SINAMICS Drives. SINAMICS G110, SINAMICS G120 Standardumrichter SINAMICS G110D, SINAMICS G120D Dezentrale Umrichter. Katalog D 11.

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1 SINAMICS G110, SINAMICS G120 Standardumrichter SINAMICS G110D, SINAMICS G120D Dezentrale Umrichter Katalog D SINAMICS Drives Answers for industry.

2 Verwandte Kataloge SINAMICS G130 D 11 Umrichter-Einbaugeräte SINAMICS G150 Umrichter-Schrankgeräte E86060-K5511-A101-A MICROMASTER DA 51.2 Umrichter MICROMASTER 20/30/0 0,12 kw bis 250 kw E86060-K5151-A121-A6 Motion Control PM 21 SIMOTION, SINAMICS S120 und Motoren für Produktionsmaschinen E86060-K921-A101-A1 SINAMICS S110 PM 22 Der Einfachpositionierantrieb E86060-K922-A101-A1 MICROMASTER/COMBIMASTER DA 51.3 Umrichter MICROMASTER 11 Dezentrale Antriebslösungen COMBIMASTER 11 E86060-K5251-A131-A2 SITRAIN Training for Automation and Industrial Solutions E86060-K6850-A101-B9 ITC Niederspannungsmotoren D 81.1 IEC Käfigläufermotoren Baugrößen 56 bis 50 E86060-K5581-A111-A3 E86060-K5581-E111-A1 (Ergänzung) Niederspannungs-Schalttechnik LV 1 SIRIUS SENTRON SIVACON E86060-K1002-A101-A8 FLENDER MD 10.1 Standardkupplungen Technische Information incl. LV 1 T E86060-K5710-A111-A2 AC NEMA & IEC Motors D 81.2 Nähere Informationen im Internet U.S./ unter: Canada Industry Automation CA 01 and Motion Control Die Offline-Mall (DVD) E86060-D001-A500-C7 A&D Mall MOTOX Getriebemotoren D 87.1 E86060-K5287-A111-A2 Industrielle Kommunikation Teil 5: Dezentrale Peripherie SIMATIC ET 200 Frequenzumrichter ET 200S FC E86060-K6710-A101-B6 IK PI Internet: Weiterführende Dokumentation Alle Informationsmaterialien, wie z. B. Werbeschriften, Kataloge, Handbücher und Betriebsanleitungen der Standardantriebstechnik finden Sie stets aktuell im Internet unter den Adressen Hier können Sie die angebotenen Dokumentationen bestellen oder in gängigen Dateiformaten (PDF, ZIP) downloaden. neu In diesem Katalog neu enthaltene Produkte.

3 SINAMICS G110, SINAMICS G120 Standardumrichter SINAMICS G110D, SINAMICS G120D Dezentrale Umrichter Katalog D Sehr geehrte Kundin, sehr geehrter Kunde, wir freuen uns, Ihnen den neuen Katalog D 11.1 Ausgabe 2009 vorstellen zu können. Gegenüber der letzten Ausgabe sind im wesentlichen folgende neue Produkte enthalten, wobei diese im Katalog mit neu gekennzeichnet sind: 7 Intelligent Operator Panel (IOP) in Schutzart IP5 7 SINAMICS G120 Control Units CU230P-2 7 SINAMICS G120 Power Modules PM20, Baugröße FSGX, von 160 kw bis 250 kw 7 SINAMICS G120 Power Modules PM250, ungefilterte Varianten, von 18,5 kw bis 90 kw 7 SINAMICS G120 Kompaktumrichter bestehend aus Power Module, Control Unit und Bedienfeld 7 SINAMICS G120 Sinusfilter für Power Modules PM20 und PM250 7 SINAMICS G120 Chemiemodul CM20NE mit ATEX-zertifizierter Kaltleiterauswertung und NAMUR-Klemmleiste in Verbindung mit der Control Unit CU20 DP-F 7 SINAMICS G110D Dezentrale Umrichter in hoher Schutzart IP55 für Basisanwendungen, von 0,75 kw bis 7,5 kw 7 SD Manual Collection auf DVD Wir hoffen, dass unser neuer Katalog D 11.1 für Sie eine oft und gern benutzte Bestellunterlage sein wird. Ihre Anregungen und Verbesserungswünsche nehmen wir gern entgegen (Fax-Formular auf der Rückseite). Die in diesem Katalog aufgeführten Produkte sind auch Bestandteil des Katalogs CA 01 auf DVD. Bei Interesse wenden Sie sich bitte an Ihre Siemens Geschäftsstelle. Die Auswahlhilfe SD-Konfigurator ist ebenfalls Bestandteil des Katalogs CA 01 und zusätzlich tagesaktuell im Internet verfügbar: Aktuelle Informationen über SINAMICS finden Sie im Internet unter: Einen Zugang zu unserem interaktiven Katalog und Online-Bestellsystem finden Sie im Internet unter: Mit freundlichen Grüßen Tobias Hornung Thomas Medved Leiter Produktmanagement Leiter Marketing und Promotion Siemens AG, Industry Sector, Drive Technologies, Standard Drives SINAMICS Drives s

4 Fax-Formular Fragebogen zum Katalog D 11.1 mit Preisliste An Ihre Anschrift Siemens AG Industry Sector Drive Technologies Standard Drives Postfach Erlangen DEUTSCHLAND Fax: +9 (0) documentation.standard.drives@siemens.com Name Funktion Firma/Abteilung Straße/Nr. PLZ/Ort Tel.-Nr./Fax Auf Ihre Meinung legen wir Wert! Mit dem Katalog D 11.1 und der zugehörigen Preisliste bieten wir Ihnen eine wichtige Basis zur Produktinformation, Auswahl und Bestellung. Wir sind stets bestrebt, diese Bestellunterlagen weiter zu verbessern. Dafür füllen Sie bitte diesen Fragebogen aus und senden ihn per Fax an uns. Vielen Dank! Bitte geben Sie bei den folgenden Punkten Ihre persönliche Bewertung mit den Werten von 1 (= gut) bis 6 (= schlecht) an: Katalog Preisliste Entsprechen die Inhalte im Katalog Ihren Anforderungen? Sind die benötigten Informationen leicht zu finden? Sind die Texte leicht verständlich? Entsprechen die Inhalte in der Preisliste Ihren Anforderungen? Sind die benötigten Informationen leicht zu finden? Sind die Texte leicht verständlich? Entsprechen die technischen Einzelheiten im Katalog Ihren Anforderungen? Wie bewerten Sie die Qualität der Grafiken und Bilder im Katalog? Entsprechen die technischen Einzelheiten in der Preisliste Ihren Anforderungen? Haben Sie sonstige Anregungen?

5 SINAMICS Drives SINAMICS G110, SINAMICS G120 Standardumrichter SINAMICS G110D, SINAMICS G120D Dezentrale Umrichter Katalog D Die in diesem Katalog aufgeführten Produkte und Systeme werden unter Anwendung eines zertifizierten Qualitätsmanagementsystems nach DINENISO9001: 2000 und DIN EN ISO 1001: 200 (Zertifikat-Registrier-Nr. DE QM UM) hergestellt/vertrieben. Das Zertifikat ist in allen IQ- Net-Ländern anerkannt. Einführung Die Antriebsfamilie SINAMICS Die Mitglieder der Antriebsfamilie SINAMICS Highlights Safety Integrated Efficient Infeed Technology SINAMICS G110 Standardumrichter 0,12 kw bis 3 kw SINAMICS G120 Standardumrichter 0,37 kw bis 250 kw SINAMICS G110D Dezentrale Umrichter 0,75 kw bis 7,5 kw SINAMICS G120D Dezentrale Umrichter 0,75 kw bis 7,5 kw Ungültig: Katalog D Die in diesem Katalog enthaltenen Produkte sind auch Bestandteil des elektronischen Kataloges CA 01 auf DVD. Bestell-Nr.: E86060-D001-A500-C7 Wenden Sie sich bitte an Ihre Siemens Geschäftsstelle Tools und Projektierung SD-Konfigurator SIZER, STARTER, Drive ES SinaSave Dienstleistungen und Dokumentation Training, Trainingskoffer Dokumentation Customer Support Anhang Frequenzumrichter, Motoren, Ansprechpartner, Online-Dienste, Verkaufs- und Lieferbedingungen, Exportvorschriften 7 8 9

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7 Answers for industry. Siemens Industry gibt Antworten auf die Herausforderungen in der Fertigungs-, Prozess- und Gebäudeautomatisierung. Unsere Antriebs- und Automatisierungslösungen auf Basis von Totally Integrated Automation (TIA) und Totally Integrated Power (TIP) finden Einsatz in allen Branchen. In der Fertigungs- wie in der Prozessindustrie. In Industrie- wie in Zweckbauten. Sie finden bei uns Automatisierungs-, Antriebs- und Niederspannungsschalttechnik sowie Industrie-Software von Standardprodukten bis zu kompletten Branchenlösungen. Mit der Industrie- Software optimieren unsere Kunden aus dem produzierenden Gewerbe ihre gesamte Wertschöpfungskette von Produktdesign und -entwicklung über Produktion und Vertrieb bis zum Service. Mit unseren elektrischen und mechanischen Komponenten bieten wir Ihnen integrierte Technologien für den kompletten Antriebsstrang von der Kupplung bis zum Getriebe, vom Motor bis zu Steuerungs- und Antriebslösungen für alle Branchen des Maschinenbaus. Mit der Technologieplattform TIP bieten wir Ihnen durchgängige Lösungen für die Energieverteilung. Mit unserer hohen Produktqualität setzen wir Maßstäbe in der Branche. Hohe Umweltschutz-Ziele sind Teil unseres strengen Umweltmanagements, und wir setzen diese konsequent um. Bereits bei der Produktentwicklung werden deren mögliche Auswirkungen auf die Umwelt beleuchtet: viele unserer Produkte und Systeme erfüllen daher die EG-Richtlinie RoHS (Restriction of Hazardous Substances). Selbstverständlich sind unsere Standorte nach DIN EN ISO 1001 zertifiziert. Doch Umweltschutz heißt für uns auch, wertvolle Ressourcen so effizient wie möglich zu nutzen. Bestes Beispiel dafür sind unsere energieeffizienten Antriebe, die bis zu 60 % weniger Energie benötigen. Überzeugen Sie sich selbst von den Möglichkeiten, die Ihnen unsere Automatisierungs- und Antriebslösungen bieten. Und entdecken Sie, wie Sie mit uns Ihre Wettbewerbsfähigkeit nachhaltig steigern können. Siemens D /3

8 ERP Unternehmensleitebene Managementebene MES Produktionsleitebene Betriebs- und Verfahrensebene SIMATIC PCS 7 Prozesssteuerung (DCS) Steuerungsebene Industrielle Software für Design und Engineering Installation und Inbetriebnahme Bedienung SIMOTION Motion Control System Wartung Modernisierung und Upgrades Energiemanagement SINUMERIK Computer Numeric Control Feldebene PROFIBUS PA Prozessinstrumentierung SIMATIC Sensors Totally Integrated Automation HART IO-Link Setzen Sie Standards in Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit. Totally Integrated Automation. Mit Totally Integrated Automation (TIA) bietet Siemens als einziger Hersteller eine durchgängige Basis zur Realisierung kundenspezifischer Automatisierungslösungen in allen Branchen, vom Wareneingang bis zum Warenausgang. 0/ Siemens D

9 Ethernet SIMATIC IT Ethernet SIMATIC WinCC SCADA-System Industrial Ethernet Industrial Ethernet SIMATIC Controller Modular/Embedded/ PC-basiert SIMATIC HMI Bedienen und Beobachten Safety Integrated SIMATIC NET Industrial Communication Niederspannungs- Schalttechnik PROFINET PROFIsafe Industrial Ethernet PROFIsafe PROFIBUS SIMATIC Dezentrale Peripherie SINAMICS Drive Systems ASIsafe AS-Interface Totally Integrated Power KNX GAMMA instabus TIA zeichnet sich aus durch seine einzigartige Durchgängigkeit. Sie sorgt mit reduziertem Schnittstellenaufwand für höchste Transparenz über alle Ebenen von der Feldebene über die Produktionsleitebene bis zur Unternehmensleitebene. Selbstverständlich profitieren Sie auch im gesamten Life Cycle Ihrer Anlage von den ersten Schritten der Planung über den Betrieb bis hin zur Modernisierung, bei der wir Ihnen mit der Durchgängigkeit in der Weiterentwicklung unserer Produkte und Systeme ein hohes Maß an Investitionssicherheit durch Vermeidung unnötiger Schnittstellen bieten. Bereits bei der Entwicklung unserer Produkte und Systeme ist die einzigartige Durchgängigkeit eine definierte Eigenschaft. Das Ergebnis: bestes Zusammenspiel aller Komponenten vom Controller über Bedienen und Beobachten, den Antrieben bis hin zum Prozessleitsystem. Damit reduziert sich die Komplexität der Automatisierungslösung Ihrer Anlage. Erfahren können Sie das zum Beispiel bereits beim Engineering der Automatisierungslösung in Form von reduziertem Zeit- und Kostenaufwand sowie im Betrieb mit den durchgängigen Diagnosemöglichkeiten von Totally Integrated Automation zur Steigerung der Verfügbarkeit Ihrer Anlage. Siemens D /5

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11 Einführung 1 1/2 Die Antriebsfamilie SINAMICS 1/2 Anwendungsbereich 1/2 Ausprägungen 1/2 Plattformkonzept 1/3 Qualität nach DIN EN ISO /6 Die Mitglieder der Antriebsfamilie SINAMICS Niederspannungs-Umrichter 1/6 SINAMICS G110 1/6 SINAMICS G120 1/6 SINAMICS G110D 1/6 SINAMICS G120D 1/7 SINAMICS G130/SINAMICS G150 1/7 SINAMICS S110 1/7 SINAMICS S120 1/7 SINAMICS S150 Mittelspannungs-Umrichter 1/8 SINAMICS GM150 1/8 SINAMICS SM150 1/8 SINAMICS GL150 Siemens D

12 SINAMICS Einführung 1 Die Antriebsfamilie SINAMICS SINAMICS G SINAMICS S Mixer/Mühlen Umformtechnik Verpackung Extrusion Walzwerke Pumpen/Lüfter/ Kompressoren Werkzeugmaschinen Fördertechnik Textil Holzbearbeitung Druck- und Papiermaschinen G_D211_DE_00137 Anwendungsgebiete der SINAMICS Familie Anwendungsbereich SINAMICS ist die neue Antriebsfamilie von Siemens für den industriellen Maschinen- und Anlagenbau. SINAMICS bietet Lösungen für alle Antriebsaufgaben: 7 Einfache Pumpen- und Lüfteranwendungen in der Prozessindustrie 7 Anspruchsvolle Einzelantriebe in Zentrifugen, Pressen, Extrudern, Aufzügen, Förder- und Transportanlagen 7 Antriebsverbände in Textil-, Folien- und Papiermaschinen, sowie in Walzwerksanlagen 7 Hochdynamische Servoantriebe für Werkzeug-, Verpackungs- und Druckmaschinen Ausprägungen Je nach Einsatzgebiet steht innerhalb der SINAMICS Familie für jede Antriebsaufgabe eine optimal zugeschnittene Ausprägung bereit. 7 SINAMICS G ist für Standardanwendungen mit Asynchronmotoren konzipiert. Diese Anwendungen zeichnen sich durch geringere Anforderungen in Bezug auf die Dynamik der Motordrehzahl aus 7 SINAMICS S löst anspruchsvolle Antriebsaufgaben mit Synchronmotoren und Asynchronmotoren und erfüllt hohe Anforderungen an - die Dynamik und die Genauigkeit - die Integration umfangreicher Technologiefunktionen in die Antriebsregelung Plattformkonzept und Totally Integrated Automation SINAMICS folgt in allen seinen Ausprägungen konsequent einem Plattformkonzept. Gemeinsame Hardware- und Software- Komponenten sowie einheitliche Tools für Auslegung, Projektierung und Inbetriebnahme garantieren eine hohe Durchgängigkeit zwischen allen Komponenten. Unterschiedlichste Antriebsaufgaben lassen sich mit SINAMICS ohne Systembrüche lösen. Die verschiedenen Ausprägungen von SINAMICS können einfach miteinander kombiniert werden. SINAMICS ist Bestandteil von Totally Integrated Automation von Siemens. Die Durchgängigkeit von SINAMICS in Projektierung, Datenhaltung und Kommunikation zur Automatisierungsebene garantiert aufwandsarme Lösungen mit den Steuerungssystemen SIMOTION, SINUMERIK und SIMATIC. 1/2 Siemens D

13 SINAMICS Einführung Die Antriebsfamilie SINAMICS 1 SIMOTION SINUMERIK SIMATIC SINAMICS Synchronmotoren Asynchronmotoren G_D211_DE_00202 SINAMICS als Bestandteil des Automatisierungsbaukastens von Siemens Qualität nach DIN EN ISO 9001 SINAMICS genügt höchsten Qualitätsansprüchen. Umfangreiche Qualitätssicherungsmaßnahmen in allen Entwicklungsund Produktionsprozessen sichern ein konstant hohes Qualitätsniveau. Unser Qualitätssicherungssystem ist selbstverständlich von einer unabhängigen Stelle nach DIN EN ISO 9001 zertifiziert. Siemens D /3

14 SINAMICS Einführung 1 Die Antriebsfamilie SINAMICS Niederspannung Mittelspannung Für Basisanwendungen Für hochwertige Anwendungen Für Basic Servoanwendungen Für anspruchsvolle Anwendungen Für Anwendungen mit hohen Leistungen SINAMICS G110 SINAMICS G110D SINAMICS G120 SINAMICS G120D SINAMICS G130/G150 SINAMICS S110 SINAMICS S120 SINAMICS S150 SINAMICS GM150/SM150/GL150 U/f- Steuerung U/f-Steuerung/FCC U/f-Steuerung/Vector-Regelung Servo- Regelung U/f-Steuerung/Vector-Regelung/Servo-Regelung U/f-Steuerung/ Vector-Regelung 0,12 kw bis 3 kw 0,75 kw bis 7,5 kw 0,37 kw bis 250 kw 0,75 kw bis 7,5 kw 75 kw bis 1500 kw 0,12 kw bis 90 kw 0,12 kw bis 500 kw 75 kw bis 1200 kw 0,8 MW bis 120 MW Pumpen, Lüfter, Förderbänder Fördertechnik Pumpen, Lüfter, Förderbänder, Kompressoren, Mischer, Mühlen, Extruder Einzelachspositionieranwendungen im Maschinenund Anlagenbau Motion Control-Anwendungen in Produktionsmaschinen (Verpackung,Textil, Druck, Papier, Kunststoff), Werkzeugmaschinen, Anlagen und Prozesslinien Prüfstände, Querschneider, Zentrifugen Pumpen, Lüfter, Kompressoren, Mischer, Extruder, Mühlen, Walzstraßen, Schachtförderantriebe G_D011_DE_0016b SIZER für die einfache Planung und Projektierung Gemeinsame Engineering Tools STARTER für die schnelle Inbetriebnahme, Optimierung und Diagnose 1/ Siemens D

15 SINAMICS Einführung Zugeschnitten auf die jeweiligen Einsatzgebiete umfasst SINAMICS die Familienmitglieder Niederspannungs-Umrichter (Netzversorgung < 1000 V) 7 SINAMICS G110 der vielseitige Antrieb für kleine Leistungen 7 SINAMICS G120 der modulare Einzelantrieb für kleine bis mittlere Leistungen 7 SINAMICS G110D der dezentrale, kompakte Einzelantrieb in hoher Schutzart für einfache Anwendungen 7 SINAMICS G120D der dezentrale, modulare Einzelantrieb in hoher Schutzart für hochwertige Anwendungen 7 SINAMICS G130 und SINAMICS G150 die universelle Antriebslösung für Einzelantriebe großer Leistung 7 SINAMICS S110 der Einfachpositionierantrieb für Einachsanwendungen 7 SINAMICS S120 das flexible, modulare Antriebssystem für anspruchsvolle Antriebsaufgaben 7 SINAMICS S150 die Antriebslösung für anspruchsvolle Einzelantriebe großer Leistung Mittelspannungs-Umrichter (Netzversorgung > 1000 V) 7 SINAMICS GM150 die universelle Antriebslösung für Einzelantriebe 7 SINAMICS SM150 die Antriebslösung für anspruchsvolle Einzel- und Mehrmotorenantriebe 7 SINAMICS GL150 die Antriebslösung für Synchronmaschinen bis 120 MW Die Antriebsfamilie SINAMICS Die SINAMICS Familie zeichnet sich durch folgende Systemeigenschaften aus: durchgängige Funktionalität durch Plattformkonzept Durchgängigkeit im Engineering hohes Maß an Flexibilität und Kombinierbarkeit breites Leistungsspektrum konzipiert für den weltweiten Einsatz SINAMICS Safety Integrated mehr Wirtschaftlichkeit und Effektivität Vielfalt an Kopplungsmöglichkeiten zu übergeordneten Steuerungen Totally Integrated Automation 1 Siemens D /5

16 SINAMICS Einführung Die Mitglieder der Antriebsfamilie SINAMICS 1 SINAMICS Niederspannungs-Umrichter SINAMICS G110 SINAMICS G120 SINAMICS G110D SINAMICS G120D Der vielseitige Antrieb für kleine Leistungen Anwendungsschwerpunkt Maschinen und Anlagen im industriellen und gewerblichen Bereich Anwendungsbeispiele Pumpen und Lüfter Hilfsantriebe Fördertechnik Fördertechnik Werbetafeln Torantriebe Zentrifugen Highlights Kompakt Flexibel an verschiedene Applikationen anpassbar Einfache und schnelle Inbetriebnahme Übersichtliche Anschlussklemmen Optimales Zusammenspiel mit SIMATIC und LOGO! Der modulare Einzelantrieb für kleine bis mittlere Leistungen Maschinen und Anlagen im industriellen und gewerblichen Bereich (Maschinenbau, Automobil, Textil, Chemie, Druck, Stahl) Pumpen und Lüfter Kompressoren Modular Flexibel erweiterbar Einfache und schnelle Inbetriebnahme Rückspeisung Innovatives Kühlkonzept Optimales Zusammenspiel mit SIMOTION und SIMATIC SINAMICS Safety Integrated Der dezentrale, kompakte Einzelantrieb in hoher Schutzart für einfache Anwendungen Horizontale Fördertechnik-Applikationen im industriellen Umfeld, Hauptfokus Distributionslogistik auf Flughäfen; generell geeignet für einfache, fördertechnische Aufgaben mit Vor-Ort-Bedienung oder Busanbindung über AS- Interface Fördertechnik Flughäfen Distributionslogistik Flache Bauform mit einheitlichen Bohrmaßen (konstanter Footprint) in Schutzart IP65 Einfache und schnelle Inbetriebnahme Varianten mit und ohne Reparaturschalter Optionaler Schlüsselschalter AS-Interface-Busparametrierung Quick-Stopp-Funktion Integrierte Bremsenansteuerung DC 180 V Optimales Zusammenspiel mit SIMATIC und LOGO! Katalog D 11.1 Katalog D 11.1 Katalog D 11.1 Katalog D 11.1 Der dezentrale, modulare Einzelantrieb in hoher Schutzart für hochwertige Anwendungen Fördertechnische Antriebsanwendungen im industriellen Umfeld, Hauptfokus Automobilindustrie; geeignet auch für hochperformante Anwendungen u. a. im Flughafenbereich und in der Nahrungs- und Genussmittelindustrie (ohne Tenside) Fördertechnik Elektrohängebahnen in der Distributionslogistik Flache Bauform mit einheitlichen Bohrmaßen (konstanter Footprint) in Schutzart IP65 Modular Flexibel erweiterbar Einfache und schnelle Inbetriebnahme Rückspeisung Optimales Zusammenspiel mit SIMOTION und SIMATIC SINAMICS Safety Integrated 1/6 Siemens D

17 SINAMICS Einführung SINAMICS Niederspannungs-Umrichter Die Mitglieder der Antriebsfamilie SINAMICS SINAMICS G130, SINAMICS G150 SINAMICS S110 SINAMICS S120 SINAMICS S150 1 Die universelle Antriebslösung für Einzelantriebe großer Leistung Anwendungsschwerpunkt Maschinen und Anlagen in der Prozess- und Fertigungsindustrie, Wasser/Abfall, Kraftwerke, Öl und Gas, Petrochemie, Grundstoffchemie, Papier, Zement, Steine, Stahl Der Einfachpositionierantrieb für Einachsanwendungen Maschinen und Anlagen im industriellen Bereich, bei denen Maschinenachsen auf möglichst einfache Weise schnell und exakt positioniert werden sollen Das flexible, modulare Antriebssystem für anspruchsvolle Antriebsaufgaben Maschinen und Anlagen im industriellen Bereich (Verpackung, Kunststoff, Textil, Druck, Holz, Glas, Keramik, Pressen, Papier, Hebezeuge, Semiconductor, Montage- und Prüfautomaten, Handling, Werkzeugmaschinen) Die Antriebslösung für anspruchsvolle Einzelantriebe großer Leistung Maschinen und Anlagen in der Prozess- und Fertigungsindustrie, Nahrungs- und Genussmittel, Automobil- und Stahlindustrie, Bergbau/Tagebau, Schiffbau, Hebezeuge, Fördertechnik Anwendungsbeispiele Pumpen und Lüfter Kompressoren Handlingsgeräte Zuführ- und Entnahmeeinrichtungen Motion Control Anwendungen (Positionieren, Gleichlauf) Prüfstandsantriebe Zentrifugen Numeric Control, interpolierende Aufzugs- und Krananlagen Extruder und Mischer Mühlen Stapeleinheiten Bewegungsführung Querschneider und Scheren Montageautomaten Converting Förderbänder Laborautomatisierung Technologische Anwendungen Pressen Metallbearbeitung Kabelwinden Holz-, Glas-, Keramikindustrie Druckmaschinen Kunststoffmaschinen Highlights Platzsparend Geräuscharm Einfache und schnelle Inbetriebnahme Universell einsetzbar Flexibel, modular Skalierbar in Leistung, Funktion, Achszahl, Performance Universell einsetzbar Flexibel, modular Skalierbar in Leistung, Funktion, Achszahl, Performance Vierquadrantbetrieb serienmäßig Hohe Regelgenauigkeit und Dynamik Nahezu netzrückwirkungsfrei, SINAMICS G130: modulare Komponentenahme, Autokonfigurierung nahme, Autokonfigurierung unterschritten Einfache und schnelle Inbetrieb- Einfache und schnelle Inbetrieb- THD gemäß IEEE 519 wird weit SINAMICS G150: anschlussfertiges Schrankgerät temarchitektur temarchitektur nungsschwankungen Innovative, zukunftssichere Sys- Innovative, zukunftssichere Sys- Tolerant gegenüber Netzspan- Optimales Zusammenspiel mit (Abgestufte Ein-/Rückspeisekonzeptekonzeptkompensation Abgestufte Ein-/Rückspeise- Möglichkeit zur Blindleistungs- SIMATIC Breites Motorenspektrum Breites Motorenspektrum Einfache und schnelle Inbetriebnahme (Optimales Zusammenspiel mit Optimales Zusammenspiel mit SIMOTION, SIMATIC und SIMOTION, SIMATIC und Anschlussfertiges Schrankgerät SINUMERIK) SINAMICS Safety Integrated SINUMERIK SINAMICS Safety Integrated Optimales Zusammenspiel mit SIMATIC Katalog D 11 Katalog PM 22 Kataloge PM 21 und D 21.3 Katalog D 21.3 Siemens D /7

18 SINAMICS Einführung Die Mitglieder der Antriebsfamilie SINAMICS 1 SINAMICS Mittelspannungs-Umrichter SINAMICS GM150 SINAMICS SM150 SINAMICS GL150 Die universelle Antriebslösung für Einzelantriebe Anwendungsschwerpunkt Maschinen und Anlagen in der Prozessindustrie Anwendungsbeispiele Pumpen und Lüfter Kompressoren Extruder und Mischer Mühlen Schiffsantriebe Highlights Platzsparend Einfache und schnelle Inbetriebnahme Anschlussfertiges Schrankgerät Optimales Zusammenspiel mit SIMATIC Die Antriebslösung für anspruchsvolle Einzel- und Mehrmotorenantriebe Maschinen und Anlagen unter anderem in der Stahlerzeugung und im Bergbau Walzwerke Förderkörbe Prüfstandsantriebe Förderbänder Vierquadrantbetrieb serienmäßig Hoher Wirkungsgrad und motorschonender Betrieb Hohe Regelgenauigkeit und Dynamik Nahezu netzrückwirkungsfrei Möglichkeit zur Blindleistungskompensation Einfache und schnelle Inbetriebnahme Anschlussfertiges Schrankgerät Optimales Zusammenspiel mit SIMATIC Katalog D 12 Katalog D 12 Die Antriebslösung für Synchronmaschinen bis 120 MW Maschinen und Anlagen in der Prozessindustrie, besonders im Sektor Öl, Gas und Petrochemie Kompressoren Pumpen und Lüfter Extruder und Kneter Schiffsantriebe Hochofengebläse Kompaktes Design und hohe Leistungsdichte Einfaches Bedienen und Beobachten Extrem betriebssicher und nahezu wartungsfrei Volldigitale Transvector-Regelung Zwei Drehrichtungen durch Umschalten des Drehfeldes Fügt sich nahtlos in übergeordnete Automatisierungssysteme ein 1/8 Siemens D

19 Highlights 2 2/2 Safety Integrated 2/2 Übersicht 2/3 Funktion 2/9 Efficient Infeed Technology 2/9 Übersicht 2/9 Nutzen 2/10 Anwendungsbereich 2/10 Weitere Info Siemens D

20 SINAMICS G120, SINAMICS G120D Highlights Safety Integrated 2 Übersicht Mit den integrierten Sicherheitsfunktionen von SINAMICS G120 und SINAMICS G120D kann ein hochwirksamer Personen- und Maschinenschutz praxisgerecht realisiert werden. SINAMICS G120 und SINAMICS G120D bieten folgende Safety- Integrated-Funktionen (Begriffe nach IEC ): Safe Torque Off (STO) Safe Stop 1 (SS1) Safely Limited Speed (SLS) Safe Brake Control (SBC) (nur bei SINAMICS G120) Die Safety-Integrated-Funktionen sind im Antriebssystem komplett integriert. Sie können wie folgt aktiviert werden: über sichere Digitaleingänge an der Control Unit (nur bei SINAMICS G120) ohne dass ein zusätzliches Sicherheitsschaltgerät nötig ist über PROFIBUS mit PROFIsafe über PROFINET mit PROFIsafe Die Safety-Integrated-Funktionen sind voll elektronisch ausgeführt und bieten dadurch kurze Reaktionszeiten im Vergleich zu Lösungen mit extern ausgeführten Überwachungsfunktionen. Hierfür ist weltweit einmalig keine Drehzahlrückführung durch Sensoren oder Encoder notwendig. Die Funktionen STO und SBC können ohne Einschränkungen bei allen Anwendungen verwendet werden. Die Funktionen SS1 und SLS sind zulässig bei allen Anwendungen, bei denen eine Beschleunigung der Last nach Abschalten des Frequenzumrichters nicht auftreten kann. Sie sind somit für Anwendungen mit durchziehenden Lasten wie z. B. Hubwerke und Abwickler nicht zulässig. Gesetzliche Rahmenbedingungen Hersteller von Maschinen und Errichter von Anlagen müssen sicherstellen, dass von ihren Maschinen bzw. Anlagen neben Gefahren durch elektrischen Schlag, Hitze oder Strahlung auch keine Gefahren durch Funktionsfehler ausgehen. So ist z. B. in Europa laut EU-Rahmenrichtlinie für Arbeitsschutz die Einhaltung der Maschinenrichtlinie verbindlich vorgeschrieben. Damit die Konformität mit dieser Richtlinie sichergestellt ist, empfiehlt es sich, die entsprechenden harmonisierten europäischen Normen anzuwenden. Dies löst die so genannte Vermutungswirkung aus und gibt Herstellern und Betreibern Rechtssicherheit bezüglich der Erfüllung nationaler Vorschriften wie auch der EG-Richtlinie. Mit der CE-Kennzeichnung dokumentiert der Hersteller einer Maschine die Einhaltung aller zutreffender Richtlinien und Vorschriften im freien Warenverkehr. Sicherheitsrelevante Normen Funktionale Sicherheit ist in diversen Normen geregelt. So behandeln die EN ISO und die EN 1050 die Konstruktion und Risikobewertung von Maschinen. Funktionale und sicherheitsrelevante Anforderungen an sicherheitsbezogene Steuerungen definieren die EN (nur gültig für elektrische und elektronische Steuerungen) und die EN ISO , die ab 2009 die bisher gebräuchliche EN 95-1 ablösen wird. Abhängig vom Gefährdungspotenzial, der Häufigkeit einer Gefahrensituation, der Eintrittswahrscheinlichkeit und der Möglichkeit, eine drohende Gefahr zu erkennen, definieren die o. g. Normen verschiedene Sicherheitsanforderungen, die die Maschine erfüllen muss: EN 95-1: Kategorien B, 1 EN ISO : Performance Level PL a e EN 62061: Safety Integrity Level SIL 1 3 Trend zu integrierter Sicherheitstechnik Im Zuge des Trends zu immer komplexeren und modularen Maschinen verlagern sich die Sicherheitsfunktionen von den klassischen zentralen Sicherheitsfunktionen (z. B. Abschalten aller Antriebe durch ein Netzschütz) zunehmend in die Maschinensteuerung und die Antriebe. Verbunden damit ist ein Wegfall von teilweise aufwändigen hardwaremäßigen sicherheitstechnischen Verschaltungen. Integrierte Sicherheitsfunktionen wirken wesentlich schneller als bei herkömmlicher Aufbauweise. Somit wird die Sicherheit einer Maschine durch Safety Integrated weiter erhöht. Darüber hinaus werden mit integrierter Sicherheitstechnik gesteuerte Sicherheitsmaßnahmen für den Bediener der Maschine aufgrund der schnelleren Wirkungsweise weniger als störend empfunden und somit die Motivation, Sicherheitsfunktionen bewusst zu umgehen, deutlich reduziert. 2/2 Siemens D

21 SINAMICS G120, SINAMICS G120D Highlights Safety Integrated Funktion Antriebsintegrierte Sicherheitsfunktionen bei SINAMICS G120 und SINAMICS G120D SINAMICS G120 und SINAMICS G120D zeichnen sich durch eine Vielzahl integrierter Safety-Funktionen aus. Die Umrichter erfüllen die Geräteanforderungen der Kategorie 3 gemäß EN 95-1 Safety Integrity Level (SIL) 2 gemäß EN Die Safety-Integrated-Funktionen von SINAMICS G120 und SINAMICS G120D wurden von unabhängigen Instituten zertifiziert. Die entsprechenden externen Prüfbescheinigungen und Herstellererklärungen sind bei den Siemens Ansprechpartnern erhältlich, sowie für SINAMICS G120 unter: g120/certificates für SINAMICS G120D unter: g120d/certificates Die bei SINAMICS G120 und SINAMICS G120D derzeit verfügbaren Safety-Integrated-Funktionen sind im Folgenden aufgeführt (Funktionen und Bezeichnungen gemäß IEC ): Safe Torque Off (STO) Funktionsbeschreibung Diese Funktion ist eine Einrichtung zur Vermeidung von unerwartetem Anlauf nach EN Abschnitt 5.. Mit der Funktion Safe Torque Off werden die Impulse des Antriebs gelöscht und die Energiezufuhr zum Motor getrennt (entspricht der Stopp- Kategorie 0 nach EN ). Der Antrieb ist sicher drehmomentfrei. Antriebsintern wird dieser Zustand überwacht. Anwendung, Kundennutzen STO bewirkt unmittelbar, dass der Antrieb keine drehmomentbildende Energie mehr liefern kann. STO kann überall dort eingesetzt werden, wo der Antrieb durch das Lastmoment oder durch Reibung in genügend kurzer Zeit selbst zum Stillstand kommt oder wo das Austrudeln des Antriebs keine sicherheitstechnische Relevanz hat. Safe Stop 1 (SS1) Funktionsbeschreibung Mit der Funktion Safe Stop 1 kann ein sicheres Stillsetzen gemäß der Stopp-Kategorie 1 nach EN realisiert werden. Der Antrieb bremst nach Anwahl der Funktion SS1 an einer einstellbaren, überwachten Rampe autark ab und aktiviert ab 2 Hz automatisch die Funktion Safe Torque Off und Safe Brake Control (falls verwendet). Falls der Antrieb bei Aktivierung der Stopp-Funktion nicht der parametrierten Rampe folgt, wird sofort Safe Torque Off und Safe Brake Control (falls verwendet) aktiviert. Anwendung, Kundennutzen Durch diese integrierte Schnellbremsfunktion können aufwändige externe Überwachungsgeräte entfallen. Auch kann häufig auf verschleißbehaftete mechanische Bremsen verzichtet werden bzw. diese werden nicht so stark belastet, was die Wartungskosten und die Belastungen der Maschine reduziert. Safe Stop 1 wird bei Anwendungen eingesetzt, bei denen ein überwachtes Abbremsen gefordert ist, z. B. Zentrifugen, Förderfahrzeuge. v STO t G_D011_XX_ v STO t G_D211_XX_00210 Siemens D /3

22 SINAMICS G120, SINAMICS G120D Highlights Safety Integrated 2 Funktion Safely Limited Speed (SLS) Funktionsbeschreibung Mit der Funktion Safely Limited Speed wird der Antrieb, je nach parametriertem Modus, sicher überwacht auf eine sichere Geschwindigkeit verzögert oder direkt auf eine parametrierte max. Geschwindigkeit überwacht. Falls der Antrieb bei Aktivierung der Funktion nicht der parametrierten Rampe folgt oder die max. Geschwindigkeit überschreitet, wird je nach Modus der Antrieb an der Safe Stop 1 Rampe abgebremst bzw. Safe Torque Off und Safe Brake Control (falls verwendet) aktiviert. Anwendung, Kundennutzen Beim Einrichten vieler Maschinen ist es erforderlich, dass das Bedienpersonal an der sich bewegenden Maschine arbeitet. Dies geschieht entweder schrittweise, weil beim Anfahren der Gefahrenbereich immer wieder verlassen werden muss, oder aber der Bediener arbeitet an der sich bewegenden Maschine und ist damit einem erhöhten Gefahrenpotenzial ausgesetzt. Mit der Funktion SLS kann hierbei deutlich Zeit eingespart werden und die Sicherheit des Bedienpersonals trotzdem gewährleistet werden. v SLS Safe Brake Control (SBC) Funktionsbeschreibung Die sichere Bremsenansteuerung SBC dient der Ansteuerung von Haltebremsen, die im stromlosen Zustand aktiv sind, z. B. Motorbremsen. Die Ansteuerung der Bremse ist in sicherer zweikanaliger Technik ausgeführt. Die sichere Bremsenansteuerung wird bei Anwahl der Funktion Safe Torque Off und beim Ansprechen von Safety-Überwachungen mit sicherer Impulslöschung ausgeführt. Diese Funktion steht nur für SINAMICS G120 zur Verfügung. Es ist ein zusätzliches Safe Brake Relay erforderlich. Die sichere Bremsenansteuerung erkennt keine mechanischen Fehler in der Bremse wie z. B. abgenutzte Bremsbeläge. Das Safe Brake Relay kann nur 2-V-Motorbremsen ansteuern. Anwendung, Kundennutzen In Verbindung mit STO und SS1 kann zusätzlich SBC aktiviert werden. SBC bietet die Möglichkeit, nach Abschalten der momentenbildenden Energie eine Motorbremse am Motor sicher anzusteuern. Da keine mechanischen Komponenten im Safe Brake Control Modul verbaut sind, gibt es keine Einschränkungen in der Schalthäufigkeit. Safe Brake Relay t G_D011_XX_00170 P2 Bremsendiagnose M B- Motorhaltebremse M G_D211_DE_00215a Neue Funktionen ab Firmware V3.2 Mit der Firmware V3.2 wurden die bestehenden Sicherheitsfunktionen wie folgt erweitert: Starten des Motors mit aktiviertem SLS Reversierbetrieb mit aktiviertem SLS Besser nutzbare PROFIsafe-Rückmeldesignale. Über die Rückmeldesignale wird nun der aktuelle Status der Sicherheitsfunktionen an die F-CPU gemeldet Der Tausch eines fehlersichern Umrichters wurde wesentlich vereinfacht, da ein Parameterzugriff durch den Bediener nicht mehr notwendig ist 2/ Siemens D

23 SINAMICS G120, SINAMICS G120D Highlights Safety Integrated Funktion PROFIsafe PROFIsafe ist ein offener Kommunikationsstandard, der standard- und sicherheitsgerichtete Kommunikation auf einer Kommunikationsleitung (drahtgebunden oder wireless) zulässt. Ein zweites separates Bussystem ist demnach nicht erforderlich. Zur Sicherstellung einer sicheren Kommunikation werden die gesendeten Telegramme laufend überwacht. Mögliche Fehler wie verloren gegangene, wiederholt oder in der falschen Reihenfolge empfangene Telegramme usw. werden vermieden, indem sicherheitsgerichtete Telegramme fortlaufend nummeriert werden, das Eintreffen innerhalb einer definierten Zeit überwacht und eine Kennung für Sender und Empfänger eines Telegramms übertragen wird. Darüber hinaus wird eine zusätzliche Datensicherung CRC (cyclic redundancy check) durchgeführt. Bei SINAMICS G120 und SINAMICS G120D ist PROFIsafe auf PROFIBUS und PROFINET möglich. Lizenzierung Die Safety-Integrated-Funktionen für SINAMICS G120 und SINAMICS G120D sind lizenzfrei. Die Verfügbarkeit der Safety-Integrated-Funktionen ist vom Typ der Control Unit abhängig. Es stehen Standard Control Units und Fail-safe Control Units zur Verfügung. Eine Übersicht der Safety-Integrated-Funktionen von SINAMICS G120 und SINAMICS G120D und deren Randbedingungen gibt die folgende Tabelle wieder: 2 Funktion Aktivierung Unterlagerte Funktion STO SS1 SLS SBC (nur bei SINAMICS G120) PROFIsafe über PROFIBUS oder PROFINET Fehlersichere Digitaleingänge (nur bei SINAMICS G120) PROFIsafe über PROFIBUS oder PROFINET Fehlersichere Digitaleingänge (nur bei SINAMICS G120) PROFIsafe über PROFIBUS oder PROFINET Fehlersichere Digitaleingänge (nur bei SINAMICS G120) Mit STO Mit SS1 bei Erreichen von 2 Hz Das Funktionsprinzip von Safety Integrated SBC (falls parametriert) STO bei erreichen von 2 Hz, anschließend SBC (falls parametriert) Reaktion bei Grenzwertüberschreitung Externe Sollwertvorgabe wirksam nein nein Aktivierung von STO Aktivierung von SBC (falls parametriert) Aktivierung von STO bzw. SS1 Aktivierung von SBC (falls parametriert) nein ja (je nach Modus) Geber erforderlich nein nein nein Zwei unabhängige Abschaltpfade Es existieren zwei voneinander unabhängige Abschaltpfade. Alle Abschaltpfade sind low aktiv. Damit ist sichergestellt, dass bei Ausfall einer Komponente oder bei Leitungsbruch immer in den sicheren Zustand geschaltet wird. Bei einer Fehleraufdeckung in den Abschaltpfaden wird die Funktion Safe Torque Off aktiviert und das Wiedereinschalten verriegelt. Zweikanalige Überwachungsstruktur Alle für Safety Integrated wichtigen Hardware- und Software- Funktionen sind in zwei voneinander unabhängigen Überwachungskanälen realisiert (z. B. Abschaltpfade, Datenhaltung, Datenvergleich). Die sicherheitsrelevanten Daten in den beiden Überwachungskanälen werden zyklisch kreuzweise verglichen. Die Überwachungen in jedem Überwachungskanal beruhen auf dem Prinzip, dass vor einer Aktion ein definierter Zustand herrschen muss und nach der Aktion eine bestimmte Rückmeldung erfolgen muss. Wird diese Erwartungshaltung in einem Überwachungskanal nicht erfüllt, so wird der Antrieb zweikanalig stillgesetzt und eine entsprechende Meldung ausgegeben. Zwangsdynamisierung durch Teststopp Um die Anforderungen aus EN 95-1 und IEC nach rechtzeitiger Fehlererkennung zu erfüllen, sind die Funktionen und die Abschaltpfade innerhalb eines Zeitintervalls mindestens einmal auf korrekte Wirkungsweise zu testen. Dies muss durch die zyklische manuelle oder prozessautomatisierte Auslösung des Teststopps realisiert werden. Der Teststoppzyklus wird überwacht und nach einer Zeitüberschreitung eine Warnung ausgegeben. Ein Teststopp erfordert kein Power On. Die Quittierung erfolgt mit Abwahl der Teststopp-Anforderung. Bei einer laufenden Maschine kann davon ausgegangen werden, dass durch entsprechende Sicherungseinrichtungen (z. B. Schutztüren) keine Gefährdung für Personen besteht. Deshalb wird der Anwender nur durch eine Warnung auf die fällige Zwangsdynamisierung hingewiesen und damit aufgefordert, die Zwangsdynamisierung bei nächster Gelegenheit durchzuführen. Beispiele für die Durchführung der Zwangsdynamisierung: bei stillstehenden Antrieben nach dem Einschalten der Anlage vor Öffnen der Schutztür in einem vorgegebenen Rhythmus (z. B. im 8-Stunden-Rhythmus) im Automatikbetrieb, zeit- und ereignisabhängig Siemens D /5

24 SINAMICS G120, SINAMICS G120D Highlights Safety Integrated 2 Funktion Funktionsarchitektur STO bei SINAMICS G120 und SINAMICS G120D Fehlersichere Control Unit Power Module Versorgung Kanal A Kanal B & Abschaltpfad A PROFIBUS PROFINET PROFIsafe Kanal A Rückmeldung Prozessor 1 Kreuzvergleich Kanal A Ist- Frequenz- Erkennung M Rückmeldung A Fehlersichere Digitaleingänge (nur für SINAMICS G120) Prozessor 2 Kanal B Rückmeldung Kanal B Bremsenansteuerung Abschaltpfad B Rückmeldung B Kanal A Kanal B Prozessor 3 Rückmeldung Sicheres Bremsenmodul Kanal A Kanal B Zur Bremse G_D011_DE_00171 Funktionsarchitektur SS1 und SLS bei SINAMICS G120 und SINAMICS G120D Fehlersichere Control Unit Power Module Versorgung Kanal A Kanal B & Abschaltpfad A PROFIBUS PROFINET PROFIsafe Kanal A Rückmeldung Prozessor 1 Kreuzvergleich Kanal A Ist- Frequenz- Erkennung M Rückmeldung A Fehlersichere Digitaleingänge (nur für SINAMICS G120) Prozessor 2 Kanal B Rückmeldung Kanal B Bremsenansteuerung Frequenzsollwert Rückmeldung B Kanal A Kanal B Prozessor 3 Rückmeldung Sicheres Bremsenmodul Kanal A Kanal B Zur Bremse G_D011_DE_ /6 Siemens D

25 SINAMICS G120, SINAMICS G120D Highlights Safety Integrated Funktion Gegenüberstellung konventioneller zu integrierter Sicherheitstechnik Für die Realisierung von Sicherheitsfunktionen im Zusammenhang mit Antrieben sind teilweise aufwändige und kostenintensive Lösungen notwendig. Mit den bei SINAMICS G120 und SINAMICS G120D integrierten Safety Funktionen wird dieser Aufwand erheblich reduziert. Safe Torque Off (STO) Safe Stop 1 (SS1) 2 L+ (DC 2 V) L+ (DC 2 V) ON K1 K2 K1 K2 A1 Y10 Y11 Y12 Y21 Y K1 K2 A1 Y1 Y AUS3 Frequenzumrichter Frequenzumrichter Y33 Y3 PE A M 1 2 A K1 K2 M ON M K2 K1 K1 K2 M G_D011_DE_00173 G_D011_DE_00176 Konventionelle Verdrahtung Konventionelle Verdrahtung G_D011_DE_0017 G_D011_DE_00177 SINAMICS G120 SINAMICS G120 STO Details L1L2 L3 U2V2 W SS1 Details L1L2 L3 U2V2 W M 3 AC V M STO M 3 AC V M SS1 Integrierte Sicherheitstechnik über fehlersichere Eingänge F-CPU mit F-DI Integrierte Sicherheitstechnik über fehlersichere Eingänge F-CPU mit F-DI G_D011_DE_00175 G_D011_DE_00178 STO SS1 PROFIBUS mit PROFIsafe oder PROFINET mit PROFIsafe Integrierte Sicherheitstechnik über PROFIsafe PROFIBUS mit PROFIsafe oder PROFINET mit PROFIsafe Integrierte Sicherheitstechnik über PROFIsafe Siemens D /7

26 SINAMICS G120, SINAMICS G120D Highlights Safety Integrated Funktion Safely Limited Speed (SLS) 2 L+ (DC 2 V) ON K1 K2 Aktivierung der Drehzahlüberwachung K1 K2 Sicherer Drehzahlwächter Wellenbrucherkennung Frequenzumrichter A1 Y1 Y II M 1 2 A K1 K2 M G_D011_DE_00179 Drehzahlerfassung Konventionelle Verdrahtung G_D011_DE_00180 SINAMICS G120 SS1 SLS Details L1L2 L3 U2V2 W M 3 AC V M SS1 SLS Integrierte Sicherheitstechnik über fehlersichere Eingänge F-CPU mit F-DI SLS SS1 G_D011_DE_00181 PROFIBUS mit PROFIsafe oder PROFINET mit PROFIsafe Integrierte Sicherheitstechnik über PROFIsafe 2/8 Siemens D

27 SINAMICS G120, SINAMICS G120D Highlights Efficient Infeed Technology Übersicht Die Siemens AG setzt einen weltweit einmaligen neuen Standard für Umrichter in der Kompaktklasse: Die Technik ist weltweit einzigartig und erlaubt Rückspeisefähigkeit in kleineren, leichteren und wesentlich günstigeren Geräten. Verfügbare Umrichter mit Efficient Infeed Technology Die folgenden Umrichter sind mit der Efficient Infeed Technology ausgestattet: SINAMICS G120 (integriert in Power Modules PM250 und PM260) SINAMICS G120D SIMATIC ET 200S FC SIMATIC ET 200pro FC SINAMICS G120 und SINAMICS G120D finden Sie in diesem Katalog (Teile und 6). Informationen zu den beiden SIMATIC ET 200-Umrichtern finden Sie im Teil 9 und im Katalog IK PI. Einsparpotenzial durch Efficient Infeed Technology Die folgende Tabelle zeigt die Vorteile der Technologie verglichen mit herkömmlichen 2-Quadranten-Umrichtern. Netzdrossel Bremswiderstand Projektierungsaufwand Erzeugte Harmonische Standard Technologie Erforderlich Erforderlich Standard Standard Efficient Infeed Technology Nicht notwendig Nicht notwendig Niedrig Gering Dabei sind besonders drei technische Kriterien ausschlaggebend: Rückspeisung % der Bemessungsleistung wird rückgespeist, wodurch kontinuierliches Bremsen möglich ist. Das ist mit Bremswiderständen nicht praktikabel möglich - Keine Projektierung eines Bremswiderstands notwendig - Montage, Entwärmungsüberwachung usw. externer Komponenten entfällt Geringe Verzerrungsblindleistung - Stromaufnahme nicht nadelförmig sondern nahezu blockförmig, daher geringe Trafodurchgangsleistung nötig und geringere Verzerrungsblindleistung - Um bei einem Umrichter mit üblichem Zwischenkreis einen so geringen Oberwellenanteil (Netzharmonische) zu erreichen, ist eine Netzdrossel mit einem u K = 6 % erforderlich - führt zu ca. 22 % geringerer Stromaufnahme, das entspricht ca. 0 % geringeren Verlusten im Versorgersystem - entlastet damit das Energieversorgungssystem Blindleistungskompensation, Verbesserung cos ϕ - Verhalten am Eingang leicht kapazitiv 0,9 - Kompensiert die Blindleistung von Motoren und anderen induktiven Verbrauchern am selben Netz - Der benötigte Strom des Gesamtsystems wird verringert. In einem System aus einem Umrichter mit Motor und einem weiteren Motor am Netz wird der Gesamtstrom um bis zu 12 % reduziert. Netzbedingungen Umrichter mit Efficient Infeed Technology haben einen wesentlich geringeren Oberwellenanteil (und somit geringerem Blindstromanteil) als Standardumrichter. Einschließlich bis zur 11. Oberwelle sind die Harmonischen wesentlich geringer als vom Standard gefordert. Dabei sind diese relevanten Harmonischen weniger als halb so groß wie es die Norm fordert (EN ). Die Anforderungen an das Netz sind nicht höher als bei vergleichbaren Standard-Frequenzumrichtern. Erfahrungen haben gezeigt, dass die Technik weltweit einsetzbar ist. Einzige Ausnahme: bei Inselnetzen mit eigenem Generator (ohne Netzversorgeranschluss) muss zur Reduktion der Resonanzen ein externer Kondensator verwendet werden. Dieser ist je nach Anlage auszulegen. 2 Wärmeerzeugung beim Bremsen Ja Nein Zulässiges Verhältnis Netzkurzschlussleistung S K_Netz zu Umrichterscheinleistung S Umrichter : S K_Netz 100 S Umrichter entsprechend u K 1% Nutzen 7 Kontinuierliches Bremsen mit 100 % der Bemessungsleistung 7 Energieeinsparungen durch Rückspeisung im generatorischen Betrieb des Motors 7 Wegfall von Bremswiderstand, Netzdrossel und Brems- Chopper 7 Keine aufwändige Projektierung der Bremswiderstände und keine aufwändige Verkabelung 7 Wesentlich geringerer Platzbedarf als herkömmliche Kompaktumrichter 7 Bis zu 22 % kleinere Energiezuleitung 7 Keine zusätzliche Wärmeerzeugung beim Bremsen 7 Kostenersparnis 7 Platzersparnis Energiezuleitung Stromverbrauch Energieeffizienz Blindleistungskompensation Standard Standard Standard Nein Ca. 22% kleiner Ca. 22% geringer Gut Ja Montageaufwand Standard Niedrig G_D011_DE_00182 Siemens D /9

28 SINAMICS G120, SINAMICS G120D Highlights Efficient Infeed Technology 2 Anwendungsbereich Rückspeisefähige Umrichter sind eine für Betreiber wie Maschinenbauer gleichermaßen attraktive Antriebslösung, sobald in einer Anwendung Bewegungen mit vielen Geschwindigkeitswechseln oder häufiger Richtungsumkehr auftreten oder wenn Massen elektrisch abgebremst werden müssen. Das tritt u. a. bei Applikationen mit vertikalen Bewegungen im Allgemeinen oder bei Arbeitsmaschinen mit hohem Trägheitsmoment auf: Antriebe für Förderfahrzeuge Bühnentechnik Kräne Schwerlasttransporte/Fahrsteige Regalbediengeräte Zentrifugen Erneuerbare Energien (Wasserkraft, Windkraft) Bremstestanlagen Trommelmühle/Trommelsieb Vertikale Kübelaufzüge Industrielle Waschmaschinen Shuttles/Aufzugsysteme/Paternoster Walzwerke/Förderbänder Wickelmaschinen Generell ist bei Applikationen mit hoher Bremsleistung über lange Zeiträume der Einsatz der Efficient Infeed Technology in vielen Fällen sinnvoll und kosten- und platzsparend. Weitere Info Kapazitive Blindströme Bei den netzrückspeisenden Power Modules PM250 mit integriertem EMV-Filter Klasse A und PM250D ist aufgrund der Topologie die wirksame Kapazität am Umrichtereingang größer als bei konventionellen Power Modules PM20. Dies führt zu größeren kapazitiven Blindströmen, sobald das Power Module an Spannung liegt. Der kapazitive Blindstrom muss nur bei Gruppenantrieben mit kleinem Gleichzeitigkeitsfaktor für die Bestimmung des Leiterquerschnittes und Einspeisepunktes beachtet werden. Bemessungsleistung des Power Modules PM250 bei geringer Überlast LO Filter Kapazität 50-Hz- Impedanz Strom 60-Hzbei 00 V Impedanz Strom bei 80 V Werte gelten für Power Modules PM250 mit integriertem Netzfilter Klasse A kw μf W A W A 7,5 2, 75,1 3,08 62,6,3 11 2, 75,1 3,08 62,6,3 15 2, 75,1 3,08 62,6,3 SINAMICS Infeed Konzepte SINAMICS bietet vier Konzepte für die Aufbauformen des Einspeisekreises des Umrichters. Konzept Charakteristische Eigenschaften Basic Infeed Keine Rückspeisefunktionalität Für Bremsbetrieb Bremswiderstand notwendig Hoher Oberwellenanteil (optional Drossel verfügbar) Smart Infeed Rückspeisefunktionalität Netzdrossel zwingend notwendig Wirkungsgrad ca. 96 % bis 97 % Efficient Infeed Rückspeisefunktionalität Netzdrossel nicht nötig/nicht erlaubt Wirkungsgrad ca. 98 % Hohe Energieeffizienz und Wirkstromanteil Geringer Oberwellenanteil Active Infeed Rückspeisefunktionalität Sinusförmiger Strom bei motorischem und generatorischem Betrieb Hohe Zwischenkreisspannung, Netzschwankungen ausgleichbar Die folgenden Umrichter sind mit Basic Infeed ausgestattet: SINAMICS G110 SINAMICS G120 (integriert in Power Modules PM20) SINAMICS G110D Mit Efficient Infeed sind diese Umrichter ausgerüstet: SINAMICS G120 (integriert in Power Modules PM250 und PM260) SINAMICS G120D Informationen zu SINAMICS-Produkten mit Smart Infeed und Active Infeed siehe Kataloge D 11, PM 21 und PM 22. Bemessungsleistung des Power Modules PM250D bei hoher Überlast HO Filter Kapazität 50-Hz- Impedanz Strom 60-Hzbei 00 V Impedanz Strom bei 80 V kw μf W A W A 0,75 8,9 357,7 0,65 298,0 0,93 1,5 8,9 357,7 0,65 298,0 0,93 3,0 32, 98,2 2,35 81,9 3,38,0 32, 98,2 2,35 81,9 3,38 5,5 2, 75,1 3,08 62,6,3 7,5 2, 75,1 3,08 62,6,3 Für Rückfragen wenden Sie sich bitte an: sdsupport.aud@siemens.com 2/10 Siemens D

29 SINAMICS G120, SINAMICS G120D Highlights Efficient Infeed Technology Weitere Info Applikationsbeispiel Hubantrieb eines Regalbediengerätes Das folgende Beispiel zeigt die Gesamtkostenberechnung eines Hubantriebes für ein Regalbediengerät. Es wird ein am Markt üblicher Kompaktumrichter ohne Energierückspeisung und ein Umrichter mit Efficient Infeed Technology (z. B. SINAMICS G120 mit PM250 und Energierückspeisung) verglichen. Der Projektierungsaufwand und die Montage müssen dabei noch separat berücksichtigt werden, wodurch sich zusätzliche Zeit- und Kosteneinsparungen durch Efficient Infeed Technology ergeben. Preisbeispiel Platzbedarf (nur Geräte) Euro cm 3 Standard-Technologie Standardumrichter 2900, ohne PROFIBUS und Encoder ohne Energierückspeisung, 22 kw High Overload Bremswiderstand 150, (2 in Reihe, 2 parallel) Netzdrossel 253, Energiekosten 1) 8850, - Summe 13507, Efficient Infeed Technology SINAMICS G , mit PM250 und CU20E mit Energierückspeisung, 225, 22 kw High Overload Energiekosten 1) 220, - Summe 805, % Kostenersparnis 77 % Platzersparnis Die zugrundeliegenden Applikationsdaten sind Folgende: Hubantrieb (technische Daten) m gesamt = 1900 kg m Last =1000kg m eigen = 900 kg v Hub =60m/min=1m/s a Anlauf/Bremsen = ±0,5 m/s 2 (t Anlauf/Bremsen =2s) η gesamt =0,85 Gesamthöhe = 2 m Hubhöhe = 18 m Motor (technische Daten): P Bemessung = 11,0 kw n 50 Hz = 160 min 1 n max = 2980 min 1 (102 Hz) M Bemessung =71,9Nm η =0,89 I Bemessung = 37,2 A (bei 230 V) 87-Hz-Kennlinie Getriebe (technische Daten): Kegelstirnradgetriebe mit i = 0,5 η = 0,96 2 1) Bei einer Gesamtlaufzeit von h, FEM Berechnungsgrundlage für Regalbediengeräte. Siemens D /11