Frequenzumrichter. Lehrsysteme zur Automatisierungstechnik mit SIEMENS-Komponenten

Transkript

1 Lehrsysteme für die zukunftsorientierte Aus- und Weiterbildung in Naturwissenschaft und Technik Frequenzumrichter Lehrsysteme zur Automatisierungstechnik mit SIEMENS-Komponenten 08 / 2003

2 Die zunehmende Automatisierung bei gleichzeitiger Verringerung des erforderlichen Energieeinsatzes zur Senkung der Betriebskosten und Schonung der Umwelt setzt nahezu in allen Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus die stufenlose Einstellung von Drehzahl oder Drehmoment voraus. Hierzu werden heute meist drehzahlveränderbare Antriebe mit Drehstrom-Asynchron- Maschinen und vorgeschaltetem Frequenzumrichter eingesetzt. ELWE bietet im Rahmen eines ganzheitlichen, modularen Konzeptes zur Aus- und Weiterbildung im Bereich der Automatisierungstechnik Experimentierplatten und -module mit Frequenzumrichtern der Reihen Micromaster 420 und 440 von Siemens an. Die Micromaster-Familie umfasst die Reihen: Micromaster 40 Leistungsbereich 0,2 kw bis 0,75 kw Micromaster 420 Leistungsbereich 0,2 kw bis kw Micromaster 430 Leistungsbereich 7,5 kw bis 90 kw Micromaster 440 Leistungsbereich 0,2 kw bis 250 kw Die gesamte Familie hat die gleiche Parameterstruktur. Der Befehlssatz einer Micromaster- Reihe ist stets eine Untermenge des Befehlssatzes der nächsthöheren Reihe. Alle Umrichter können einzeln oder eingebunden in Automatisierungssystemen betrieben werden. Der Micromaster 420 ist ein kostenoptimierter, universell einsetzbarer Frequenzumrichter mit einem umfangreichen Befehlssatz und einfacher Inbetriebnahme. Der Micromaster 440 bietet mit einer ausgefeilten Vectorregelung eine höhere Dynamik und das genaue Einfahren in Zielpositionen auch ohne Rotorlagegeber. Beide Umrichterfamilien sind über optionale PROFIBUS-Schnittstellen mit anderen Automatisierungskomponenten, z.b. der SPS-Reihe S7-300 und den Touch Panels von SIE- MENS, vernetzbar und in TIA integrierbar. Als Teil von TIA (Totally Integrated Automation) ist damit unter einer Softwareoberfläche eine relativ einfache durchgängige Projektierung, Kommunikation und Datenhaltung, z.b. in einem kompletten Antriebsstrang, mit der zugehörigen Steuerung gewährleistet. Um die Eigenschaften und Vorteile frequenzumrichtergespeister Antriebe sowie die Auswirkungen zahlreicher Parametereinstellungen eines Umrichters praxisnah untersuchen zu können, bietet ELWE ein umfangreiches Zubehörprogramm an, z.b. eine Linearachse und eine Rotationsachse, die mit unterschiedlichen Sensoren und Aktoren bestückt werden können. Die einzelnen Module und Komponenten lassen sich ohne Werkzeuge und nennenswerte Rüstzeiten kombinieren (siehe Prospekt Anlagenmodelle zur Automatisierungstechnik ). ELWE bietet folglich Komplettlösungen aus einer Hand in zweifacher Hinsicht: SIEMENS, weltweit führender Anbieter von Automatisierungslösungen aus einer Hand, ist Hersteller und Lieferant aller wesentlichen Komponenten des Lehrsystems. ELWE, einer der weltweit führenden Hersteller und Lieferanten von Lehrmitteln, bietet außer dem modular aufgebauten Lehrsystem auch die Einrichtung schlüsselfertiger Labore zur Automatisierungstechnik. Einzelheiten hierzu entnehmen Sie bitte unseren Prospekten. 2

3 Die Frequenzumrichter Micromaster 420 und 440 im Vergleich Die Experimentierplatten und -module von ELWE mit den Umrichtern MICROMASTER können in zahlreichen Experimenten mit steuer- und regelbarer Drehzahl von 230-V-Dreiphasen-Motoren eingesetzt werden. Der modulare Aufbau ermöglicht das Aufstecken von Bedienfeldern und Kommunikationsbaugruppen ohne Werkzeug. Die Inbetriebnahmeprogramme STARTER und DriveMonitor liegen den Umrichtern bei. STARTER, lauffähig unter Windows 95/98/NT/2000, ist eine grafisch geführte Inbetriebnahmesoftware. Parameterlisten können ausgelesen, geändert, gespeichert, eingelesen und gedruckt werden. DriveMonitor, ebenfalls lauffähig unter Window 95/98/NT/2000, ist eine Inbetriebnahmesoftware zur listenorientierten Parametierung. Gemeinsame Leistungsmerkmale: Standardfunktionen einfache, geführte Inbetriebnahme interner PID-Regler für einfache Prozessregelung Fangschaltung auf trudelndem Motor Schlupfkompensation parametrierbare Hoch- und Rücklaufzeiten 0 s bis 650 s Rampenglättung Compound-Bremsung für kontrolliertes Schnellbremsen 4 Ausblendfrequenzen automatischer Wiederanlauf nach Netzausfall oder Beriebsstörung geräuscharmer Motorbetrieb durch hohe einstellbare Pulsfrequenz serielle Schnittstelle RS-485 Schutzfunktionen Unter- und Überspannungsschutz Übertemperaturschutz für den Umrichter Erdschluss-Schutz Kurzschluss-Schutz thermischer Motorschutz I 2 t Motorblockierschutz Kippschutz Parameterverriegelung Digitaleingang für PTC/KTY-Anschluss zum Motorschutz schnelle Strombegrenzung (FCL) für störungsfreien Betrieb Überlastschutz Alle Ein- und Ausgänge für Kleinspannung (0 bis 24 V) sind auf 2-mm-Sicherheitsbuchsen, die Anschlüsse für den Motor und Zwischenkreis auf 4-mm-Sicherheitsbuchsen geführt. Die Netzspannung wird über Kaltgeräteeinbaustecker zugeführt. Die Sollwerteinstellung kann wahlweise über eine extern zugeführte Spannung V DC oder ein zuschaltbares Potentiometer erfolgen. MICROMASTER 420 MICROMASTER 440 Netzspannung AC 200 V bis 240 V, 47(63) Hz, einphasig AC 200 V bis 240 V, 47(63) Hz, einphasig Eingänge Ausgänge Betriebsmodi 3 parametrierbare, potenzialgetrennte Digitaleingänge Analogeingang, 0 Bit ( V, skalierbar) wahlweise als 4. Digitaleingang nutzbar analoger Eingang für Sollwert Analogausgang, parametrierbar ( ma) Relaisausgang, parametreirbar (DC 30 V / 5 A ohmsche Last; AC 250 V / 2 A induktive Last) U/f-Kennlinie linear quadratisch parametrierbar (Multipoint-Kennlinie) Fluss-Stromregelung (FCC) für verbessertes Dynamikverhalten und optimierte Motorsteuerung Drehmomentregelung freie Funktionsbausteine Bremschopper integriert 6 parametrierbare, potenzialgetrennte Digitaleingänge 2 Analogeingänge, 0 Bit ( V, skalierbar) wahlweise als 7./8. Digitaleingang nutzbar Eingang für Motor-PTC 2 Analogausgänge, parametrierbar, ( ma) 3 Relaisausgänge, parametrierbar (DC 30 V / 5 A ohmsche Last; AC 250 V / 2 A induktive Last) U/f-Kennlinie linear quadratisch parametrierbar (Multipoint-Kennlinie) Fluss-Stromregelung (FCC) für verbessertes Dynamikverhalten und optimierte Motorsteuerung hochwertige Regelung (Vector Control) konstantes Drehmoment CT (constant torque) variables Drehmoment VT (variable torque) für logische und arithmetische Operationen kinetische Pufferung positionierende Rücklauframpe 3

4 Frequenzumrichter Micromaster 420 Experimentierplatten mit aufgedrucktem Übersichtsschaltplan; Tast-Rast-Schalter zur Simulation der digitalen Eingangssignale, Schalter und Eingänge sind mittels Dioden entkoppelt. Experimentierplatte P Motornennleistung: min. 90 W bis max. 370 W Ausgangsstrom: max. 2,3 A; Eingangsstrom: max. 3,7 A Abmessungen in mm: 440 x 297 x 30 (B x H x T); Masse: 5,0 kg Experimentierplatte P Motornennleistung: min. 550 W bis max W Ausgangsstrom: max. 0,4 A; Eingangsstrom: max. 7,6 A Abmessungen in mm: 440 x 297 x 30 (B x H x T); Masse: 8,0 kg Frequenzumrichter Micromaster 440 Experimentierplatten mit aufgedrucktem Übersichtsschaltplan; Tast-Rast-Schalter zur Simulation der digitalen Eingangssignale, Schalter und Eingänge sind mittels Dioden entkoppelt. Experimentierplatte P Motornennleistung: min. 90 W bis max. 370 W Ausgangsstrom: max. 2,3 A; Eingangsstrom: max. 3,7 A Abmessungen in mm: 440 x 297 x 30 (B x H x T); Masse: 5,0 kg Experimentierplatte P Motornennleistung: min. 550 W bis max W Ausgangsstrom: max. 0,4 A; Eingangsstrom: max. 7,6 A Abmessungen in mm: 440 x 297 x 30 (B x H x T); Masse: 8,0 kg Experimentiermodul BS Motornennleistung: min. 90 W bis max. 370 W Abmessungen in mm: 82 x 230 x 95 (B x H x T); Masse: 5,0 kg Experimentiermodul BS Motornennleistung: min. 90 W bis max W Abmessungen in mm: 82 x 230 x 95 (B x H x T); Masse: 5,0 kg 4

5 Zubehör zu den Frequenzumrichtern Micromaster 420 und 440 Die Zubehörbaugruppen lassen sich ohne Werkzeug montieren und demontieren Basic Operator Panel (BOP) (Siemens-Art.-Nr.: 6SE6400-0BP00-0AA0) Mit dem BOP können individuelle Parametereinstellungen manuell vorgenommen werden. Werte und Einheiten werden über ein einzeiliges 5-stelliges Display angezeigt. Ein BOP kann für mehrere Umrichter verwendet werden. Es kann direkt auf die Micromaster 420 und 440 aufgesteckt werden. Masse: 0,3 kg Advanced Operator Panel (AOP) (Siemens-Art.-Nr.: 6SE6400-0AP00-0AA0) Das AOP mit vierzeiliger Klartextanzeige in mehreren umschaltbaren Sprachen ermöglicht, Parametersätze aus dem Umrichter zu lesen oder in den Umrichter zu schreiben (Upload/ Download). Im AOP können bis zu 0 unterschiedliche Parametersätze abgespeichert werden. Es kann direkt auf die Micromaster 420 und 440 aufgesteckt werden. Masse: 0,3 kg PC-Umrichter-Montagesatz (Siemens-Art.-Nr.: 6SE6400-PC00-0AA0) zur Steuerung der Frequenzumrichter Micromaster 420 und 440 direkt von einem PC. Potenzialgetrennte RS-232-Adapterbaugruppe für eine sichere Point-to-Point-Verbindung zu einem PC. Die Software DriveMonitor und das Inbetriebnahmeprogramm Starter gehören zum Lieferumfang der Experimentierplatten und -module mit den Frequenzumrichtern 420 und 440. Im Lieferumfang enthalten: 3 m lange RS-232-Leitung mit Sub-D-Stecker PROFIBUS-Baugruppe (Siemens-Art.-Nr.: 6SE6400-PB00-0AA0) geeignet für eine vollständige PROFIBUS-Verbindung mit max. 2 MBaud. Über die PROFIBUS-Baugruppe können die Frequenzumrichter Micromaster 420 und 440 ferngesteuert werden. Mit einem Bedienfeld (AOP oder BOP), aufgesteckt auf die PROFIBUS-Baugruppe, können Fernbedienung und manuelle Bedienung an den Frequenzumrichtern Micromaster 420 und 440 kombiniert werden. Die PROFIBUS-Baugruppe kann extern mit 24 V DC versorgt werden und ist damit auch aktiv, wenn der Umrichter vom Netz getrennt ist. Technische Daten: Versorgungsspannung: Ausgangsspannung: 6,5 V DC, ± 5 %, max. 300 ma, intern vom Grundgerät 24 V DC, ± 0 %, max. 350 ma, extern 5 V, ± 0 %, max. 00 ma, galvanisch getrennte Versorgung - für den Busabschluss der seriellen Schnittstelle - für die Versorgung eines OLP (Optical Link Plug) Datenübertragung: max. 6 MBaud 5

6 Impulsgeberauswertung (Siemens-Art.-Nr.: 6SE6400-0EN00-0AA0) Die Impulsgeber-Auswertungsbaugruppe ermöglicht den Anschluss der meist verbreiteten digitalen Impulsgeber direkt an den Frequenzumrichter Micromaster 440. Sie bietet folgende Funktionen: hochpräzise Geschwindigkeitsregelung Geschwindigkeit Null bei vollem Lastmoment erhöhte Dynamik der Drehzahl- und Drehmomentregelung. Diese Baugruppe kann mit HTL- und TTL-Impulsgebern eingesetzt werden (Highvoltage Transistor Logic, 24 V und Transistor Logic, 5 V), die mechanisch direkt mit der Motorwelle verbunden sind Kommunikationsbaugruppe CANopen (Siemens-Art.-Nr.: 6SE6400-CB00-0AA0) Mit der Kommunikationsbaugruppe CANopen kann der Frequenzumrichter Micromaster 420 und 440 mit dem Feldbussystem CANopen vernetzt und somit ferngesteuert werden. Die Baugruppe wird über einen 9-poligen Sub-D-Stecker an das CANopen-Bussystem angeschlossen. Durch Aufstecken des BOP (Basic Operator Panel ) oder des AOP (Klartextbedienfeld Advanced Operator Panel ) können Fernbedienung und manuelle Bedienung an den Frequenzumrichtern Micromaster 420 und 440 kombiniert werden Bremswiderstände zu den Frequenzumrichtern Micromaster 440 Die Bremswiderstände können über 4-mm-Sicherheitsbuchsen an die Frequenzumrichter angeschlossen werden und wandeln die überschüssige Bremsenergie aus dem Frequenzumrichter- Zwischenkreis in Wärmeenergie um. Sowohl im Experimentier- Plattensystem als auch im Experimentier-Modulsystem sind je Frequenzumrichter-Motorbemessungsleistung die zugehörigen Bremswiderstände lieferbar Bauform Experimentierplatte -modul Motornennleistung max. 370 W max W max. 370 W Art.-Nr Widerstand 200 Ω 200 Ω 200 Ω Dauerleistung 40 W 50 W 40 W Leistung für 2 Sekunden 800 W 3000 W 800 W Abmessungen in mm (BxHxT) 99x297x00 59x297x00 80x230x70 Masse,7 kg 2,0 kg,6 kg 6

7 Empfohlene Leitungssätze für die Frequenzumrichter Aus Sicherheitsgründen wurden die Geräte so konstruiert, dass die Schutzkleinspannungseinund -ausgänge (bis 24 V DC) mit 2-mm-Sicherheitsbuchsen und die Niederspannungsausgänge (U, V, W und Relaiskontakte) mit 4-mm-Sicherheitsbuchsen ausgestattet sind. Folgende Leitungssätze werden für die Verdrahtung der Frequenzumrichter empfohlen. Bei Bedarf können die Brückenstecker und Sicherheitsleitungen auch einzeln bestellt werden. Ausstattung Anzahl Bezeichnung Länge in cm Satz 2- und 4-mm-Sicherheitsleitungen für die Frequenzumrichter , und Sicherheits-Abzweigverbindungsstecker 2/9 mm Farbe blau rot braun grün/gelb Art.-Nr mm-Sicherheitsleitungen Satz 2- und 4-mm-Sicherheitsleitungen für die Frequenzumrichter , und Sicherheits-Abzweigverbindungsstecker 2/9 mm rot blau rot braun grün/gelb mm-Sicherheitsleitungen Adapter 2-mm-/4-mm-Sicherheitsbuchsen Experimentierplatte Experimentiermodul Die Experimentierplatte und das Experimentiermodul dienen als Adapter zwischen Geräten mit 4-mm-Sicherheitsbuchsen und 2-mm-Sicherheitsbuchsen. Abmessungen in mm: Masse: Experimentierplatte 99 x 297 x 45 (B x H x T) 0,3 kg Experimentiermodul 98 x 50 x 40 (B x H x T) 0,3 kg Kombinierte Adapterleitungen mit 2-mm- und 4-mm-Sicherheitssteckern werden aus Sicherheitsgründen nicht angeboten! Verbindungsleitungen mit 4-mm-Sicherheitssteckern: Länge[cm] Farbe Art.-Nr blau grün/gelb Adapter Adapter für 4-mm-Sicherheitsstecker auf 2-mm-Sicherheitsbuchse: Farbe Art.-Nr. rot blau

8 Lehrsysteme für die zukunftsorientierte Aus- und Weiterbildung in Naturwissenschaft und Technik ELWE-Lehrsysteme bietet neben den Frequenzumrichtern ein umfangreiches Lehrsystemprogramm mit Siemenskomponenten zur Automatisierungstechnik an. Diese sind in weiteren Prospekten detailliert beschrieben. In der Industrie werden Automatisierungsgeräte in Wechselwirkung mit technischen Anlagen der Hydraulik, Pneumatik, Antriebs- und Regelungstechnik eingesetzt. Zu diesen Themengebieten hat ELWE ebenfalls ein umfangreiches Lehr- und Experimentiersystem entwickelt, um auch in der Aus- und Weiterbildung den interdisziplinären Einsatz der Automatisierungsgeräte anschaulich vermitteln zu können. Ausführliche Prospekte zu den Lehr- und Experimentiersystemen erhalten Sie direkt bei der ELWE-Lehrsysteme GmbH oder bei unseren Außendienstmitarbeitern. Ihre Angebots- und Preisanfragen richten Sie bitte an: Änderung der Ausführung vorbehalten! Aktueller Stand im Internet! wp /03 Printed in Germany