Neues zur Antriebstechnik SINAMICS

Transkript

1 Neues zur Antriebstechnik SINAMICS

2 Die Antriebsfamilie SINAMICS von SIEMENS

3 Was ist der Sinamics G120 C? C wie COMPACT (Kompakt) Kleinster Umrichter im Siemens Portfolio C wie Convenience (Bequemlichkeit) Einfache Installation, Einfachste Inbetriebnahme, Bequeme Diagnose C wie CO2 (Kohlendioxid) Energiesparende Umrichterfunktionen integriert

4 G120C im Überblick Spannungsbereich V Leistungsbereich 0,55 18,5 kw Präzise Drehzahlregelung SLVC Safety Integrated

5 Was bedeutet Compact? 73 mm Netzfilter im Gerät integriert 4 kw aus Baugröße A Geräte ohne Zwischenraum montierbar 196 mm

6 Baugrößen B und C 2,2 bis 4 kw G120 Modular 7,5 bis 15 kw G120 Modular 5,5 bis 7,5 kw G120 C 11 bis 18,5 kw G120 C Platzbedarf im Durchschnitt um über 30% verringert!

7 Was bedeutet Convenience? Einfache Installation Leistungs- und Motoranschluss über Stecker. Steuerklemmleiste mit abnehmbaren Klemmenblöcken

8 Convenience Einfachste Inbetriebnahme Entweder Oder Geführte Inbetriebnahme mit IOP im Klartext PC gestützt mit Starter und Start Drive* im TIA Portal

9 Convenience Kommunikation über USB Standard Micro USB Kabel Starter Software (kostenlos als Download) PC Verbindungssatz 2 Standard USB Schnittstelle

10 Convenience Kommunikation über USB Standard Micro USB Kabel Starter Software (kostenlos als Download) PC Verbindungssatz 2

11 Convenience Routing über Simatic Alle Schnittstellen der Simatic können geroutet werden

12 Convenience Funktionen auswählen - Makros Normalbetrieb Notbetrieb?

13 Convenience Makros auswählen - fertig Vordefinierte Verschaltungen erleichtern die Inbetriebnahme

14 Convenience Bequeme Diagnose Umfangreicher Diagnosepuffer Klartextanzeige am PC oder am IOP Was tun bei sporadischen Fehlern? Ursache der Abschaltung nicht erkennbar?

15 Convenience Trace als Flugschreiber Trace auswählen Im Störfall wird die Vorgeschichte aufgezeichnet! Trigger auf Störung Pretrigger 5000ms

16 Convenience Bequeme Diagnose Sporadische Fehler können analysiert werden. Fehlerzeitpunkt

17 CO 2 CO2 Einsparen mit G120C 68% des Stromverbrauches entfallen auf Pumpen, Lüfter und Kompressoren 4..20mA Signal Kreiselpumpe Durchflussmesser SITRANS Durch geregelten Betrieb im Teillastbereich bis zu 70% Einsparpotenzial

18 CO 2 ECO - Energieoptimierung Motor im Teillastbetrieb 94,0% 92,0% 90,0% 88,0% 86,0% 84,0% Wirkungsgrad 82,0% 80,0% 78,0% 76,0% 74,0% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 100% Lastmoment/Nennmoment Der Wirkungsgrad eines Motores im Teillastbereich verschlechtert sich Die Aktivierung des ECO Modus kann diesen Effekt kompensieren

19 Steckbrief G120C Kompakt Einfach Energieeffizient Spannungsbereich V Leistungsbereich 0,55 18,5 kw Präzise Drehzahlregelung SLVC Safety Integrated

20 Sinamics Das modulare Antriebssystem 4 Powermodule Netzrückspeisung Mit integriertem Sinusfilter In Schutzart IP55 4 Control Units unterschiedliche Kommunikation Safety Integrated Intelligentes Operator Panel Basic Operator Panel Einfachste IBS und Bedienung

21 Die Control-Units des Sinamics G120 CU230P-2 CU240B-2 CU240E-2 CU240S Peripherie 6 DE / 3 DA 4 AI / 2 AO 4 DE / 1 DA 1 AI / 1 AO 6 DE / 3 DA 2 AI / 2 AO 6 DE / 3 DA 2 AI / 2 AO Kommunikation Motorgeber? Safety STO on board SLS, SS1 * Profisafe STO,SLS,SS1 * Profisafe Pumpen & Lüfter f-gesteuerte f-geregelte Mit Safety Einsatzgebiet Energieeffizienz Ohne Safety Antriebe Mit Safety Antriebe Mit Geber Mit Profinet * Optional bei Ausführung_F

22 Die neuen Funktionen des Sinamics G120 Tracefunktionalitäten Neue Bedienpanels BOP-2 und IOP direkt steckbar Türeinbausatz für BOP-2 und IOP USB- Anschluss Volle Safety Funktionalität ohne Geber Gemeinsamer Software Pool

23 Die Control-Units des Sinamics S110/120 Peripherie CU305 CU310 CU DI / 4 DI/O 3 F-DI/ 1 F-DO 1 AI Mengengerüst erweiterbar mit Terminal Moduls Kommunikation Motorgeber? Safety STO, SBC, SS1 SS1/SS2 mit SAM* SOS,SLS, SSM,SDI * STO, SBC, SS1 SS1/SS2 mit SAM* SOS,SLS, SSM,SDI * STO, SBC, SS1 SS1/SS2 mit SAM* SOS,SLS, SSM,SDI * Einsatzgebiet Positionierung von Einzelachsen Servo Asychron/ Servo- Motore Einachssystem Servo/Vektor DCC Mehrachssysteme Performance Servo/ Vektor DCC * optional

24 Die neuen Funktionen des Sinamics S110/120 Separate Baugruppen CU320-2 DP/PN > Freier Steckplatz für Optionskarten Erweiterung der digitalen Eingänge von 8 auf 12 Ethernetschnittstelle zur IBN für Starter Mehr Performance 6 Servo Achsen auch bei vollem Safety oder Profinet 6 Vektor Achsen bei 500ms 12 Achsen mit U/F

25 Umrichterfunktion - FANGEN? Frequenz 20 Hz Motor dreht Frequenz 0 Hz Umrichter Aus Motor wird generatorisch Es fließt ein hoher Strom Ein direktes Zuschalten auf einen drehenden Motor ist problematisch!

26 Umrichterfunktion - FANGEN P1200 : Fangen Betriebsart P1201 : Fangen Freigabe P1202 : Fangen Suchstrom P1203 : Fangen Suchgeschwindigkeit Frequenz 20 Hz Motor dreht Umrichter sucht zunächst die aktuelle Drehzahl des Motor Der mögliche Strom wird hierbei begrenzt Nach bestimmen der Drehzahl erfolgt Aufmagnetisierung Motor wird auf Sollwert hochgefahren Mit der Funktion Fangen ist das Zuschalten problemlos möglich!

27 Umrichterfunktion - WIEDEREINSCHALTAUTOMATIK Antrieb wird über Klemme angesteuert Antriebseinheit steht an entferntem Ort Was passiert bei Netzspannungsausfall?? Antrieb steigt mit Fehler aus und er muss vor Ort quittiert werden! P1210 : Wiedereinschaltautomatik P1211 : Anlaufversuche P1212 : Wartezeit bis Anlaufversuch P1213 : Überwachungszeit Anlauf Mit der Wiedereinschaltautomatik läuft der Antrieb nach Fehler wieder an!

28 Umrichterfunktionen - WIDERSTANDBREMSUNG Applikation verlangt kontinuierlichen Bremsbetrieb Bremsenergie kann nicht im Motor verheizt werden P1280=0 VDC Regler gesperrt für U/F P1240=0 VDC Regler gesperrt für Vektor Überschüssige Energie wird im Bremswiderstand verheizt werden. Transistor schaltet getaktet zu. (Chopper) Der VDC Max Regler muss hierbei deaktiviert werden! Höhere Einschaltdauer ist nur mit weiteren Widerständen erreichbar!

29 Umrichterfunktionen KINETISCHE PUFFERUNG Netzausfall P1240 : 2 Kinetische Pufferung Ein P1245 : Einschaltschwelle KIP P1247 : Dynamikfaktor Bei Netzausfall wird Frequenz so geregelt, dass Motor generatorisch wird Der Zwischenkreis wird über die Kinetische Energie der Last geladen Die Last kann abgebremst werden. Eine Kurzunterbrechung im Netz kann überbrückt werden.

30 Umrichterfunktionen - NETZRÜCKSPEISUNG Advanded Infeed F3E-Umrichter L1 L2 L3 C1 M F3E-Filter F3E-Gleichrichter ZK Wechselrichter Energiefluss Die anfallende Energie kann permanent ins Netz zurückgespeist werden Reduzierung des Platzbedarfes und der notwendigen Kühlleistung

31 Umrichterfunktionen - TECHNOLOGIEREGLER Eine Drehzahl-/Drehmomentabhängige Prozessgröße muss geregelt werden Die Prozessgröße liegt als Analogsignal vor P2200 : Technologieregler Ein P2253 : Sollwertquelle P2254 : Zusatzsollwert P2264 : Istwertquelle P2280 : P-Verstärkung P2285 : I -Verstärkung P2294 : Technologieregler Ausgang Der Technologieregler kann als Hauptsollwert oder Feinabgleich wirken Druck, Volumenstrom, Bahnspannung und Temperaturregelung

32 Umrichterfunktionen - POSITIONIEREN Last/Maschine muss an bestimmte Position gebracht werden Es wird ein bestimmter s Weg verfahren, die Geschwindigkeit v stellt sich ein A V, S Up RU V v_soll S Down RD Der Motor oder die Last müssen einen Geber haben, welcher den Weg darstellen kann! SETUP / POS Mit dem integrierten Einfachpositionierer fahren Sie jede Position an Integrierte Verfahrsätze erlauben einen automatisierten Ablauf im Antrieb

33 Sicherheitsfunktionen für Sinamics-Antriebe Wirkungsweise und potentielle Einsatzmöglichkeiten (1/2) Funktion STO Kurzbeschreibung Typische Anwendung weltweit einzigartig geberloser Betrieb Stillsetzen eines Antriebs mit großem Lastmoment, das den Antrieb sofort abbremst. Galvanische Trennung durch Netz- und/oder Motorschütz nicht erforderlich. SIL PL 3 * e * SBC SS1 (SBR) (SAM) SS2 (SBR) (SAM) Mechanisches Halten einer hängenden Achse nach Aktivierung von STO. Stillsetzen eines Antriebs, der anschließend kein Drehmoment mehr liefern darf (siehe Stopp-Kategorie 1 gemäß EN ) Stillsetzen eines Antriebs, der anschließend im Stillstand gehalten werden muss (siehe Stopp- Kategorie 2 gemäß EN ). Mechanische Bremsen o. ä. können unter Umständen entfallen. 2 d 2 d 2 d * mit zusätzlichem sicheren Netzschütz

34 Funktion SOS Kurzbeschreibung Typische Anwendung weltweit einzigartig Sicherheitsfunktionen für Sinamics-Antriebe Wirkungsweise und potentielle Einsatzmöglichkeiten (2/2) geberloser Betrieb Beim Stillstand einer Maschine geht der Positionsbezug der Achsen nicht verloren. Erneutes Referenzieren ist nicht erforderlich. SIL PL 2 d SLS Beim Einrichten einer Maschine muss der Antrieb verfahren werden. SLS stellt sicher, dass sich der Antrieb mit einer für den Bediener ungefährlichen Geschwindigkeit bewegt. 2 d SSM Nach Erreichen einer ungefährlichen Geschwindigkeit wird mit dem sicheren Rückmeldesignal eine Schutztür freigegeben. 2 d SDI NEU Der Antrieb kann z.b. im Einrichtbetrieb nur in eine Richtung betrieben werden, die für den Bediener ungefährlich ist. 2 d

35 Sicherheitsfunktionen der Sinamics-Antriebe Antrieb SIMATIC ET200S FC SIMATIC ET 200pro SINAMICS G120 SINAMICS G120D SINAMICS G120C SINAMICS G130/150 SINAMICS S150 SINAMICS S120 Chassis SINAMICS S120 Cabinet Modules SINAMICS S120/S110 Booksize & Blocksize Standard-Funktionen STO, SS1, SLS STO, SS1, SLS STO, SS1, SLS, SBC, SDI STO, SS1, SLS, SBC, SDI STO STO, SS1 STO, SS1 STO, SS1, SBC STO, SS1, SBC STO, SS1, SBC Erweiterte Funktionen STO, SS1, SS2, SOS, SLS, SSM, SBR, SBC, SDI STO, SS1, SS2, SOS, SLS, SSM, SBR, SBC, SDI STO, SS1, SS2, SOS, SLS, SSM, SBR, SBC, SDI

36 Ansteuerung der integrierten Sicherheitsfunktionen Aktivierung über Klemmen nur Standard-Funktionen Aktivierung über F-DI der TM54F für erweiterte Funktionen nur bei Sinamics S120 Aktivierung über PROFIsafe für Standard und erweiterte Funktionen 1 Leitung an CU, je 1 Leitung an LT Beide Leitungen an die CU Alle Leitungen an TM54F (EP-Klemmen können zusätzlich genutzt werden) Alle Safety-Signale über Feldbus möglich (EP-Klemmen können zusätzlich genutzt werden) *) EP = Enable Pulses, spezifische Eingangsklemme, die auf dem Leistungsteil vorhanden ist

37 Parametrierung und IBN der Sicherheitsfunktionen mit STARTER Parametrierung der Sicherheitsfunktionen offline und online zum Antrieb möglich Diagnose der Sicherheitsfunktionen online möglich Unterstützung bei Abnahmetest durch STARTER oder durch SINAMICS-Script Einstellungen aktivieren Freigabe der Safety-Funktionen

38 Vielen Dank Fachberatung und Promotion Antriebstechnik