Sinamics S является самой «верхушкой» линейки частотных преобразователей компании Siemens. Данные ЧРП пригодны для, практически, любых применений. Но с точки зрения экономической целесообразности, они применяются в самых сложных задач, где требуется самая высокая точность регулирования и максимальная динамика. Исходя из вышесказанного, становится понятным, что Sinamics S120 применяется для сервосистем и для задач с высокими требованиям к динамике, а именно:
упаковочные машины (сервосистемы)
ткацкие станки (сервосистемы)
бумагоделательные машины (сервосистемы и тяжелые применения)
прокатные станы (тяжелые применения)
станочное оборудование (сервосистемы)
грузоподъемные механизмы (тяжелые применения)
печатные станки (сервосистемы).
Sinamics S делится на несколько основных групп продукции:
Sinamics S120 имеет модульную архитектуру и выпускаются в разных форматах:
блочный формат
формат шасси
книжный формат
формат Combi
шкафной формат
Такое количество различных решений помогает выбрать оптимальный вариант при проектировании системы. Каждый формат имеет свои особенности. Блочный формат состоит из силового блока и блока управления. Силовые блоки рассчитаны на различное входное напряжение, как одно- и трехфазное 220В, так и 3AC 380-480В, и 500-690В. Диапазон мощностей – 0.55кВт-132кВт. Решение в блочном формате ближе к G-серии частотных преобразователей Siemens, тем более что силовые модули используется те же, что и для G-серии. Отличие в более функциональном модуле управления.
Формат шасси применяется для электродвигателей больших мощностей – от 110кВт до 1200кВт, если не применять параллельную работу нескольких преобразователей на один мотор. ЧРП в формате шасси состоит из силовой части и управления. Силовая часть может быть представлена силовым модулем (вход - 3 фазы переменного тока и выход - 3 фазы переменного тока) или состоять из двух частей – модуля питания (вход - 3 фазы переменного тока, выход -510-650В постоянного тока) и двигательного модуля (вход – 600В постоянного тока, выход – 3 фазы переменного тока). При втором варианте один модуль питания может работать на несколько двигательных модулей, что позволяет экономить при необходимости подключения нескольких осей. Формат шасси может быть как с воздушным, так и с жидкостным охлаждением.
Книжный формат применяется для небольших мощностей – от 3А до 45А. Силовой блок состоит из модуля питания (бывают разного типа – с поддержкой рекуперации и без и позволяют подключать на один модуль питания несколько двигательных модулей) и двигательного модуля (бывают одно- и двухдвигательными). Книжный формат хорошо подходит для станочного оборудования, для упаковочных машин, т.к. позволяет сэкономить место.
Формат Combi разработан специально под станочные решения. В одном корпусе размещаются блок питания и двигательные модули – 3 или 4, в зависимости от типа. Вход – 3 фазы 400В 16кВт, выход – 3 или 4 оси 3 фазы, 400В от 5 до 30А. модуль управления подключается по сети Drive-CliQ.
Шкафной формат отличается от формата шасси только тем, что на заводе модули питания и двигательные модули уже размещены в шкафах с необходимым дополнительным оборудованием – автоматическими выключателями, плавкими вставками, контакторами, тормозными модулями, фильтрами и дросселями, в зависимости от выбранной конфигурации. Решение в шкафах также является модульным – т.е. отдельно заказывается блок питания в шкафном исполнении и отдельно двигательные модули. Частое применение S120 в шкафном формате – прокатные станы.
Выше мы осветили, в основном силовую часть ЧРП Siemens Sinamics S120. Теперь немного про управление. Модули управления представлены CU310 и CU320. 310-е модули используются для одноосевых приложений, 320-е для многоосевых. По типу интерфейса для интеграции в систему управления модули управления Sinamics S120 делятся на два типа – с встроенным Profinet и Profibus. Для взаимодействия между силовой частью и управляющей применяется интерфейс Drive-CLiQ. Для силовых блоков PM240 и PM250 имеется специальный адаптер для монтажа CU310 на силовой блок. Интерфейс Drive-CLiQ разработан компанией Siemens специально для приводов. С помощью него можно объединить в одну сеть модуль управления, силовые блоки, энкодеры.
На базе частотных преобразователей S120 строится система управления движением Simotion. Для этого
модули управления Sinamics меняются на Simotion. Интерфейс Drive-CLiQ является базовым и для
Simotion.
Что касается практики применения, то наша компания использовала Sinamics S120 для формовочных линий
в кондитерском цехе. Там нужна была синхронизация нескольких осей для обеспечения конфет одинакового
веса и формы.
Также Sinamics S120 в книжном формате применялся для линии резки кирпича. При этом использовался
модуль управления Simotion.
Sinamics S120 в формате шасси установлен нашими инженерами на нескольких сахарных заводах в качестве
привода для электродвигателя центрифуги. На центрифугах очень высокие требования к динамике разгона
и торможения, так как выход продукта должен быть максимально быстрым. Также в этом проекте
использовались блоки питания с рекуперацией. Это позволяло минимизировать затраты энергии на разгон.
Центрифуги были синхронизированы: когда одна тормозила, вторая разгонялась.
Это распределенный сервопривод. Изготавливается в виде сервомотора с двигательным модулем. Питание осуществляется по шине 600В постоянного тока. Т.о. для полностью завершенного решения необходим модуль питания.
G130 предназначены для мощных низковольтных электродвигателей:
В целом, это частотный преобразователь S120, смонтированный в шкаф с необходимым дополнительным оборудованием.
Мощности от 110 до 800 кВт на напряжение 380-480В и от 72 до 1200 кВт на напряжение 500-690В. В Sinamics S150 блоки питания уже смонтированным вместе с двигательными модулями.
