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西门子6SL3210-1SE11-7UA0
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详细信息
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由于带有分开的电源装置和控制单元，SINAMICS S120 变频调速柜系统可*地满足大量不同驱动任务的要求。
控制单元根据要控制的驱动器数量和所需性能级别进行选择，而电源装置的额定值必须要满足系统的电能要求。控制单元和电源装置之间的连接可非常简便地使用数字系统接口 DRIVE?CLiQ 来完成。
控制装置
CU310?2 PN 和 SIMOTION D4x5?2 控制单元
CU310?2 DP 和 CU310?2 PN 控制单元
CU310?2 控制单元用于控制一个驱动器。它们带有一个标准 PROFIBUS 接口 (CU310?2 DP) 或 PROFINET 接口 (CU310?2 PN) 以及一个 TTL/HTL 编码器分析电路。
CU320-2 控制单元
控制单元 CU320?2 是为控制多个驱动系统而设计的。CU320?2 控制单元能够在 <i>V/f</i> 控制模式下运行zui多
- 12 台变频器，
- 或在伺服或矢量控制模式下运行zui多 6 台变频器。
CU320-2 控制单元可用于控制单机驱动组，并执行基本的驱动技术功能。
SIMOTION D 控制单元
SIMOTION D 控制单元适用于需要协调运动控制的应用，如同步运行、电子齿轮、凸轮盘或复杂技术功能。
SIMOTION D 控制单元分为各种性能类别：
- SIMOTION D410?2，用于控制 1 到 3 根轴
- SIMOTION D425?2，用于控制zui多 16 根轴
- SIMOTION D435?2，用于控制zui多 32 根轴
- SIMOTION D445?2，用于控制zui多 64 根轴
- SIMOTION D455?2，用于控制zui多 128 根轴
STARTER 调试工具用于对各种类型控制单元进行调试和诊断。SIMOTION D 控制单元需要使用 SCOUT 工程软件（包含 STARTER 工具）。
有关 STARTER 和 SCOUT 的详细信息，请参见“工程软件”和“SIMOTION 运动控制系统”一章。
电源模板
独立型 SINAMICS S120 变频调速柜系统包括一个 CU310?2 控制单元和一个电源模块。电源模块中集成了一个电源整流器、一个电压源直流环节和一个用于为电机供电的逆变器。
带有 CU310?2 控制单元的块型电源模块
电源模块针对不能将电能回馈至电源的驱动器而设计。制动过程中产生的能量通过制动电阻器而被转换为热量。
电源模块也可通过一个 CU320?2 控制单元、SIMOTION D4x5?2 或 CX32?2 扩展控制器来运行，例如，在必须将一个驱动加到一个多轴驱动组的配置中运行。在这种情况下，块型功率模块必须配备 CUA31/CUA32 控制单元适配器。它是通过 DRIVE-CLiQ 与 CU320?2 控制单元、SIMOTION D4x5?2 或 CX32?2 扩展控制器相连的。机架型电源模块可使用一条 DRIVE-CLiQ 电缆直接连接到多轴控制单元。
电机模块
电机模块中集成了一个电压源直流环节和一个用于为电机供电的逆变器。
CU320?2 控制单元、电源模块和两个书本型电机模块
电机模块针对多轴驱动系统而设计，由一个 CU320 2 控制单元、一个 SIMOTION D4x5-2 或 CX32-2 扩展控制器进行控制。多个电机模块是通过一条共用直流母线相互连接的。由于多个电机模块共用同一个直流环节，因此它们可相互交换能量，即如果一个以发电机模式运行的电机模块产生了电能，该电能就可被以电机模式运行的另一个电机模块使用。电压源直流环节通过一个输入模块来提供输入电压。
电源模块
电源模块可产生一个直流电压，用于通过电压源直流链路向电机模块供电。
基本电源模块
基本电源模块设计用于仅馈电运行，即不能储存再生能量到供电系统。若产生再生能量，例如，驱动装置制动时，必须通过一个制动模块和一个制动电阻器，将制动能量转换成热。如果基本电源模块用作馈电，必须安装相匹配的电源电抗器。可选装电源滤波器，来限制干扰，以符合 Class C2 限制 (EN61800-3)。
非调节型电源模块(Smart Line)
非调节型电源模块可供电，并可返回再生能量到供电系统。只有在驱动系统在掉电后需要控制减速时（即能量不能储存），才需要使用制动模块和制动电阻器。如果非调节型电源模块用作馈电，必须安装相匹配的电源电抗器。可选装电源滤波器，来限制干扰，以符合 Class C2 限制 (EN61800-3)。
调节型电源模块(Active Line)
调节型电源模块可供电，并可返回再生能量到供电系统。只有在驱动系统在掉电后需要控制减速时（即能量不能储存），才需要使用制动模块和制动电阻器。但是，与基本电源模块和非调节型电源模块相比，调节型电源模块可产生可调直流电压，而不管电网波动如何。在这种情况下，电源电压必须保持在容许的电压公差范围内。调节型输入模块从电源吸收波形基本上是正弦波的电流，限制了任何有害谐波成分。
为了运行有源整流装置，必须使用适宜的有源滤波装置。可选装电源滤波器，来限制干扰，以符合 Class C2 限制 (EN61800-3)。
有关通过 SINAMICS S120 来设计一个驱动系统的详细信息，请参见“系统说明”。
电源模块、电机模块和输入模块分为书本型、紧凑书本型、块型和机架型：
- 块型和装机装柜型功率模块
- 书本型、紧凑书本型和机架型电机模块和输入模块。
冷却方式
根据机座号的不同，有多种冷却方式：
内部空气冷却
在这种标准解决方案中，来自驱动部件的电子电路和功率部分的功率损耗通过自然冷却或布置到控制柜内部的强迫通风冷却系统来排除。
外部空气冷却
外部空气冷却采用“通孔”方法。部件的功率部分散热器穿过控制柜的安装表面，从而将功率部分散出的热量释放到一个独立的外部冷却回路。控制柜中保留的仅有热量是由电子部件散发的。在外部散热器的机械接口处，可达到 IP54 的防护等级。带有散热片和风扇装置（在供货范围内）的散热器从后部伸出到一个单独的通风区域内，该通风区域也可向外敞开。
冷却板冷却
采用冷却板冷却方式的装置可通过装置后面板上的一个热量接口将功率部分的热量损耗传递到外部散热器。例如，该外部散热器可以是水冷式散热器。
液体冷却
在液体冷却式装置上，散热器上安装有功率半导体，冷却介质从该散热器中流过。装置产生的大部分热量由冷却介质吸收，并可散到控制柜外面。
定制应用
不同形式的设备可作为一种完整系统解决方案来购买。用户将得益于驱动专家所拥有的专业知识，不必再考虑相关应用的热量方面的设计。尤其是在带有采用冷却板冷却、外部空气冷却和液体冷却装置的机架型设备的应用中，用户将获得一个技术可靠的解决方案，节省了设计时间。例如，驱动系统解决方案可以是一个采用冷却板冷却（*安装在一个公共冷却板上）的书本型驱动系统，一直到带有一个冷却系统和温度/冷凝控制的完整控制柜。
根据要求，我们可提供有关详细信息。
能效
SINAMICS S120 变频调速柜可对各个轴的电能进行回收并在多轴配置的直流回路中使用，并且可将能量回馈到电源系统中，从而节省了能量。即使在*馈电下，控制柜中也不会产生多余热量。
由于有源整流装置可防止产生容性和感性无功电流，因此，SINAMICS S120 还能确保电源中不会产生不必要的功率损耗，并且不会产生电流谐波。这不仅防止了对其它负载造成有害影响，同时也降低了控制柜中产生的热量。
系统部件
系统部件分为以下类别：
- 直流链路组件
例如，制动模块和制动电阻器 - 输出侧的电源部件
例如，电机电抗器 - 附带系统部件
例如，终端模块、操作员面板和通讯板 - 编码器系统接口
用于将各种编码器连接到 SINAMICS S120
书本型变频调速柜
书本型单元于多轴应用，它们是彼此相邻安装的。共用电压源直流环节采用集成连接方式。书本型单元的冷却选件范围较广：内部空气冷却、外部空气冷却、冷却板冷却以及（某些情况下）液体冷却。
紧凑书本型
从书本型模块，我们针对具有很高紧凑性要求的驱动装置开发出紧凑书本型模块。紧凑书本型模块具有书本型模块的全部优点和相同的性能，但总高度降低，具有更大的过载能力。紧凑书本型模块尤其适合集成到具有很高动态要求和安装空间有限的机器中。
紧凑书本型模块的冷却方式为内部空气冷却和冷却板冷却。
块型
块型模块单轴应用，仅具有电源模块。
可直接将 CU310?2 控制单元卡装到这些模块上面。这些装置是通过内部空气冷却或液体冷却方式进行冷却的。
装机装柜型变频调速柜
输出较高的单元（大约 100 kW 及以上）的结构形式为机架型。它们分为输入模块、电源模块和电机模块。机架型模块是通过一个内部空气冷却回路进行冷却的。对于特殊应用（如挤出和船舶应用），提供有液体冷却单元。CU310?2 控制单元可被集成到电源模块中。
机柜模块型
除本产品目录中介绍的内置式变频器装置外，SINAMICS S120 变频调速柜还是一种机柜安装系统，这种系统是专门针对在工厂结构中使用设计的，可与总输出功率高达 4500 kW (6000 HP) 的变频调速柜系列结合使用。
该模块化系统非常适用于带有*馈电模块和一条共用直流母线的多电机驱动器，通常可在造纸机、滚轧机、试验台或起重装置中使用。由于具有模块化的设计，因此可将所有部件进行组合，以满足封闭机柜系统中的要求。
对于这些变频调速柜，提供了三种馈电模块（基本型输入模块、智能型输入模块和调节型输入模块）以及特殊制动模块和辅助模块。该系统具有 IP20、IP21、IP23、IP43 和 IP54 等防护等级。电源模块和*控制单元之间的通讯是通过 DRIVE-CLiQ 进行的。
带有用于一个多电机驱动器的 SINAMICS S120 变频调速柜的驱动系统布局示例
功率范围可根据需要通过并联zui多 4 个模块加以扩展。
电子装置电源 | 24 V DC, -15 %/+20 % |
|---|---|
振动载荷 |
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|
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| Class 2M3 |
| 2M2 级 |
|
|
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| 10 ... 58 Hz：偏转常数 0.075 mm 58 ... 150 Hz：加速常数 = 9.81 m/s2 (1 × g) |
冲击应力 |
|
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| Class 2M3 |
| 2M2 级 |
|
|
| 147 m/s2 (15 x g)/11 ms |
| 49 m/s2 (5 × g)/11 ms |
| 98 m/s2 (10 × g)/20 ms |
环境条件 |
|
| I 类（带保护性导体系统）和 III 类 (PELV) |
| DIN VDE 0106 Part 100 和 BGV A 3（正确使用时） |
| 内部/外部空气冷却、带通过内置风扇增强空气冷却的电源部分 |
运行过程中的允许环境/冷却剂温度（空气） |
|
| 0 … 40 °C (32 … 104 °F) 无降容， |
| 0 … 55 °C (32 … 131 °F) |
气候环境条件 |
|
| Class 1K4 |
| Class 2K4 |
| Class 3K3 |
环境等级/有害化学物质 |
|
| Class 1C2 |
| Class 2C2 |
| Class 3C2 |
有机体/生物体影响因素 |
|
| Class 1B1 |
| Class 2B1 |
| Class 3B1 |
污染程度 符合 EN 61800-5-1 | 2 |
1)在运输包装中。
欧洲标准 | |
|---|---|
EN 954-1 | 机械安全 – 控制系统的安全相关零件产品 |
EN 61508-1 | 电气/电子/可编程电子系统的功能安全 |
EN 50370-1 | 电磁兼容性 (EMC) – 机床产品系列标准 |
EN 55011 | 工业、科学和医学高频设备（ISM 设备）– 无线电干扰 – 极限值和测量技术 |
EN 60204-1 | 机器中的电气设备 |
EN 61800?3 | 变速电机 |
EN 61800?5?1 | 可调速度 － 电动驱动系统 |
北美标准 | |
UL508C | 动力转换设备 |
CSA C22.2 No. 14 | 工业控制设备 |
认证 | |
cULus | 由 UL (Underwriters Laboratorieshttp://www.ul。。ｃｏｍ) 按照 UL 和 CSA 标准进行测试 |
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2014年10月，软控股份*开始在行业内践行“数字化工厂”的概念，西门子作为软控的战略合作伙伴，全力支持软控在轮胎行业的数字化制造业务，为其提供电气化、自动化及数字化产品。一边是*的工业自动化电气产品及软件供应商，一边是的橡胶轮胎装备制造企业，西门子与软控股份的合作让轮胎制造的未来充满无限可能。
拥抱数据的
“拥抱数据，这是历史的趋势。”软控股份副总裁于明进谈到公司的自我变革时，不无激动地描述道，“数据已经成为未来的核心生产力，数字化工厂的基础简单而言就是大数据！”
*以来，无论是在制造领域还是在工厂以外，人们一直低估了数据所能产生的超级能量。以往，生产和工艺数据，或是由经验丰富的操作员掌握；或是被直接写成难以调取和利用的图纸文档；更多的，则是任由机器轰鸣、产线轮转，流失在工厂的生产过程当中。而当企业开始重视、并从生产*线重拾数据之时，又面临一个崭新的问题：要想驾驭这股富有生机和价值的数据流，需要工厂重塑制造理念，升级原有的数据通路，引入一条稳定、灵活、高速、高效的信息传送管线，打造数据“黄金水道”。
“认识到大数据的重要性，才算读懂了制造业的发展方向。”软控研究院院长张斌这样阐释了软控股份的战略转型。近年来，当大多数制造企业仍然停留在对大数据的认识和学习阶段时，软控股份已经开始勾勒数字化工厂的蓝图。
张斌说，2014年初，软控明显感觉到数字制造刻不容缓。于是公司专门成立了数字工厂项目组，制定战略路线图，集合设备、研究、物流、软件等各个部门的力量，确立清晰的各阶段目标。
“软控股份不仅要成为市场，也要在理念创新和创新实践上成为。”于明进说。汽车轮胎生产是为人类生活带来“速度”的产业，面对汹涌而来的信息化浪潮，整个轮胎行业也需要自我提速。从2011年开始，软控股份连续3年排名橡胶轮胎制造装备行业的第二，更在2014年排名*，能够提供行业90%以上的设备。
经历了严重的夏季雷雨后，现存的牛奶运输系统和卡车派送系统中的缺陷被暴露出来，于是 Hansa Milch AG 的创始人决定投资一个基于工业无线局域网（WLAN）和无线射频识别（RFID）的新记录系统。集成的从抵达到调度的卡车信息流可以确保zui大程度的过程透明度，并zui大限度地减少可能出现的问题。
说起来，这似乎是某种天意。早在 2011 年，德国的 Arla 食品公司为了牛奶运输系统和销售网络，开始寻找一种可以替代老式的卡车记录系统的方案，这个项目的启动就是由于一场夏季大风暴。
年均生产6亿公斤牛奶的牛奶厂遭受雷击，导致关键部件出错，并且暴露出看门人、过磅站、运输线、过程控制系统和清洁设施之间数据交换的弱点，当时的数据交换系统是基于磁卡的。
在很短的时间内，一个来自Upahl的Hansa Milch公司的专家团队起草了新的集成的卡车记录系统研发和实施的要求以及目标说明。新系统要求尽可能少的结构调整并且保留尽可能多的现存部件。
解决方案
新的扫描过程的核心是RFID卡系统，这个系统基于工业无线局域网的基础设施。西门子与牛奶厂的技术管理层和德国的车辆计量制造商Pfister Waagen Bilanciai的专家们合作共同实施该系统。
由*控制系统 Simatic S7控制器协调，新系统支持卡车司机与过程控制系统之间完整的数据交换，从卡车到来一直到它离开都被监控和管理。
一旦卡车司机在入口处用他的RFID卡登录系统，系统就会记录下运输相关的数据，例如原料乳的质量，产品的种类和数量等，同时批次信息会立即（和以前不同）出现在牛奶厂的 SattLine过程控制系统中。德国 Upahl 的Arla 食品公司维护主管 Andreas Fischer表示，“以前我们不仅要在入口处输入数据，在过程控制系统中也要输入，现在我们拥有了一个标准化的数据存储系统。这样不但节约了时间，还减少了可能发生的错误，并且给工厂操作员提供了及早调整某种质量牛奶到达数量的机会。”
更少出错
当卡车在校准过的车辆秤上称重后，过程控制系统根据交货的类型指挥司机到某一条线路上。一旦快速抗化剂测试的结果出来，并且司机通过RFID进入到正确的运输线后，过程控制系统就允许车箱卸货。
为了保证车箱中的所有东西被抽空，过程控制系统将称重结果与生产区得出的感应流量测量（IDM）数据进行比较。如果两个值可以匹配，卡车就可以继续进入到定位清洗（CIP）程序。
用这种方法，新的RFID卡系统保证了整个过程中（卡车从来到走）数据的*性，并在批次的可跟踪性和过程透明化方面提供了可贵的支持。Fischer总结说，“通过这种解决方案，我们可以保证有机产品和常规产品不会混合在一起。它还帮助我们符合美国生物标准NOP（国家有机计划）的要求并在IFS（食品标准）认证的过程中提供了服务。
有效沟通
通过引入新的解决方案，卡车司机和工厂之间的沟通变得更加系统化，也更有效率。而且错误来源也大大减少，比如人工输入的数据或者口头描述。工厂不但在生产过程和产品安全上大大受益，也能随时提供产品的可靠来源，这得益于集成的电子签名认证功能。
可再生能源并网发电和双向供电：智能电网支持智慧城市
目前的电网并非为应对产量波动不定的可再生能源发电而专门设计的。因此，有必要将我们的电网改造成智能供电系统。为此，西门子提供智能电网技术，可提升电能质量，并提高电网稳定性。智能电网是配备信息与通信技术的高度自动化供电电网，其目的是实现从发电机到用户和从用户到发电机的端到端数据流。这意味着，可以实现双向供电，譬如，绿色建筑，它不仅用电，而且也可将多余电力并入电网。
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