 может автоматически выполнять простые технологические задачи. Для комплексных числовых задач или задач управления перемещениями вместо блока управления используются высокоэффективные модули SIMOTION D.

 

DRIVE-CLiQ- цифровой интерфейс между всеми компонентами

Все компоненты SINAMICS S120, включая двигатели и датчики, связаны между собой посредством последовательного интерфейса, называемого DRIVE-CLiQ. Стандартизированные кабели и штекеры минимизируют количество разных частей и сокращают расходы.

Для двигателей других производителей или задач модернизации существуют преобразующие платы (сенсорные модули) для преобразования стандартных сигналов датчика в сигналы DRIVE-CLiQ.

 

Электронная табличка с данными на всех компонентах

 

Определение электронных табличек с техническими данными по DRIVE-CLiQ с помощью SINAMICS S120

 

Каждый компонент SINAMICS S120 имеет электронную табличку с техническими данными, которая содержит все важные данные о данном компоненте. В двигателях, например, эти данные включают в себя параметры диаграммы электрической схемы замещения и собственные значения для датчика, встроенного в двигатель. Блок управления автоматические записывает эти данные через DRIVE-CLiQ так, что их не нужно вводить во время пуско-наладки или при замене оборудования.

Помимо технических данных табличка содержит логистические данные (ID производителя, заказной номер и уникальный глобальный ID). Т.к. эти данные могут быть вызваны электронными средствами  на месте или дистанционно, то всегда можно идентифицировать все компоненты, используемые на станке, что упрощает сервисное обслуживание.

 

Компоненты системы SINAMICS S120

 

Обзор компонентов SINAMICS S120

 

Обзор представляет компоненты системы SINAMICS S120, которые изначально используются для многоосевых задач в области приводов.

Доступны следующие силовые компоненты:

  • Сетевые силовые компоненты, такие как плавкие вставки, штекеры, дроссели и фильтры для переключения блока питания и выполнения требований электромагнитной совместимости.
  • Сетевые модули, которые централизовано подают питание в сеть постоянного тока.
  • Компоненты сети постоянного тока, которые могут использоваться дополнительно для стабилизации напряжения DCи/или буферизации электронного питания.
  • Модули двигателя, которые работают как инверторы, получают питание из сети DC и накапливают питание для подключенных двигателей.

 

Компоненты SINAMICS S120 были сконструированы для монтажа в шкафу. Они обладают следующими свойствами и характеристиками:

  • Простое использование, монтаж и электропроводка
  • Практичная система подключений, прокладка кабелей в соответствие с требованиями электромагнитной совместимости
  • Стандартная конструкция, бесшовный монтаж
  • Внутренние охлаждающие вентиляторы (другие способы охлаждения по запросу)

 

Для выполнения необходимых функций SINAMICS S120 оснащен:

  • блоком управления, который выполняет все приводные и технологические функции по всем осям.
  • дополнительными компонентами системы, которые расширяют функции и предлагают разные интерфейсы для сигналов датчиков и процессов.

    

Технические данные

 

Если не определено что-либо иное, для компонентов системы привода SINAMICS S120 действуют следующие технические данные.

 

Электрические данные

Сетевое напряжение

3 AC 380 Вдо 480 В ±10% (-15% < 1 мин)

Частота сети

50/60 Гц, -6/+6%

Электронное питание

DC 24 В, -15/+20%

Подавление радиопомех

стандартная конфигурация

отсутствует

с сетевым фильтром

Возможен класс A1 по EN 55011

Категория перенапряжения

Класс III по EN 60664-1

Механические данные

Вибрационная нагрузка

Транспортировка

EN 60721_3_2, класс 2M3

Эксплуатация

EN 60721_3_3, класс 3M4

Ударная нагрузка

Транспортировка

EN 60721_3_2, класс 2M3

Эксплуатация

EN 60721_3_3, класс 3M4

Окружающие условия

Степень защиты

IP20 по EN 60529

Класс защиты

Класс I (с системой заземления) и класс III (PELV) по EN 61800-5-1

Способ охлаждения

Внутренняя вентиляция, силовые части с принудительной вентиляцией посредством встроенного вентилятора

Допустимая температура окружающей среды и охлаждающего средства (воздуха) во время работы для сетевых компонентов, модулей и модулей двигателя

0 °C (+32 °F) до +40 °C (+104 °F) без снижения номинальных значений,

> +40 °C (+104 °F) до +55 °C (+131 °F) смотри характеристики снижения номинальных значений

Допустимая температура окружающей среды и охлаждающего средства (воздуха) во время работы для блоков управления, дополнительных компонентов системы, компонентов сети DCи сенсорных модулей

0 °C (+32 °F) to +55 °C (+131 °F)

Климатические условия

Хранение

Класс 1K3 по EN 60721-3-1

Температура от -25 °C (-13 °F) до +55 °C (+131 °F)

Транспортировка

Класс 2K4 по EN 60721-3-2

Температура от -40 °C (-40 °F) до +70 °C (+158 °F)

Макс. влажность 95% при +40 °C (+104 °F)

Эксплуатация

Класс 3K3 по EN 60721-3-3

относительная влажность от 5 до 65% среднегодового значения,

80% макс. 2 месяца в году,

образование конденсата, разбрызгивание воды и обледенение недопустимы (EN 60204, часть 1)

Класс окружающей среды/опасные химические вещества

Хранение

Class 1C2 to EN 60721_3_1

Транспортировка

Class 2C2 to EN 60721_3_2

Эксплуатация

Class 3C2 to EN 60721_3_3

Органические/биологические воздействия

Хранение

Class 1B1 to EN 60721_3_1

Транспортировка

Class 2B1 to EN 60721_3_2

Эксплуатация

Class 3B1 to EN 60721_3_3

Уровень загрязнения

2 to EN 60664_1

Высота монтажа

До 1000 м (3282 футов) над уровнем моря без снижения номинальных значений,

> 1000 м (3282 футов) до 5000 м (16,408 футов) над уровнем моря смотри характеристики снижения номинальных значений

Одобрения

Сертификация

CE (директивы по низкому напряжению и электромагнитной совместимости), cULus (номер файлов: E192450, E164110 и E70122)

SafetyIntegrated - безопасный останов (SH) и безопасное управление торможением (SBC)

SafetyIntegrityLevel (SIL) 2 по IEC 61508, категория контроля 3 по EN 954-1

Модули

Сетевые модули в формате книги

Номинальная импульсная частота

3 AC 380 Вдо 480 В

Cетевые модули Activeв формате книги

Номинальная импульсная частота

8 kHz

Модули двигателя в формате книги

Напряжение DC

DC 510 В до 750 В

Номинальная импульсная частота

4 kHz

 

Перегрузочная способность

 

Сетевые модули в формате книги

 

Цикл нагрузки с предварительной нагрузкой

 

Цикл нагрузки S6 с предварительной нагрузкой

 

Циклнагрузки S6спредварительнойнагрузкой

 

 

Модули двигателя в формате книги

 

Цикл нагрузки с предварительной нагрузкой

 

Цикл нагрузки без предварительной нагрузки

 

Цикл нагрузки S6 с предварительной нагрузкой

 

Цикл нагрузки S6 с предварительной нагрузкой

 

Характеристика

 

 

Характеристики снижения номинальных значений для сетевых модулей в формате книги

 

Номинальная выходная мощность от окружающей температуры

 

Номинальная выходная мощность от частоты несущей (только сетевые модули Active)

 

Номинальная выходная мощность от высоты монтажа

 

Характеристики снижения номинальных значений для модулей двигателя в формате книги

 

Номинальный выходной ток от окружающей температуры

 

Номинальный выходной ток от частоты несущей

 

Номинальный выходной ток от высоты монтажа

 

Поправочные коэффициенты при увеличении окружающей температуры и высоты монтажа

 

Если сетевые модули и модули двигателя работают при окружающей температуре > 40 °C (104 °F) и на высоте > 1000 м (3282 футов), то необходимо учесть обе характеристики снижения номинальных значений для допустимой выходной мощности/тока.

Пример:

Модуль двигателя должен работать при окружающей температуре 55 °C (131 °F) (60% допустимый выходной ток) и на высоте 3000 m (9845 футов) (75% допустимый выходной ток). В этом случае допустимый выходной ток равен 100 x (0.60 x 0.75) = 45%.

 

Управление движением MotionControl

 

Сервоприводы идеально подходят для выполнения заданий управления движением. Они выполняют линейные или круговые перемещения  в течение определенного цикла движений. Все движения должны быть оптимизированы на основе длительности.

В свете этих соображений сервоприводы должны удовлетворять следующим требованиям:

  • Высокая динамическая характеристика, т.е. короткое время нарастания
  • Способность выдерживать перегрузки, т.е. высокий резерв ускорения
  • Широкий диапазон, т.е. высокое разрешение для точного позиционирования

Для синхронных и асинхронных двигателей имеется следующая конфигурация.

 

Общая последовательность конфигурации

Описание функций станка дает базу конфигурации. Определение компонентов основывается на физических зависимостях и обычно выполняется, как изложено ниже:

    

Шаг

Описание действия конфигурации

1

Прояснение типа использования

2

Определение дополнительных условий и интеграция в систему автоматизации

3

Определение цикла загрузки, расчет макс. нагружающего момента, определение двигателя

4

Определение моторного модуля SINAMICS S120

5

Повторение шагов 3 и 4 для дополнительных осей

6

Расчет необходимой мощности постоянного тока и определение сетевого модуля SINAMICS S120

7

Спецификация опций со стороны линий связи (главный выключатель, плавкие предохранители, сетевые фильтры и т.п.)

8

Спецификация необходимой эффективности управления и выбор блока управления SINAMICS S120, определение компонентной разводки кабелей

9

Определение дополнительных системных компонентов

10

Расчет требований тока для 24 В источника питания постоянного тока для компонентов и спецификация источников питания (источник питания SITOP, модули регулирования питания)

11

Спецификация компонентов для системы связи

12

Конфигурация компонентов группы привода

 

Определение параметров

 

1. Пояснение использования

Двигатель выбирается на базе требуемого крутящего момента, который определяется применением, например, привод движения, подъемный привод, привод подачи или привод главного шпинделя. Также должны быть продуманы редукторы для преобразования движения или согласования скорости и крутящего момента двигателя с режимом нагрузки.

Кроме нагружающего момента, который определяется использованиями, предусматриваются следующие механические характеристики двигателя, среди этих необходимо рассчитать и крутящий момент:

  • Подвижные массы
  • Диаметр приводного колеса
  • Шаг ходового винта, передаточные числа
  • Данные фрикционной стойкости
  • Механический КПД
  • Траектории перемещения
  • Максимальная скорость
  • Максимальное ускорение и макс. торможение
  • Время цикла

 

2. Определение граничных условий и интеграция в автоматизированную систему

Вы должны решить, какие двигатели, синхронные или асинхронные, будут использоваться.

Синхронные двигатели должны выбираться для компактного размера конструкции, низкого момента инерции ротора и следовательно, максимальной динамической характеристики.

Асинхронные двигатели могут использоваться для увеличения макс. скоростей в диапазоне ослабления поля. В распоряжении также имеются асинхронные двигатели для более высоких мощностей.

Также точно определите, будет ли приводы управляться как одноосные или как группа многоосных приводов.

Во время конфигурации исключительно важны следующие факторы:

  • Тип питание от сети, если используются специальные типы двигателей и/или сетевые фильтры в IT-системах (негруппированные системы)
  • Использование двигателя в соответствии с номинальными значениями для температур обмотки  60 К или 100 К
  • Температура окружающей среды и высота инсталляции двигателей и компонентов привода

Другие граничные условия применяются, если привода интегрируются в окружение автоматизации, такую как SIMATICили SIMOTION.

Для управления движением и технологических функций (например, позиционирования), а также для синхронных функций, используется соответствующая система автоматизации, например, SIMOTION D.

Приводы соединяются с высокоуровневой системой автоматизации через PROFIBUS.

    

 3. Определение цикла нагрузки, расчет макс. нагружающего момента, определение двигателя

Специфические моторные предельные кривые обеспечивают базу для определения двигателей.

Эти кривые описывают рабочую характеристику по скорости и принимают в расчет пределы двигателя, основанные на напряжении сети  и функции источника питания (сетевые модули Smartили Active).

 

 Предельные кривые для синхронных двигателей (пример)

 

Двигатель определяется на базе цикла нагрузки, который задается использованием. Для различных циклов нагрузки должны использоваться различные характеристики. Необходимо определить следующие рабочие сценарии:

  • Рабочие циклы с постоянным периодом состояния "включено"
  • Рабочие циклы с переменным периодом состояния "включено"
  • Свободный рабочий цикл

Цель - идентифицировать характеристику рабочих точек момента вращения и скорости, на основе которых двигатель может быть определен как подходящий для каждого цикла нагрузки.

Когда рабочий сценарий определен и специфицирован, рассчитывается макс. двигательный момент. Вообще говоря, это происходит во время фазы ускорения. Крутящий момент нагрузки и момент вращения, необходимые для ускорения двигателя, складываются вместе.

Затем макс. двигательный момент подтверждается предельными кривыми двигателя.

При определении двигателя в расчет должны приниматься следующие критерии:

  • Должны соблюдаться динамические границы, т.е. все точки скорости-момента цикла нагрузки должны лежать ниже релевантной предельной кривой.
  • Должны соблюдаться температурные границы, т.е. для синхронных двигателей среднеквадратический двигательный момент при средней скорости двигателя, получающейся из рабочего цикла, должен лежать ниже кривой S1 (непрерывный режим). Для асинхронных двигателей среднеквадратический объем тока двигателя в течение рабочего цикла должен быть меньше, чем номинальный ток двигателя.
  • Следует заметить, что макс. допустимый двигательный момент на синхронных двигателях при больших скоростях уменьшается в результате предельной кривой напряжения. Кроме того, должно соблюдаться изоляционное расстояние в 10% от предельной кривой напряжения, чтобы предохранить от флуктуаций напряжения.
  • Если используются асинхронные двигатели, то допустимый двигательный момент в диапазоне поля ослабления сокращается в результате предела устойчивости. Должно соблюдаться изоляционное расстояние в 30%.
  • Если используются абсолютный датчик, то номинальный момент вращения двигателя сокращается на 10% из-за температурных границ датчика.

 

Рабочие циклы с постоянным периодом состояния "включено"

Рабочие циклы с постоянным периодом состояния "включено" ставят специальные требования к рабочим характеристикам, как, например, функция скорости, например, M = константа, M ~ n2, M ~ nили  = константа.

Эти приводы обычно работают на стационарной рабочей точке. Применяется задание размеров базовой нагрузки. Крутящий момент базовой нагрузки должен лежать ниже кривой S1.

В случае кратковременных перегрузок (например, во время запуска) применяется задание размеров перегрузки. Пиковый крутящий момент должен лежать ниже предельной кривой напряжения для синхронных двигателей или ниже предела устойчивости для асинхронных двигателей.

В итоге, задание размеров выглядит следующим образом

    

 

:Выбор двигателей для рабочих циклов с постоянным периодом состояния "включено" (пример)

 

Рабочие циклы с переменным периодом состояния "включено"

Так же как непрерывный режим (S1), стандартизованные типы периодических режимов (S3) определены для рабочих циклов с переменным периодом состояния "включено".  Режим S3 - это операция, которая содержит в себе последовательность похожих циклов, каждый из которых содержит время с постоянной нагрузкой и прерывание.

 

Режим S1 (непрерывное действие)

 

Режим S3 (периодический режим без воздействия на процедуру запуска)

 

Заданные переменные обычно используются для относительного периода состояния "включено":

·     S3 - 60%

·     S3 - 40%

·     S3 - 25%

Для этих спецификаций подготавливаются соответствующие характеристики двигателя. Нагружающий момент должен лежать ниже соответствующей температурной предельной кривой двигателя. Для рабочих циклов с переменными периодами состояния "включено" принимается в расчет задание размеров перегрузки.

В итоге, определение двигателя выглядит следующим образом:

 

 

      Выбор двигателей для рабочих циклов с переменным периодом состояния "включено" на примере синхронного двигателя

 

Свободный рабочий цикл

Свободный рабочий цикл определяет ход скорости двигателя и момента вращения по прошествии времени

 

 

      

Нагружающий момент устанавливается для каждого промежутка времени. Вдобавок к нагружающему моменту, средний момент инерции нагрузки и момент инерции двигателя должны приниматься во внимание для ускорения. Может быть необходим момент вращения трения, который работает в противоположном направлении движения.

Передаточное число и эффективность зубчатой передачи должны приниматься во внимание, когда вычисление вращающего момента нагрузки и/или ускорения обусловлено двигателем. Повышенное передаточное число увеличивает точность позиционирования на основе разрешения датчика. При данном разрешении датчика двигателя, по мере того как передаточное число растет, следует раскрыть разрешение позиции станка.

Больше информации о важности редуктора см. описание двигателя.

 

 

TСреднеквадратический вращающий момент Mrmsдолжен лежать ниже кривой S1.

Максимальный вращающий момент Mmaxдостигается во время процесса ускорения и должен лежать ниже предельной кривой напряжения для синхронных двигателей и ниже предела устойчивости для асинхронных двигателей.

 

В итоге, задание размеров выглядит следующим образом:

 

 

      Выбор двигателей на базе свободного рабочего цикла (пример)

 

Выбор двигателя

Теперь возможно определить двигатель, который точно соответствует условиям работы.

Следующий шаг, который необходимо выполнить, это проверить, поддерживаются ли температурные границы. Для этого нужно рассчитать ток двигателя при базовой нагрузке. Для конфигурации, основанной на рабочем цикле с постоянным периодом состояния "включено", нужно рассчитать ток перегрузки, исходя из требуемого вращающего момент перегрузки. Правила расчета для этой цели зависят от типа используемого двигателя (синхронный, асинхронный двигатель) и рабочего сценария (рабочие циклы с постоянным/переменным периодом состояния "включено", свободный рабочий цикл).

В заключение должны определяться другие характеристики двигателя. Это делается путем конфигурирования опций двигателя (см. Описание двигателя).

 

4. Определение моторного модуля SINAMICS S120

Моторные модули могут быть назначены двигателю на основе их номинальной выходной мощности и пикового тока. Моторный модуль назначается синхронным двигателям на базе тока покоя I0100 K (номинальный ток для температуры обмотки 100К), а асинхронным двигателям - на базе номинального тока Irated, и перечислены в описании двигателя.Для оптимальной конфигурации рассчитанный ток двигателя наносится на моторный модуль. Точный расчет поддерживается  SIZER.

В зависимости от окружающих условий (высота инсталляции, температура окружающей среды) выходной ток моторных модулей, возможно, необходимо будет уменьшить (см. Описаниекомпонентов).

Ток двигателя, рассчитанный на базе типа двигателя (синхронный, асинхронный двигатель) и рабочего сценария (рабочие циклы с постоянным/переменным периодом состояния "включено", свободный рабочий цикл), используется  для определения размеров  моторных модулей:

I rated, Motor Module Iload

Увеличенный выходной ток может быть затребован из моторных модулей на конкретный период времени. В случае конфигурации перегрузки должно быт верно следующее:

I rated, Motor Module х коэффициент перегрузки< Ioverload

Коэффициент перегрузки = Отношение Irated/Imax, принимая во внимание рабочие циклы (см. Описание компонентов).

Моторные модули могут использоваться как однодвигательные модули и, в определенных пределах тока, как двухдвигательные.

 

5. Повторение шагов 3 и 4 для дополнительных осей

Двигатели и моторные модули должны быть рассчитаны для всех осей.

 

6. Расчет необходимой мощности постоянного тока и определение сетевого модуля SINAMICS S120

В использованиях с многоосным приводом число моторных модулей управляется общей сетью постоянного тока, которая питается энергией сетевого модуля.

Теперь определяем, какой сетевой модуль - Smartили Active - должен использоваться. Это зависит от имеющихся диапазонов мощностей сетевых модулей и от того, будет ли DCсетевое напряжение нерегулируемое и поэтому зависимое от сетевого напряжения (сетевой модуль Smart), или же регулируемое (сетевой модуль Active) при постоянном напряжении сети DCв 600В или 625В (в зависимости от сетевого напряжения до 3 AC 415 В > DC 600 В, 3 AC 416 В до 440 В > DC 625 В, свыше 3 AC 440 В > зависимое от сетевого напряжения).

При определении сетевого модуля принимается во внимание мощность, необходимая для каждой оси.

При расчете необходимой DCсетевой мощности в расчет должны приниматься рабочий сценарий и тип двигателя:

·     Для асинхронных двигателей, параметры которых заданы для рабочих циклов с переменным периодом состояния "включено", номинальная мощность двигателей равна необходимой DCсетевой мощности.

·     Для синхронных двигателей, параметры которых заданы для рабочих циклов с переменным периодом состояния "включено", необходимая DC сетевая мощность равна расчетной мощности х отношение токов быстрого и медленного плавления. На необходимую DC сетевую мощность может влиять отношение токов быстрого и медленного плавления (под нагрузкой к номинальной скорости). Эмпирические величины для отношения токов:

    

Использование

Отношение токовс/nrated

Синхронные двигатели/приводы подачи для

малооборотных приводов

от 0.4 дo 0.7

приводы роботов для скоростных приводов

от 0.9 дo 1

Асинхронные/приводы главного шпинделя с

двигателями 1FTи 1PH7

1

 

 

Для асинхронных и синхронных двигателей, параметры которых заданы на базе рабочих циклов с постоянным периодом состояния "включено" или, соответственно, свободных рабочих циклов, мощность в рабочей точке двигателя или среднеквадратическая мощность, принимаемая в расчет эффективность двигателя и моторного модуля, используется как необходимая DC сетевая мощность.

 

Общие расчетные параметры Pcalc для отдельных двигателей, скорректированные по коэффициенту одновременности и среднему отношению скоростей, дают основу для выбора типовых параметров сетевого модуля.

 

Расчетная мощность для синхронных двигателей

Pcalc VSA = 0.105 х M0 х nrated х 10(-3)

 

Pcalc VSA = Расчетная мощность для синхронных двигателей в кВт

0.105 = коэфф. 2 х /60

M 0 = вращающий статический момент в Нм

n rated = номинальная скорость в об/мин

 

Расчетная мощность для асинхронных двигателей

·     двигатели < 4 кВт (5.4 л.с.)

Pcalc HSA = 1.45 хPmotor shaft HSA

·     двигатели > 4 кВт (5.4 л.с.)

Pcalc HSA = 1.25 х Pmotor shaft HSA

 

P calc HSA = сетевая мощность для привода постоянной мощности в кВт

1.45 or 1.25 = коэффициент, учитывая эффективность двигателя

P motor shaft HSA = Механическая энергия, использованная на вале двигателя в кВт

 

Номинальное входное электропитание для сетевых модулей основано на сетевом напряжении 380 В. Если сетевое напряжение меняется, это может отразиться на выходной мощности сетевых модулей. Впрочем, это не может превысить номинальную мощность.

В зависимости от окружающих условий (высота установки, температура окружающей среды) номинальное входное питание сетевых модулей, возможно,  необходимо будет уменьшить (см. Описание компонентов).

Чтобы оптимизировать задание размеров сетевого модуля, циклические характеристики момента вращения должны учитываться для отдельных осей. Предполагается, что асинхронные двигатели используются как главные приводы/главные шпиндели и поэтому находятся в постоянной длительной работе. Синхронные двигатели используются для циклических последовательностей (например, оси подачи) - они не работают постоянно.

Коэффициент одновременности принимает в расчет циклическую характеристику момента вращения для каждой отдельной оси.

Эмпирические величины для коэффициента одновременности:

    

Оси подачи на каждый ряд

Коэффициент одновременностиKна каждый ряд

1

1

2

0.63

3

0.5

4

0.38

5

0.33

6

0.28

 

 

Чтобы предотвратить ошибочные конфигурации на осях с очень разными номинальными мощностями, оси распределяются по категориям класса мощности на базе их мощности.

 

Эти классы могут использоваться в качестве базы для задания размеров сетевого модуля согласно следующей процедуре

    

 

     :

Эта схема отражена ниже в таблице-конфигураторе.

Запись конфигурации для упрощенного расчета DC сетевой мощности PZ

    

Оси

Заказной номер двигателя

n rated

M

I rated

I O

(модуль двигателя)

P calc VSA

с/n rated

Pcalc VSA

(с/nrated)

 

 

об/мин

Нм

(фунтf-фут)

A

A

кВт

(л.с.)

 

кВт

(л.с.)

Диапазон I от 0 кВт (0 л.с.) до 1.8 кВт (2.5 л.с.)

1

 

          

 

          

 

              

            

               

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

Всего PcalcVSA Диапазон I >

 

Диапазон II от 1.8 кВт (2.5 л.с.) до 8.8 кВт (12 л.с.)

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

Всего PcalcVSA Диапазон II >

 

Диапазон III от 8.8 кВт (12 л.с.) до 31 кВт (42 л.с.)

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

Всего PcalcVSA Диапазон III >

 

Диапазон IV от 31 кВт (42 л.с.) до 50 кВт (67 л.с.)

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

Всего PcalcVSA Диапазон IV >

 

Диапазон V от 50 кВт (67 л.с.) до 75 кВт (100 л.с.)

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

Всего PcalcVSA Диапазон V >

 

Диапазон VI от 75 кВт (100 л.с.) до 150 кВт (201 л.с.)

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

Всего PcalcVSA Диапазон VI >

 

 

 

Всего PcalcVSA

 

Коэффициент одновременности

 

 

 

P Z VSA

kW (HP)

Диапазон I

K I

 

 

 

 

                              

х

 

=

 

 

 

Диапазон II

K II

 

+

 

 

 

х

 

=

 

 

 

Диапазон III

K III

 

+

 

 

 

х

 

=

 

 

 

Диапазон IV

K IV

 

+

 

 

 

х

 

=

 

 

 

Диапазон V

K V

 

+

 

 

 

х

 

=

 

 

 

Диапазон VI

K VI

 

+

 

 

 

х

 

=

 

 

 

Всего >

x 1.1 =

                                 

 

Следующие коэффициенты также должны учитываться при задании параметров DC сети:

 

· Работа тормоза

 

Если потери устройства важны в работе двигателя с приводом, то задание размеров для работы мотора-привода также имеют значение для регенеративного действия. Для работы тормоза двигателя проверьте, чтобы энергия, восстановленная в DC сети, не превышала допустимую пиковую мощность сетевого модуля:

Рекуперация пиковой электроэнергии 0.9 ? (общая мощность всех осей).

В случае повышенных номинальных значений рекуперации энергии и преодолеваемых рабочих сценариев "повреждения сети" тормозной модуль должен быть в состоянии готовности либо сетевой модуль - с избыточным размером либо регенерация энергии должна быть сокращена посредством увеличенного времени торможения.

Для конфигурации рабочего сценария "АВАРИЙНЫЙ ОСТАНОВ" либо сетевой модуль должен быть с избыточным размером либо должен использоваться дополнительный тормозной модуль, с тем, чтобы энергия DC сети могла быть рассредоточена как можно быстрее.

·

Контроль емкостного сопротивления сети DC

 

Во время включения питания сетевые модули ограничивают ток нагрузки к конденсаторам DC сети. Макс. допустимое емкостное сопротивление DC сети не должно превышать следующие макс. емкостные сопротивления DC сети  в группе приводов вследствие ограничений подпитывающего входного контура: сетевые модули Smart 5 и 10 кВт (6.5 л.с. и 13.5 л.с.) макс. 6 мФ и все остальные сетевые модули от 16 до 120 кВт (21.5 л.с. и 160 л.с.) макс. 20 мФ.

Вы должны обеспечить, чтобы эти емкостные сопротивления DC сети в группе приводов не превышались. Значения для емкостных сопротивлений DC сети компонентов указаны в описаниях компонентов для SINAMICS S120

 

· Предварительно заряженная частота DC сети

 

Предварительно заряженная частота DC сети через сетевой модуль рассчитывается с использованием следующей формулы

·  

Специальные условия для работы сетевого модуля Smart

 

Сетевые модули Smart дают более низкое напряжение DC сети, чем сетевые модули Active. Из этого вытекают следующие дополнительные условия:

  • Если эксплуатируются асинхронные двигатели, то нижний максимум мощности двигателя возможен при высоких скоростях при таком же сетевом напряжении.
  • Для синхронных двигателей снижение динамических характеристик привода должно рассчитываться при высоких скоростях.
  • Для синхронных двигателей, если необходима перегрузка, номинальная скорость двигателя не используется.

 

7. Спецификация опций со стороны сети (главный выключатель, плавкие вставки, сетевые фильтры и т.п.)

 

Для конфигурации привода рекомендуются следующие опции со стороны сети:

 

 

Главный выключатель может иметь различные форматы:

  • Главный и аварийный выключатель EMERGENCY STOP + разъединитель выключателя с плавкой вставкой (с направляющим сигналом через блок-контакт для режима размыкания)
  • Прерыватель нагрузки с плавкими вставками
  • Автоматический выключатель.

Линейный контактор может использоваться, например, если привод должен быть отсоединен от сетевого питания в случае неисправности или для дистанционного отключения. Следуйте инструкциям в руководствах по проектированию SINAMICS S120, чтобы блокировать линейный контактор в контексте функций безопасности.

Сетевой фильтр должен использоваться в TN системах для уменьшения линейных гармоник.

Сетевой реактор необходим всегда. С сетевыми модулями Active он абсолютно необходим для работы повышающего преобразователя. С сетевыми модулями Smart он должен использоваться для уменьшения линейных гармоник и обеспечения защиты от зашкаливаний высокого тока.

Примечание:

Подходящими устройствами утечки на землю, обеспечивающими защиту от опасных поражающих токов, должны быть оснащены все силовые преобразователи с трехфазным мостиковым соединением (B6). Сетевые модули SINAMICS подходят для непосредственной работы на AC/DC-чувствительных, селективных автоматических выключателях остаточного тока. Асимметричный ввод и вывод задерживает поток, вызванный главным выключателем, а сопутствующий поток электрического смещения и импульсный ток означают, что должны использоваться автоматические выключатели остаточного тока с характеристиками селективного предохранителя (например, 5SZ6468-0KG00, номинальный ток 63 A; номинальный ток повреждения 300 мA).

Там, где используются силовые преобразователи PWM, особенно в соединении со средствами измерения ЭМС (такими как экранированные кабели двигателя), могут образовываться высокие токи утечки. Сетевые фильтры, назначенные сетевым модулям Active 16 кВт (21.5 HP) и 36 кВт (48 HP), будут ограничивать токи утечки до уровня ниже 150 мA.

В качестве альтернативы так же можно использовать разделительный трансформатор в сочетании с другими средствами защиты от опасных токов утечки.

 

8. Спецификация необходимой эффективности управления и выбор блока управления SINAMICS S120, определение компонентной разводки кабелей

 

Блок управления CU320 разработан для регулирования группы приводов. Он обеспечивает функции управления для приводов (моторные модули, сетевой модуль) и системных компонентов. Нагрузка на блок управления будет изменяться в зависимости от числа и динамической характеристики, требуемой от отдельных приводов. Для оценки нагрузки должны использоваться следующие данные:

 

Серво

Нагрузка

1-я ось

26%

Каждая дополнительная ось

13%

 

Каждая указанная номинальная нагрузка включает в себя использования центральной коммуникации.

Должен применяться 1% нагрузки, если используется клеммный модуль.

 

Полная нагрузка

Необходимые компоненты 

(в дополнение к блоку управления)

55%

CompactFlash Card без расширения мощности

> 55% to100%

CompactFlash Card с расширением мощности 1

> 100%

Требуется дополнительный блок управления CU320 и CompactFlash Card

 

Компонентная разводка кабелей с DRIVE-CLiQ

 

Компоненты взаимодействуют друг с другом через стандартный интерфейс DRIVE-CLiQ. Этот интерфейс соединяет блок управления с силовыми компонентами, датчиками и другими системными компонентами, например, клеммными модулями.  Заданные и действительные значения, команды управления, сообщения о состоянии и данные таблички с техническими данными  передаются через DRIVE-CLiQ.

Для электропроводки компонентов с DRIVE-CLiQ применяются следующие правила:

  • К розетке DRIVE-CLiQ на блоке CU320 можно подсоединить макс. 16 узловых точек.
  • В сеть можно соединить макс. 7 узловых точек. Сеть всегда рассматривается с перспективы блока управления.
  • Круговая проводка не допускается.
  • Компоненты не должны соединяться двумя проводами.

Помимо всего прочего моторный датчик должен быть соединен с соотнесенным моторным модулем

    

Электропроводка DRIVE-CLiQ компонентов

 

Следующие примеры иллюстрируют гибкость электропроводки DRIVE-CLiQ.

 

 

Пример сетевой топологии для стандартных решений

 

 

Пример древовидной топологии для высокопроизводительных решений, например, высокодинамичная ось в группе прямого управления движением, выборочный доступ к отдельной оси/группировкам осей для техобслуживания и т.п.

 

Силовые компоненты используются с соответствующим соединительным кабелем DRIVE-CLiQ для связи со смежным модулем привода в цепочке (сетевая топология). Сборные кабели DRIVE-CLiQ различной длины до 100 м (328 футов) имеются в наличии для связывания моторных датчиков, прямых датчиков, клеммных модулей и т.д.

 

9. Определение дополнительных системных компонентов

 

Сенсорные модули

Сигнальная связь различных датчиков (инкрементный датчик sin/cos 1 Vpp, абсолютный датчик, резольвер) с интерфейсом DRIVE-CLIQ происходит с помощью сенсорных модулей. В зависимости от измерительной системы могут использоваться сенсорные модули SMC10, SMC20 или SMC30. Сенсорные модули подходят для монтажа на шинах DIN. Они также используются для согласования сигналов внешних (станочных) датчиков.

Для некоторых типов двигателей определение датчика встраивается в двигатели как стандарт. Эти двигатели соединены проводами непосредственно с использованием DRIVE-CLiQ (в дополнение к силовому соединению). Обычного согласования сигналов больше не требуется; также не требуется сенсорный модуль.

 

Модули расширения

Блок управления CU320 содержит в себе I/O и интерфейсы для коммуникации. SINAMICS S120 предлагает следующие модули расширения:

  • TB30 Клеммная панель (клеммное расширение для вставки в опционное гнездо на блоке управления CU320)
  • CBC10 Комуникационная панель (интерфейс привода CANopen для вставки в опционное гнездо на блоке управления CU320)
  • TM31 Клеммный модуль (клеммное расширение для связи через DRIVE-CLiQ)

Должны учитываться следующие критерии, если вы используете модули расширения:

  • Только опционная панель может быть вставлена в опционное гнездо на блоке управления CU320.
  • Группа привода может управлять макс. 8 клеммными модулями.

 

Тормозной модуль

Тормозной модуль должен использоваться для останова приводов в случае сбоя сети или "АВАРИЙНОГО ОСТАНОВА", т.к. в этих рабочих сценариях энергия торможения больше не может быть регенерирована в сеть или не может быть регенерирована достаточно быстро.

Тормозные модули могут связываться параллельно для увеличения тормозного усилия.

Максимальное количество тормозных модулей в группе привода зависит от емкостного сопротивления DC сети рассматриваемой конфигурации привода. Один тормозной модуль может использоваться для каждого полного 0.5 мФ емкостного сопротивления DC сети.

Если емкостного сопротивления DC сети недостаточно для работы числа тормозных модулей, то для его увеличения могут использоваться конденсаторные модули. Должно учитываться максимально допустимое емкостное сопротивление DC сети группы привода на сетевом модуле. Максимальное емкостное сопротивление DC сети, учитываемое для предварительной зарядки ограничения тока на сетевых модулях, перечислено в технических данных для сетевых модулей.

Тормозной резистор снимает избыточную энергию с DC сети:

 

Рабочий цикл для тормозных резисторов

 

Конденсаторные модули

Конденсаторные модули используются для увеличения емкостного сопротивления DC сети для буферизования кратковременных потерь мощности. Если емкостного сопротивления DC сети недостаточно для использования одного или некоторого числа тормозных модулей, то каждый конденсаторный модуль может увеличить ее на 4 мФ.

 

Модуль регулирования питания

Модуль регулирования питания обеспечивает 24 В DC электроснабжение через сеть или DC сеть для поддержания питания компонентов в случае сбоя сети. Это делает возможным, например, выполнить действия аварийного отвода в случае сбоя питания сети.

 

10. Расчет требований тока для источника питания постоянного тока 24 В для компонентов и спецификация источников питания (источник питания SITOP, модули регулирования питания)

 

Сетевые модули, моторные модули, опционные модули и другие системные компоненты должны обеспечиваться 24 В DC напряжением через электронный источник питания, доступный внешне, или через модули регулирования питания. Сетевые и моторные модули имеют встроенные 24 В DC шинопроводы для 24 В DC напряжения, а другие компоненты имеют клеммы.

Источники питания SITOP, имеющиеся в виде модульного решения для 20А и 40А, используются для обеспечения внешнего 24 В DC электропитания.

 

Определение модуля электропитания, используемого внешне

Существующие требования перечислены в таблице ниже:

    

Модули

Требования тока DC 24В

A

Блок управления CU320

·     CU320 без нагрузки

0.8

·     На каждый цифровой выход

макс. 0.5

тип. 0.1

·     Телесервис PROFIBUS

макс. 0.15

Дополнительные системные компоненты

·     TB30 Клеммная панель

< 0.1

·     На каждый цифровой выход

макс. 0.5

тип. 0.1

·     TM31 Клеммный модуль

тип. 0.2

·     На каждый цифровой выход

макс. 0.5

тип. 0.1

Сетевые модули Smart

·     5 кВт

1.0

·     10 кВт

1.3

Сетевые модули Active

·     16 кВт

1.0

·     36 кВт

1.4

·     55 кВт

1.7

·     80 кВт

2.0

·     120 кВт

2.5

Однодвигательные модули

·     3 A

0.8

·     для 1хDRIVE_CLiQ

тип. 0.25

·     для 1хтормоза

тип. 0.4 дo 1.1

·     5 A

0.8

·     для 1хDRIVE_CLiQ

тип. 0.25

·     для 1х тормоза

тип. 0.4 дo 1.1

·     9 A

0.85

·     для 1хDRIVE_CLiQ

тип. 0.25

·     для 1х тормоза

тип. 0.4 дo 1.1

·     18 A

0.85

·     для 1хDRIVE_CLiQ

тип. 0.25

·     для 1х тормоза

тип. 0.4 дo 1.1

·     30 A

0.9

·     для 1хDRIVE_CLiQ

тип. 0.25

·     для 1х тормоза

тип. 0.4 дo 1.1

·     45 A

1.2

·     для 1хDRIVE_CLiQ

тип. 0.25

·     для 1х тормоза

тип. 0.4 дo 2.0

·     60 A

1.2

·     для 1хDRIVE_CLiQ

тип. 0.25

·     для 1х тормоза

тип. 0.4 дo 2.0

·     85 A

1.5

·     для 1хDRIVE_CLiQ

тип. 0.25

·     для 1х тормоза

макс. 2.0

·     132 A

1.5

·     для 1хDRIVE_CLiQ

тип. 0.25

·     для 1х тормоза

макс. 2.0

·     200 A

1.5

·     для 1хDRIVE_CLiQ

тип. 0.25

·     для 1х тормоза

макс. 2.0

Двухдвигательные модули

·     2х3 A

1.0

·     для 2хDRIVE_CLiQ

тип. 0.5

·     для 2х тормозов

тип. 0.8 дo 2.2

·     2х5 A

1.0

·     для 2хDRIVE_CLiQ

тип. 0.5

·     для 2х тормозов

тип. 0.8 дo 2.2

·     2х9 A

1.0

·     для 2хDRIVE_CLiQ

тип. 0.5

·     для 2х тормозов

тип. 0.8 дo 2.2

·     2х18 A

1.0

·     для 2хDRIVE_CLiQ

тип. 0.5

·     для 2х тормозов

тип. 0.8 дo 2.2

Тормозной модуль

·     Тормозной модуль

0.5

Сенсорные модули

·     Сенсорный модуль SMC10

тип. 0.25

·     Сенсорный модуль SMC20

тип. 0.25

·     Сенсорный модульSMC30

тип. 0.33

 

 

Расчет выполняется с использованием следующей формулы:

 [CU320 + TB30 + CBC10 + сетевой модуль +  (моторные модули + SMCxx + тормозной сигнал мотора)]

Другие системные компоненты (например, линейный контактор) также должны учитываться.

 

Предельные значения для конфигурации:

  • Макс. пропускная способность тока встроенного 24 В DC шинопровода 20А.
  • В случае повышенных требований к току количество 24 В DC источников питания должно обеспечивать одну группу привода. Дополнительные источники питания обеспечиваются с использованием 24 В клеммных адаптеров.
  • Поперечные сечения кабеля до 2.5 мммогут соединяться с блоком управления, клеммными панелями, клеммными и сенсорными модулями.
  • Поперечные сечения кабеля до 6 мммогут соединяться с 24 В клеммными адаптерами для сетевых и моторных модулей.
  • Внешний источник питания 24 В DC используется только для компонентов SINAMICS и непосредственных нагрузок.

 

11. Спецификация компонентов для системы связи

 

Чтобы укомплектовать систему привода, такие компоненты как двигатели и датчики должны соединяться кабелями.

Для двигателей с интерфейсом DRIVE-CLiQ источник питания DC 24 В  обеспечивается через кабели DRIVE-CLiQ. На всех других сенсорных модулях должен обеспечиваться отдельный источник питания DC 24 В .

 

Система связи системы привода

 

Легенда

Кабель

Описание

(1)

Кабели DRIVE_CLiQ

Стандартные кабели для внутришкафной конфигурации без 24В магнитопроводов

(2)

КабелиDRIVE_CLiQ MOTION_CONNECT 500/800

Экранированные кабели MOTION-CONNECT 500 для стационарной установки (например, в кабельных каналах), и MOTION-CONNECT 800 для гибкой установки (например, в кабельных цепочках) с 24 В магнитопроводами

(3)

Сигнальные кабели MOTION_CONNECT 500/800

Подходят для рассматриваемой системы измерения; в версиях MOTION-CONNECT 500 экранированные кабели для стационарной установки (например, в кабельных каналах), и MOTION-CONNECT 800 для гибкой установки (например, в кабельных цепочках)

(4)

Силовые кабели MOTION_CONNECT 500/800

Экранированные кабели MOTION-CONNECT 500 для стационарной установки (например, в кабельных каналах) и MOTION-CONNECT 800 для гибкой установки (например, в кабельных цепочках)

 

12. Конфигурация компонентов группы привода

 

Группа привода SINAMICS S включает в себя сетевой модуль, моторные модули, компоненты DC сети, блок управления и опционно модули расширения.

При выборе конфигурации группы привода должны учитываться следующие критерии:

·     Сетевой модуль должен всегда располагаться слева как первый модуль.

·     На каждую группу разрешается только один сетевой модуль.

·     Количество групп привода должно быть сконфигурировано для источников питания, которые не могут быть обеспечены самым высоким номинальным значением.

·     Моторные модули должны располагаться возле сетевого модуля в порядке убывания номинального тока слева направо (самый высокий номин. ток слева, самый низкий - справа). Вследствие возросших токов моторные модули с шириной корпуса  300 мм имеют шинопроводы DC сети с увеличенным поперечным сечением. В группе привода следует обеспечить, чтобы  шинопроводы DC сети соответствовали требованиям пропускной способности тока для связанных моторных модулей  .

·     Для многозвенных цепей привода могут использоваться сетевые адаптеры.

·     Группы привода должны быть сконфигурированы таким образом, чтобы общая длина всех силовых кабелей (моторных и сетевых) в каждой отдельной группе, которые предпочтительно должны быть экранированы, была 350 м (1148 футов).

 

Дополнительные критерии для использования тормозного модуля:

·     Тормозной модуль обычно размещается справа, рядом с самым маленьким моторным модулем. Это очень важно в тех случаях, когда группа привода включает в себя количество очень похожих моторных модулей.

·     В случае неравномерного распределения энергии, например, если высокомощные моторные модули используются в связке с такими же маломощными, тормозной модуль должен устанавливаться между моторными модулями, чьи номинальные мощности отличаются максимально, т.к. поперечные сечения шинопроводов DC сети будут изменяться на основе измерений вследствие пропускной способности тока встроенных шинопроводов DC сети.

 

Расположение моторных модулей на базе мощности

 

·     Позиция установки блока управления гибкая. Возможны следующие опции конфигурации:

·     "Стыковка" на левой стороне сетевого модуля

·     Непосредственное размещение рядом с группой привода на монтажной плате

·     Установка в других местах шкафа, с учетом допустимой длины кабеля DRIVE-CLiQ.

·     ДОЛЖЕН соблюдаться следующий минимум необходимых вентилируемых пространств для компонентов:

 

Вентилируемые пространства для компонентов книжного формата

 

 

Вентилируемые пространства для сенсорных и клеммных модулей

 

·     Если установлено на задней панели, то сетевые стабилизаторы и сетевые фильтры требуют вентилируемого пространства на 100 мм выше и ниже соответственно.

    

Пример заказа

 

Трубчатая машина для изготовления пакетов

Описание применения - Техническая последовательность

Экстрактор полимерной пленки

Упаковочная пленка разматывается из рулона с помощьюподающих валиков на заправочной трубе. Сначала материал пропускается через плавающий валик. Конечные положения плавающего валика записываются. Как только конечные позиции достигнуты, машина останавливается. Регулятор пленки правильно выравнивает пленку.

 

Заправочная труба с транспортировочными валиками

Затем пленка протягивается через профилировочное плечо для создания пленочной трубки. Далее она вертикально перемещается через станок с помощью заправочной трубы. Транспортировочные валики отвечают за транспортировку пленки.

На пленках с отпечатанными логотипами позиция печатной метки постоянно контролируется. Любые деформации, вызванные растяжением пленки, корректируются механизмом подачи пленки, так что отпечатанный логотип появляется на упаковке в пределах соответствующих границ допуска.

 

Герметизация

Трубка герметизируется продольной сварочной машиной. Во время этого процесса применяются тепло и давление. Важно поддерживать постоянное время запаивания. 

Станок, описанный здесь, является трубчатой машиной для изготовления пакетов с непрерывным режимом. Поэтомупродольные  герметизирующие балки следуют профилю кривой (подобно форме D).

Во время продольной герметизации также используются тепло и давление. Механизм продольной герметизации управляется сервомотором и следует серии циклических движений.

 

Подача продукта

Если механизм продольной герметизации закрыт, когда трубка его достигла, то продукт загружается в резервуар через чашку, дозировочную чашу, или, как на этом примере, через дозировочную воронку. Одновременно нижняя часть трубки герметизируется и предварительно наполненная трубка отделяется.

Пакеты, изготовленные трубчатой машиной, передаются затем на другие машины, например, машинам для упаковки партии продукта.

 

Общее управление станком

Все важные параметры машины могут быть изменены во время операции или когда она остановлена:

  • Температура герметизации
  • Время переключения для подачи продукта
  • Длина пакета
  • Выравнивание пленки

 

Визуализация

Интерфейс HMI выполняет следующие функции:

  • Процесс и мониторинг
  • Хранениепрограммиуправлениерецептом

Необходима сенсорная индикаторная панель процесса

 

Схематическое изображение машина для изготовления трубчатых пакетов или мешков

 

Следующая таблица, полученная из описания задачи, показывает, как адаптируются решения к главным функциям станка.

Примечание:

Одна эта задача может быть решена разными путями. Здесь показано одно из возможных решений. Ради прозрачности не были включены подробный выбор систем привода и методы подключения.

Все компоненты должны поддерживать коммуникацию через PROFIBUS DP.

 

Подсистема

Функции/требования

Решение

Заказной номер

Экстрактор пленки

Выравнивание пленки

Требуется привод позиционирования для установки правильного положения пленки.

1 x интеллектуальный SIMODRIVE POSMO A двигатель позиционирования

 

6SN2132_0AA11_1BA0

Заправочная труба с транспортировочными валиками

Транспортировочные валики

Транспортировочные валики, управляемые сервомотором, протягивают пленку по заправочной трубе.

Любые деформации, вызванные растяжением пленки, должны корректироваться регулировкой подачи пленки.

 

1 x синхронный двигатель с инкрементным датчиком с sin/cos (1 V pp )

M 0 = 1.1 Нм (0.8 фунтf-дюйм)

T = 100 K

n rated = 6000 об/мин

Использование сервопривода делает возможным точное и высоко динамичное перемещение пленки, обеспечивающее правильное позиционирование отпечатанного логотипа.

 

1FK7032_5AK71_1DG2

Герметизация

Продольная герметизация

Движение для продольной герметизации производится приводом, который обеспечивает точность и высокую динамику.

1 x синхронный двигатель с резольвером

M 0 = 3.1 Нм (2.3 фунтf-дюйм)

T= 100 K

nrated = 6000 об/мин

Использование сервопривода обеспечивает точные и высоко динамичные характеристики искрового пробоя.

1FK7043_7AK71_1YG2

 

Поперечная герметизация

Движение для поперечной герметизации производится приводом, который обеспечивает точность и высокую динамику.

1 x синхронный двигатель с резольвером

M 0 = 3.1 Нм (2.3 фунтf-дюйм)

T= 100 K

nrated = 6000 об/мин

Использование сервопривода обеспечивает точные и высоко динамичные характеристики искрового пробоя.

1FK7043_7AK71_1YG2

Подача продукта

Дозировочная воронка

Подача продукта требует точной и высоко динамичной системы привода.

1 x синхронный двигатель с инкрементным датчиком с sin/cos (1 Vpp)

M 0 = 1.1 Нм (0.8 фунтf-дюйм)

T = 100 K

n rated = 6000 об/мин

Использование сервопривода делает возможным точное и высоко динамичное перемещение пленки, обеспечивающее правильное позиционирование отпечатанного логотипа.

1FK7032_5AK71_1DG2

 

Используются следующие компоненты SINAMICS S120:

 

Описание

Комментарий

Количество

Заказной номер

Блок управленияCU320 (безCompact Flash Card)

Связь между системой автоматизации Motion Control и приводом происходит через стандарт. интерфейс PROFIBUS.

Если модуль установлен на сетевом модуле Active посредством крепежных скоб, встроенных в сторону, то распорки не требуются.

1

6SL3040_0MA00_0AA0

CompactFlash Card с расширением производит-ти 1 Опция микропрограм. обеспечения

Необходимая эффективность уже рассчитана. Альтернативой могла бы служить CompactFlash Card без опций микропрограм. обеспечения (6SL3054-0AA00-1AA0) и лицензионное микропрограм. обеспечение Расширение производит-ти 1 (6SL3074-0AA01-0AA0)

1

6SL3054_0AA01_1AA0

Сетевой фильтр для сетевого модуля Active 16 кВт

Сетевой фильтр ограничивает кондуктивные помехи, создаваемые блоками питания, до значений, допустимых для промышленной производственной среды.

Однозначное присвоение к сетевому модулю Active 16 кВт (21.5 л.с.).

1

6SL3000_0BE21_6AA0

Сетевой дроссель для сетевого модуля Active 16 кВт

Если используется вместе с сетевым модулем Active дроссель сохраняет энергию для работы повышающего преобразователя (сеть DC 600 В):

Здесь взаимно-однозначное присвоение к сетевому модулю 16 кВт (21.5 л.с.).

1

6SN1111_0AA00_0BA1

Сетевой модуль Active 16 кВт

Пластина подключения экрана силового кабеля встроена в разъем.

Кабель DRIVE-CLiQ входит в объем поставки.

1

6SL3130_7TE21_6AA0

Двухдвигательный модуль 3 A

Для 2 двигателей

1FK7032-5AK71-1AG2 (транспортировочный валик и дозировочная воронка). Пластина подключения экрана встроена в разъем (включен в сборный силовой кабель).

Кабель DRIVE-CLiQ входит в объем поставки.

1

6SL3120_2TE13_0AA0

Двухдвигательный модуль 9 A

Для 2 двигателей

1FK7043-7AK71-1TG2 (продольная и поперечная герметизация).

Пластина подключения экрана встроена в разъем (включен в сборный силовой кабель).

Кабель DRIVE-CLiQ входит в объем поставки.

1

6SL3120_2TE21_0AA0

Тормозной модуль

Доводит машину до контролируемого останова в случае сбоя сети электроснабжения. При стандартной работе энергетический баланс порождается сетевым модулем Active.

1

6SL3100_1AE31_0AA0

Тормозной резистор 0.3/25 кВт (0.5/33 л.с.)

Подходит для тормозного модуля.

1

6SN1113_1AA00_0DA0

Предупреждающие знаки на иностранных языках

Если машина экспортируется во Францию, то необходимы предупредительные этикетки на франц. языке.

1 набор необходим для каждого сетевого, моторного и тормозного модуля.

4

6SL3166_3AB00_0AA0

Сенсорный модуль SMC20, встроенный в шкаф (без кабеля DRIVE-CLiQ)

Для оценки сигнала датчика на двигателях 1FK7032-5AK71-1AG2

2

6SL3055_0AA00_5BA0

Сенсорный модуль SMC10, встроенный в шкаф (без кабеля DRIVE-CLiQ)

Для оценки сигнала датчика на двигателях 1FK7043-7AK71-1TG2

2

6SL3055_0AA00_5AA0

Сборный силовой кабель MOTION-CONNECT 800

Без тормозных сердечников 4 х 1.5 , 4 х 1.5 мм(2), размер штекера 1 (со стороны двигателя), 10 м (32.8 фута)

2

6FX8002_5CS01_1BA0

Сборный сигнальный кабель MOTION-CONNECT 800

Для SMC20 с инкрементным датчиком sin/cos (1 Vpp), 10 м (32.8 фута)

2

6FX8002_2CA31_1BA0

Сборный силовой кабель MOTION-CONNECT 500

Без тормозных сердечников, 4 х1.5 мм(2), размер штекера 1 (со стороны двигателя), 5 м (16.4 фута)

2

6FX5002_5CS01_1AF0

Сборный сигнальный кабель MOTION-CONNECT 500

Для SMC10 с резольвером, 5  (16.4 фута)

2

6FX5002_2CF02_1AF0

Блок питания SITOP modular 24 В DC, 20 A

Общие требования тока (24 В DC) компонентов SINAMICS, включая моторные датчики, составляют 6.3 A:

CU320: 0.8 A

16 кВт (21.5 л.с.) Сетевой модуль Active: 1.3 A

Двухдвигат. модуль 3 A: 0.8 A

Двухдвигат. модуль 9 A: 0.8 A

Тормозной модуль: 0.2 A

Сенсорный модуль SMC20, встроенный в шкаф (без кабеля DRIVE-CLiQ) 2x: 2 х 0.6 A

Сенсорный модуль SMC10, встроенный в шкаф (без кабеля DRIVE-CLiQ)

2x: 2 х 0.6 A

 

Блок питания связан с клеммным адаптером 24 В на сетевом модуле Active (входит в объем поставки сетевого модуля) и распределяется через встроенный шинопровод 24 В. CU320 и сенсорные модули должны связываться отдельно через свои собственные 24 В DC разъемы для блока питания (входят в объем поставки каждого модуля).

1

6EP1436_3BA00

 

 

         

Изготовитель: Siemens AG

Поставщик: Департамент Siemens Техника автоматизации и приводы