SINAMICS G180: die spezifische Antriebslösung

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1 SINAMICS G180: die spezifische Antriebslösung Für die Branchen Öl & Gas, Chemie und die Prozessindustrie siemens.de/sinamics-g180 Answers for industry.

2 Die intelligente Antwort auf besondere Anforderungen Mit dem SINAMICS G180 bietet Siemens eine spezifische Antriebslösung für die Branchen Öl & Gas, Chemie sowie die Prozessindustrie. Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Bewährtem: SINAMICS G180 Die Weiterentwicklung des bewährten LOHER DYNAVERT T Frequenzumrichters reiht sich nun nahtlos in die SINAMICS Antriebsfamilie ein. Durch seine branchenspezifischen Eigenschaften wie du/dt-filter, Netzfilter und ATEX-zertifizierte PTC-Auswertung für Motoren im Ex- Bereich eignet sich der effiziente Antrieb optimal für den Einsatz an Pumpen, Lüftern und Kompressoren auch in Kombination mit explosionsgeschützten Motoren. Der Branchenspezialist Der SINAMICS G180 ist die erste Wahl für komplette Systemlösungen, von der Einspeisung bis zur Motorwelle, vom Engineering in der Angebotsphase bis zur Inbetriebnahme vor Ort aus einer Hand: Trafo, Umrichter und Motor sind gezielt auf die Applikation angepasst und zeichnen sich durch ein herausragendes Preis-Leistungs-Verhältnis aus. Neben kundenspezifisch ausgeführten Anlagen bieten wir eine Palette von Umrichterlösungen auf der Basis von standardisierten Zubehörpaketen. Damit haben wir uns in den verschiedensten Branchen etabliert. Weiteres Zubehör ermöglicht die Anpassung an schwierige Netzverhältnisse, extrem lange Motorkabel oder verschiedene Ansteuer- und Kommunikationskonzepte auch im Ex-Bereich. 2

3 SINAMICS: erste Wahl für alle Antriebsaufgaben SINAMICS bietet für jede Aufgabe den passenden Antrieb. Dabei können alle Mitglieder der umfassenden Systemfamilie einheitlich projektiert, parametriert, in Betrieb genommen und bedient werden. SINAMICS die Antriebsfamilie auf einen Blick Jeder Aufgabe gewachsen: breites Leistungsspektrum von 0,12 kw bis 120 MW Ausführungen sowohl in Nieder- als auch in Mittelspannung Durchgängige Funktionalität durch gemeinsame Hardware- und Softwareplattform Ein gemeinsames Engineering mit nur zwei Tools für alle Antriebe: SIZER für die Projektierung und STARTER (bzw. IMS für G180) für die Parametrierung und Inbetriebnahme Hohes Maß an Flexibilität und Kombinierbarkeit Niederspannung Gleichspannung Mittelspannung Basic Performance General Performance Für Basis-Servoanwendungen High Performance Für Gleichstromanwendungen Für Anwendungen mit hohen Leistungen V20 G120C / G120P / G120 G110D / G120D G130 / G150 G180 S110 S120 S150 DCM GL150 / GM150 / SM150 / SL150 0,12 15 kw 0, kw 0,75 7,5 kw kw 2, kw 0,12 90 kw 0, kw kw 6 kw 3 MW 0,8 85 MW Pumpen, Lüfter, Pumpen, Lüfter, Kompressoren, Kompressoren, Förderbänder, Fördertechnik, Mi Mischer, Mühlen, scher, Mühlen und Textilmaschinen Extruder, Einachs- Positionieranwendungen (G120) Fördertechnik, Einachs- Positionieranwendungen (G120D) Pumpen, Lüfter, Förderbänder, Kompressoren, Mischer, Mühlen, Extruder Branchenspezifisch für Pumpen, Lüfter, Kompressoren, Extruder, Mischer, Mühlen, Kneter, Zentrifugen, Separatoren Einachs- Positionieranwendungen im Maschinenund Anlagenbau Verpackungs-, Textil- und Druckmaschinen, Werkzeugmaschinen, Anlagen, Prozesslinien, Walzwerke Prüfstände, Querschneider, Zentrifugen Walzwerksantriebe, Drahtziehmaschinen, Extruder und Kneter, Seilbahnen und Lifte, Prüfstandsantriebe Pumpen, Lüfter, Mühlen, Walzstraßen, Schachtförderantriebe, Bagger, Prüfstände, Schiffsantriebe, Förderbänder, Hochofengebläse Gemeinsame Engineering Tools: DT-Konfigurator Auswahl und Konfiguration SIZER die einfache Planung und Projektierung STARTER und Startdrive für die schnelle Inbetriebnahme, Optimierung und Diagnose* *Ausnahme: V20 benötigt kein Auslegungstool; G180 wird mit der Software IMS (Inverter Management Software) in Betrieb genommen 3

4 Der führende Experte rund um explosionsgeschützte Antriebe Explosionsgefahr, aggressive Atmosphären oder extreme Temperaturen: Die Antriebstechnik in der chemischen Industrie muss höchsten Sicherheitsanforderungen genügen, um Mensch, Umwelt und Anlage zu schützen. SINAMICS G180 bietet Ihnen ein umfassendes Antriebsportfolio, das für die verschiedensten Anwendungen konzipiert ist. Maximale Sicherheit und höchste Produktivität Ob drehzahlvariabler Antrieb mit Frequenzumrichter in Niederspannung bis 690 V von 2,2 kw bis KW als Standardprodukt oder maßgeschneiderte Sonderlösung sowie antriebsrelevante industrielle Schalttechnik: Ihre Anforderung bestimmt unsere Lösung. Mit unseren Produkten und Systemen stellen Sie Ihre Anlage auf eine effiziente Basis für maximale Sicherheit und höchste Produktivität. Nicht zuletzt ermöglichen Ihnen unsere energieeffizienten Antriebssysteme deutliche Einsparpotenziale bei den Betriebskosten. Auf uns ist 100% Verlass: immer dann, wenn wichtige Anforderungen des Explosionsschutzes an Antriebssysteme gestellt werden. Wir kümmern uns um das gesamte Antriebspaket. Unsere Frequenzumrichter sind auf den Betrieb mit Ex-Motoren in den Schutzarten EEx n, EEx e, EEx p und EEx d abgestimmt und durch die Kaltleiterauswertung nach ATEX zertifiziert. Der thermische Motorschutz ist über Temperaturfühler realisiert, die direkt im Umrichter ausgewertet werden. Durch den ATEX-zertifizierten Kaltleitereingang am Umrichter erübrigt sich jedes weitere Zubehör wie Hauptschütz oder PTC-Relais. Wir stehen Ihnen mit Rat und Tat zur Seite Wir beantworten alle Ihre Fragen beispielsweise: Welches ist die richtige Taktfrequenz des Umrichters? Wie hoch darf die zulässige Klemmenspannung am Motoranschlusskasten sein? Welche Spannungsspitzen kommen bei langen Motorkabellängen am Motor an? Welche Wicklungsisolation muss der Motor haben? Träufelwicklung oder Formspule? Absicherung des Motors über PTC und / oder PT100? usw. 4

5 Die passende Lösung für Sie Unsere Stärken, Ihre Vorteile Besonders leise und kompakt durch modernste IGBT- Leistungshalbleiter und innovatives Kühlungskonzept Minimierung von Systemverlusten durch optimierte Taktfrequenz Deutliche Reduzierung der Motorzusatzgeräusche durch die Funktion Random Pattern Steigerung der Anlagenverfügbarkeit durch schnell und einfach austauschbare Leistungskomponenten Komfortable Ersatzteilsicherheit durch Internet-Tool SparesOnWeb, mit dem Ersatzteile weltweit jederzeit und individuell zum jeweiligen Umrichter aufgerufen werden können Minimale Schrankabmessungen durch optimierten Komponenteneinsatz Problemloses Einbinden in Automatisierungslösungen durch analoge und digitale Schnittstellen, die sich mit einer Peripherieplatine zusätzlich erweitern lassen Nahtlose Datenübertragung durch gängige Bussysteme (PROFIBUS DP, CANopen oder Modbus RTU bzw. Modbus TCP) Kurze, einfache Inbetriebnahme und Parametrierung, menügeführt am Bedienfeld mit beleuchtetem, grafischem LCD-Display und Klartextanzeige oder PC-gestützt über das kostenlose Inbetriebnahme-Tool IMS (Inverter Management Software). Qualitätsmanagement nach DIN EN ISO 9001 Der SINAMICS G180 genügt höchsten Qualitätsansprüchen. Umfangreiche Qualitätssicherungsmaßnahmen in allen Entwicklungs- und Produktionsprozessen sichern ein konstant hohes Qualitätsniveau. Unser Qualitätsmanagementsystem ist selbstverständlich von einer unabhängigen Stelle nach DIN EN ISO 9001 zertifiziert. Einsatzgebiete des SINAMICS G180 Chemische Industrie Öl- und Gasindustrie Kraftwerks- und Versorgungsindustrie Petrochemie Grundstoffindustrie Prüfstandstechnik Fördertechnik Applikationen des allgemeinen Maschinenund Anlagenbaus Herausfordernde Antriebsaufgaben Explosionsgeschützte Antriebssysteme Tailor Made Antriebslösungen Die Standard-Gerätereihe SINAMICS G180 gestattet aufgrund speziell entwickelter Features die perfekte Lösung für anspruchsvolle Branchen wie Öl & Gas, Chemie, Petrochemie, Energie, Prüfstände SINAMICS G180 mit ATEX-Zertifikat sind ideal abgestimmt auf die Belange beim Betrieb explosionsgeschützter Motoren Die modulare Geräteplattform SINAMICS G180 bietet eine hervorragende Basis für angepasste Kundenlösungen wie bspw. besondere Umgebungsbedingungen, geringe Abmaße usw. 5

6 Leistungsübersicht SINAMICS G180: SINAMICS G180 Kompaktgerät (Einbaugeräte) Schranksysteme Schrankgeräte Leistungsbereich 2,2 200 kw 2,2 200 kw kw Eingangsspannung AC V, 50 / 60 Hz AC V, 50 / 60 Hz AC V, 50 / 60 Hz Pulsigkeit 6-pulsig 6-pulsig 6- / 12- / 24-pulsig Kühlart Luftgekühlt Luftgekühlt Luft- und wassergekühlt SINAMICS G180 Spannungsbereiche und Leistungen 690 V SINAMICS G180 Einbaugeräte 500 V 400 V SINAMICS G180 Schranksysteme / Schrankgeräte 690 V 500 V* 400 V* kw * größer auf Anfrage 6

7 Kompakt und komplett von 2,2 kw bis kw Ausstattungen: Funkentstörung Der Netzfilter gemäß DIN EN Kategorie C2 (Kompaktgeräte) bzw. C3 (Schrankgeräte) gewährt den Einsatz in industriellen und öffentlichen (nur C2) Netzen. Für höhere Anforderungen stehen optional Filter der Kategorie C1 zur Verfügung. Netzrückwirkungen Die integrierte Netzdrossel reduziert die netzseitigen Oberschwingungen auf Kundenseite. Optional stehen für höhere Anforderungen Line Harmonics Filter zur Verfügung. Lange Motorkabel Der du/dt Ausgangsfilter erlaubt ausgedehnte Motorkabellängen. Das erlaubt Freiheitsgrade bei der Anlagenplanung, vor allem bei Antrieben in den Ex-Zonen 1 und 2. Filtertechnologie Die Filter ermöglichen die Einhaltung der Überspannungsgrenzwerte für die Motorisolation sowie für die Luft- und Kriechstrecken ohne zusätzliche Maßnahmen. Abschaltkonzept (Option) Das ATEX-zertifizierte Abschaltkonzept ermöglicht das Stillsetzen der Anlage ohne Hauptschütz. Das gilt auch für den Betrieb von Motoren in der Ex-Zone 1. Dadurch ergibt sich ein weitreichendes Einsparpotenzial auf der Anlagenseite. Dual-Prozessor-Technik Durch die Dual-Prozessor-Technik bleibt genügend Rechenleistung, um das Pulsmuster optimal abzustimmen. Dadurch werden das Motorgeräusch reduziert und die Umrichter- und Motorverluste herabgesetzt. Isolationsüberwachung Die 500-V- und 690-V-Geräte (wahlweise, wenn für IT-Netz) verfügen über eine Isolationsüberwachung für erdfreie Netze, die den Umrichter, die Verkabelung und den Motor sicher bei einem Isolationsfehler schützen. Die 400-V-Geräte und die 690-V-Geräte für TN-Netz sind mit einer Erdschlussüberwachung mit gleicher Funktionalität für geerdete Netze ausgerüstet. 7

8 Einfache Inbetriebnahmesoftware für die komplette Umrichterreihe SINAMICS G180 folgt in allen seinen Ausprägungen konsequent einem einheitlichen Plattformkonzept. Gemeinsame Hard- und Softwarekomponenten sowie einheitliche Tools für Auslegung, Projektierung und Inbetriebnahme sichern eine hohe Durchgängigkeit zwischen allen Komponenten. SINAMICS G180 besitzen dieselben Eigenschaften mit identischen Möglichkeiten. Klemmleiste nach NAMUR-Empfehlung NE37 Die SINAMICS G180 Geräte erfüllen bereits in ihren Grundausprägungen die Vorgaben der Klemmenbezeichnung gemäß NAMUR, Ausgabe 2010 und sind somit bestens für den Einsatz in der chemischen Industrie geeignet. internes Bedienfeld am Gerät Durchdachte Kommunikation Kommunikation über konventionelle Klemmleiste mit frei programmierbaren digitalen und analogen Ein- / Ausgängen: Parametrierbare Grenzwertmeldungen Parametrierbare Zeitglieder Parametrierbare Dämpfungsglieder Parametrierbares Umrichterverhalten bei Ansprechen der Ein- / Ausgänge Parametrierbare Logikelemente Kommunikation und Parametrierung über PC mittels IMS (Inverter Management Software) über USB-Schnittstelle Externes Bedienfeld über RS 485 Bussysteme wie Ethernet (Platine PROFIBUS mit Ethernet PROFIBUS Umsetzer) alternativ serielle Schnittstelle internes Bedienfeld für die Schranktür konventionelle Klemmleiste USB- Schnittstelle PC-Programm serielle Schnittstelle externes Bedienfeld serielle Schnittstelle USB RJ-10 USB RS 485 RS 232 µp-bus PC-Programm RS 485 Feldbus (optional) M ~ 8

9 Ausführung und Design Der SINAMICS G180 ist konsequent auf höchste Benutzerfreundlichkeit und einfache Inbetriebnahme ausgerichtet und überzeugt mit seinen bis ins Detail durchdachten Eigenschaften. Prinzipieller Umrichter-Aufbau du/dt Filter am Umrichterausgang (Reduzierung der Spannungsspitzen am Motor) Netzfilter am Umrichtereingang (THD I 5th < 40 %) Hauptschalter (Option) Hauptschütz (Option) Kundenklemmleiste (z. B. NAMUR) Kundenspezifische Steuerung (Option) Busanbindung (PROFIBUS, Modbus) (Option) Durchgängige Bedienoberfläche Bequemer Anschlussraum für EMV-gerechten Leitungsanschluss nach NAMUR NE 37 im Gerät Sichere Trennung (PELV) nach IEC / EN PTC- (Kaltleiter) Auswertung (Option) ATEX-zertifiziertes Abschaltkonzept nach Richtlinie 94 / 9 EG zum sicheren Betrieb von Motoren im Ex-Bereich, Zone 1 und 2 (Option) Funktionale Sicherheit (Option) nach: SIL 2 nach EN Kategorie 3 nach DIN ISO Performance Level (PL) d gemäß EN ISO SINAMICS G180 Schranksysteme SINAMICS G180 Schranksysteme bestehen aus SINAMICS G180 Kompaktgeräten, die in Kombination mit Rittal TS8-Schränken und kundenspezifischem Steuerungszubehör zu individuellen Schranksystemen komplettiert werden. Als Standardabmessung ist eine Schrankbreite von 600 mm verfügbar. Optional stehen viele Sonderabmessungen zur Auswahl. 9

10 Bestens aufgestellt, auch in Flüssigkeitskühlung Gegenüber der Luftkühlung bietet Wasserkühlung zahlreiche Vorteile. Nicht zuletzt deshalb geht der Trend hin zu wassergekühlten Elektromotoren und Frequenzumrichtern. War Wasserkühlung in der Vergangenheit mit Ausnahmen auf Motoren beschränkt, setzt sie sich mittlerweile immer öfter auch bei Frequenzumrichtern durch. Entscheidende Faktoren hierbei: die Möglichkeit, immer größere Leistungen zu realisieren, die Platzeinsparung sowie die einfachere Wärmeabfuhr aus den Schalträumen. Die Kühlkörper des Leistungsteils werden direkt vom Kühlmittel durchströmt. Der komplette Körper besteht aus einem oder mehreren aus Aluminium gefertigten Cooling-Plates, in denen Edelstahlrohre eingebettet werden. Der Leistungsbereich reicht von 200 kw bis KW. Wärmeabfuhr aus dem Schaltraum Realisierung hoher Schaltschrank- Schutzarten Somit Aufstellung in schmutziger Umgebung möglich Geringeres Geräuschniveau Möglichkeit der Effizienzsteigerung durch Wärmerückgewinnung Das im Umrichter integrierte Magnetventil (-Y1) regelt temperaturabhängig das Kühlmittel in Abhängigkeit von der Temperatur der Umgebungsluft und schützt den Umrichter somit wirkungsvoll vor Betauung. Entlüftung Luft- / Wasser- Wärmetauscher zur Innenluftkühlung Kühlflüssigkeitsaustritt Kühlflüssigkeitseintritt Innenluftkreis Lüfter 10

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12 Wie gemacht für Öl & Gas und Chemie: branchenspezifische Zubehöroptionen 12

13 Für den SINAMICS G180 bieten wir Ihnen eine Vielzahl an Optionen in folgenden Kategorien: Hilfsspannungsversorgung Externe Steuerspannungsversorgung Funkentstörfilter Line Harmonics Filter Ausgangsfilter Standardzubehörpakete PT100 Auswertegerät Schutzarten Schrankoptionen Steuerungs- und Anzeigeinstrumente Adern- und Betriebsmittelkennzeichnung Verdrahtungsoptionen Peripherieplatinen Zusatzplatinen für Busanbindung Anlagenkennzeichnung Abnahmeprüfungen für Umrichter Zusätzliche Unterlagen Sprache des Umrichter-Displays Umrichterdokumentation Engineering Als Ergänzung zu den Standardoptionen haben Sie für den SINAMICS G180 zusätzlich Bestellmöglichkeit von Engineer To Order (ETO). ETO wird speziell nach den Kundenanforderungen definiert und engineert. Sie können nicht über elektronische Bestell-Tools ausgewählt werden somit ist eine Bestellung nur auf Anfrage beim Siemens Ansprechpartner möglich: X30 Mechanik z. B. Schrankabmessungen mit Sonderhöhe =1800 mm X40 Parametrierung z. B. Parametrierung von zusätzlichen Überwachungen: Overspeed, Underspeed X50 Elektrisch (Leistung, Steuerung) z. B. Sonderüberwachungsgeräte, erweiterter Überspannungsbereich X60 Prüfstandsumrichter z. B. Engineering eines Motorprüfstandes X70 Spezielle Prüfungen z. B. Sonderprüfungen wie Rütteln X80 Spezielle Dokumentation z. B. Dokumentation in einem speziellen CAD-System X90 Besondere Ausführung Wenn Umfang nicht eindeutig einer der bisher aufgeführten Optionen zuzuordnen ist 13

14 Allgemeine technische Daten Elektrische Daten Netzfrequenz Netzspannungen Netzform Leistungsbereich 3 AC V 500 V, 15 / +10 % TN-/TT-Netz 2,2 160 kw (bei 400 V) 3 AC V 415 V, 15 / +10 % TN-/TT-Netz kw (bei 400 V) 3 AC V, 15 / +10 % IT-Netz 2,2 200 kw (bei 500 V) 3 AC V, 15 / +10 % TN-/TT-/IT-Netz kw (bei 500 V) 3 AC V, 15 / +10 % TN-/TT-/IT-Netz 7,5 200 kw (bei 690 V) 3 AC V, 15 / +10 % TN-/TT-/IT-Netz kw (bei 690 V) Hz Netzfrequenz Netz cos phi ca. 0,99 Ausgangsfrequenz Spannungsanstieg am Motor Hz V / μs Pulsigkeit 6 / 12 / 18 / 24 Überspannungskategorie III nach EN Regelungsverfahren Festdrehzahlen Ausblendbare Drehzahlbereiche Bremsbetrieb Motorleitungslängen (geschirmt oder ungeschirmt) für Motoren: feldorientierte Regelung (FOC) mit Geber und Vektorregelung (SVC) ohne / mit Geber (Drehzahl, Prozess-n, Moment, Hubwerk 1), Netzsynchronisation 1) ) Motorunabhängige Regelung von Strom oder Spannung (Strom, Prozess- I, Spannung, Prozess-U) 3 Festdrehzahlen + Minimaldrehzahl, parametrierbar 2, parametrierbar Bremsmoment durch Übersättigungsregelung ohne Zusatzeinrichtungen bei niedriger oder mittlerer Drehzahl bis zu 50 %, bei hoher Drehzahl bis zu 10 % ohne zusätzliches Bremsmodul mit zugehörigem Bremswiderstand mit Standardfilter m, mit optionalen Filtern auch längere Motorleitungslängen Mechanische Daten Schutzart Kompaktgeräte: IP20 Schrankgeräte / Anlagen: IP21 (höhere Schutzarten optional) / mit Wasserkühlung IP54 Kühlart Verstärkte Luftkühlung AF nach EN Lackierung RAL 7035; Rittal TS8 Schrank; Rahmen: Nanokeramik- und Eloxalschicht ca μm Nur für Wasserkühlung Wasserqualität Zulässige Kühlmitteltemperatur Kühlmittel Industriewasser +10 C 28 / 35 C (leistungsabhängig) Wasser oder Gemisch (H2O + Antifrogen N mit 45 % Antifrogen N) 14

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16 Weitere Informationen: Siemens AG Industry Sector Large Drives Hans-Loher-Straße RUHSTORF DEUTSCHLAND Änderungen vorbehalten 03/13 Bestell-Nr.: E20001-A280-P570 Dispostelle D&M/45438 GD.LD.XX.LDMV WS Gedruckt in Deutschland Siemens AG 2013 Die Informationen in dieser Broschüre ent halten lediglich allgemeine Beschreib ungen bzw. Leistungs merk male, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungs merkmale sind nur dann ver bindlich, wenn sie bei Vertrags schluss ausdrück lich ver einbart werden. Alle Erzeugnisbezeich nungen können Marken oder Erzeugnisnamen der Siemens AG oder anderer, zu liefern der Unternehmen sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann.