西門(mén)子6SL3120-1TE21-8AA4
6SL3120-1TE21-8AA4
SINAMICS S120 單電機(jī)模塊 輸入:600V DC 輸出:3AC 400V,18A 結(jié)構(gòu)形式:書(shū)本尺寸 內(nèi)部風(fēng)冷 優(yōu)化的脈沖圖形和 支持?jǐn)U展 安全集成功能 包含 DRIVE-CLiQ 電纜
面臨的挑戰(zhàn)
為了在日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中確保盈利要求,制造商需要靈活機(jī)智的供應(yīng)鏈,同步的生產(chǎn)流程和實(shí)時(shí)的工廠可視性。
由于在生產(chǎn)過(guò)程中的決定總是會(huì)影響到企業(yè)的盈利水平。企業(yè)應(yīng)當(dāng)統(tǒng)籌考慮生產(chǎn)指標(biāo)和業(yè)務(wù)績(jī)效,以便使自身有能力適應(yīng)或應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的變化,來(lái)增加效率、降低成本、改善客戶(hù)滿(mǎn)意度。
這就需要一個(gè)綜合集成式的IT基礎(chǔ)設(shè)施,可以控制所有的生產(chǎn)要素,包括物料、設(shè)備、人事、規(guī)范和程序等,并能與業(yè)務(wù)和運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)相結(jié)合。
解決方案
SIMATIC IT生產(chǎn)套件將業(yè)務(wù)流程模型和一系列高度集成的功能組件相匹配。西門(mén)子6SL3120-1TE21-8AA4

它負(fù)責(zé)生產(chǎn)的管理和執(zhí)行、工廠內(nèi)部的進(jìn)行與協(xié)調(diào),并規(guī)范整個(gè)企業(yè)生產(chǎn),使制造流程與供應(yīng)鏈活動(dòng)保持*且彌補(bǔ)業(yè)務(wù)系統(tǒng)(如,ERP)和控制系統(tǒng)的信息斷層。
SIMATIC IT生產(chǎn)模型用一系列內(nèi)部規(guī)則進(jìn)行定義,并使工廠模型可視化,這樣就可以明確各項(xiàng)生產(chǎn)操作。
SIMATIC IT組件是根據(jù)通用的MES標(biāo)準(zhǔn)ISA-95開(kāi)發(fā)的功能。
他們包括產(chǎn)品定義管理,生產(chǎn)訂單管理,物料管理,工廠績(jī)效分析,關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)(KPI)計(jì)算,整體設(shè)備效率(OEE),報(bào)告,調(diào)度,實(shí)驗(yàn)室信息管理(LIMS),質(zhì)量保證和產(chǎn)品規(guī)范管理,等。
能源管理流程
隨著能源成本的不斷增加和環(huán)保法規(guī)的日漸嚴(yán)苛,與此同時(shí)企業(yè)也不斷努力,爭(zhēng)取獲得 ISO 50001 能源管理標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,這些都使得能源管理的應(yīng)用實(shí)施變得更為重要。高效的能源管理,不但可以提高企業(yè)的能源應(yīng)用效率和生產(chǎn)力,同時(shí)還可顯著提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。若要在生產(chǎn)過(guò)程中提高能源效率,則需做到:
系統(tǒng)化能源管理
西門(mén)子提供全面的能源管理產(chǎn)品與技術(shù),其中能源管理系統(tǒng)可根據(jù)客戶(hù)能源需求提供優(yōu)化的能源管理。在此,我們將能源管理分為三個(gè)階段 — 識(shí)別、評(píng)估和實(shí)施。通過(guò)相應(yīng)的硬件和軟件解決方案,為客戶(hù)在生產(chǎn)過(guò)程的每一階段提供*的支持。
公司范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)透明能源流
生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化的一個(gè)重要措施就是提高生產(chǎn)資源的利用率。只有系統(tǒng)性地采集電能、熱能、壓縮空氣或用水等消耗數(shù)據(jù),才能對(duì)工業(yè)實(shí)施長(zhǎng)期高效的能源管理。通過(guò)數(shù)據(jù)分析,可以有效地發(fā)掘節(jié)能潛力,優(yōu)化能源效率。
精確計(jì)算各種節(jié)約潛力
能源管理的第二個(gè)階段是評(píng)估。在完成能源數(shù)據(jù)采集、評(píng)估和可視化分析,并由此確定了大能源消耗設(shè)備之后,即可開(kāi)始在整個(gè)自動(dòng)化層級(jí)中對(duì)具體的節(jié)能潛力進(jìn)行評(píng)估。后根據(jù)評(píng)估結(jié)果,計(jì)算出實(shí)施節(jié)能措施后的成本效益。
實(shí)施節(jié)能措施,提高能源效率
在基于經(jīng)濟(jì)分析確定優(yōu)秀節(jié)能改造措施之后,下一步就是通過(guò)具體措施,盡可能有效地利用已確定的節(jié)能潛力,開(kāi)展節(jié)能項(xiàng)目。在能源管理中,關(guān)鍵是驅(qū)動(dòng)設(shè)備的節(jié)能;驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗通常占整個(gè)工業(yè)能耗的三分之二。無(wú)論是新工廠還是新系統(tǒng)上線,亦或是舊廠的現(xiàn)代化改造,單個(gè)驅(qū)動(dòng)解決方案的節(jié)能效率均可高達(dá) 70%。
專(zhuān)業(yè)咨詢(xún),助您顯著實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效
為了準(zhǔn)確計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程中的節(jié)能潛力,西門(mén)子的專(zhuān)家將竭誠(chéng)為您提供專(zhuān)業(yè)的咨詢(xún)服務(wù),涵蓋所有行業(yè)涉及工業(yè)能源管理的各個(gè)方面。西門(mén)子的 EOA 服務(wù)包,可計(jì)算單一設(shè)備的節(jié)約成本潛力并對(duì)整個(gè)工廠的能源消耗進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化。初,EOA只是應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分析,但通過(guò)系統(tǒng)化能源管理,大投資回報(bào)期可縮短至兩年。這樣,只需少量投資即可顯著降低能源成本。EOA 是西門(mén)子能源優(yōu)化服務(wù) EOS 的一部分,主要用于檢測(cè)能源過(guò)程和類(lèi)型,并識(shí)別各種節(jié)能潛力。
標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)
隨著節(jié)能增效重要性的日益增加,這一課題已逐步成為國(guó)家及*標(biāo)準(zhǔn)、指令和法律法規(guī),在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工廠日常運(yùn)營(yíng)中強(qiáng)制要求應(yīng)用實(shí)施。
有關(guān)驅(qū)動(dòng)技術(shù)節(jié)能增效的法律法規(guī)
2005 年 7 月 6 日,歐洲議會(huì)和理事會(huì)的第 2005/32/EEC 號(hào)指令中強(qiáng)調(diào)了節(jié)能增效法規(guī)對(duì)設(shè)備和工廠的重要性,并制訂了能耗產(chǎn)品環(huán)保型設(shè)計(jì)要求框架。其中,在第 11 條中對(duì)生命周期的評(píng)估列出了以下要求:
為了滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的能源需求,耗能產(chǎn)品應(yīng)采用環(huán)保型設(shè)計(jì)
運(yùn)營(yíng)商提供的信息中,應(yīng)包含環(huán)境影響因素和部件特性
應(yīng)根據(jù) ISO 14041 的生命周期評(píng)估機(jī)制,評(píng)估包含產(chǎn)品生命周期的所有階段
全新電機(jī)能效等級(jí)
在歐盟,已經(jīng)通過(guò)了多項(xiàng)節(jié)能增效立法規(guī)定。為了降低工業(yè)領(lǐng)域的能源損耗,歐盟制定了IEC 60034-30 標(biāo)準(zhǔn)(IE = 能效),為異步電機(jī)定義了新的能耗等級(jí)。

電機(jī)能效等級(jí):
IE1(標(biāo)準(zhǔn)能效)
IE2(高能效)
IE3(超高能效)
新法規(guī)將于何時(shí)生效?
從 2011 年 6 月 16 日起,IE1 級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)不允許在歐盟市場(chǎng)內(nèi)銷(xiāo)售。而且按照新法規(guī)中的要求,所有標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)都必須達(dá)到 IE2 以上等級(jí)。

其它時(shí)間點(diǎn):
法律規(guī)定,從 2015 年 1 月 1 日起:額定功率為 7.5 kW ~ 375 kW 的電機(jī),低能效必須達(dá)到 IE3 級(jí)。如果這些電機(jī)的能效只達(dá)到 IE2,則必須裝配變頻器。
法律規(guī)定,從 2017 年 1 月 1 日起:額定功率為 0.75 kW ~ 375 kW 的電機(jī),低能效必須達(dá)到 IE3 級(jí)。如果這些電機(jī)的能效只達(dá)到 IE2,則必須裝配變頻器。
1 概述
根據(jù)通訊接口的不同,SINAMICS S120的控制單元分兩類(lèi):
· 支持PROFINET IO的控制單元:CU310-2 PN,CU320-2 PN
· 支持PROFIBUS DP的控制單元:CU310-2 DP,CU320-2 DP
對(duì)于支持PROFIBUS DP通訊的控制單元,可以使用Y-Link模板將CU3x0-2 DP接入到S7-400H冗余系統(tǒng)中。
對(duì)于支持PROFINET IO通訊的控制單元,在固件版本V4.8之前,一直沒(méi)有相應(yīng)的解決方案。但從固件版本V4.8開(kāi)始,SINAMICS S120增加了一個(gè)新功能,開(kāi)始支持與S7-400H冗余系統(tǒng)的PROFINET通訊。一個(gè)帶有3個(gè)CU310-2 PN的S7-400H系統(tǒng)連接示意圖,如圖1-1所示。

圖1-1 連接示意圖:S7-400H與S120的PROFINET通訊
S7-400H系統(tǒng)由兩個(gè)相互冗余的控制器組成,兩個(gè)CPU一用一備,雙方通過(guò)光纖連接,保持?jǐn)?shù)據(jù)同步。如果一個(gè)CPU故障停機(jī),另一個(gè)CPU會(huì)立即投用,這大大降低了系統(tǒng)停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn),提高了系統(tǒng)可靠性。S120配合S7-400H系統(tǒng)使用時(shí),同樣具有以上優(yōu)點(diǎn),在一個(gè)CPU出現(xiàn)故障時(shí)S120無(wú)需停機(jī),在切換CPU的過(guò)程中,上一個(gè)連接的設(shè)定值將被凍結(jié)并仍然有效。
但是,目前這種配置不支持PROFINET IRT模式,不支持設(shè)備共享(Shared Device),而且只能使用控制單元的板載PN接口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)冗余。
2 通訊連接與配置
2.1 硬件需求
在SINAMICS S120配合S7-400H系統(tǒng)進(jìn)行PN通訊時(shí),需要以下硬件:
· SIMATIC S7-400H控制系統(tǒng)
帶有PROFINET接口的H-CPU,型號(hào)為 41xH
· SINAMICS S120控制單元
帶PROFINET接口的 控制單元,CU310-2 PN 或 CU320-2 PN
2.2 通訊拓?fù)?/h3>
S120與S7-400H的PROFINET冗余通訊連接有兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
2.2.1 不使用交換機(jī)的通訊拓?fù)?/p>
不使用交換機(jī)時(shí),可以將S120控制單元上的兩個(gè)PN接口分別與S7-400H系統(tǒng)的兩個(gè)CPU相連接,如圖2-1所示。

圖2-1 不使用交換機(jī):S120與S7-400H的連接拓?fù)?/p>
2.2.2 使用交換機(jī)的通訊拓?fù)?/p>
可以使用交換機(jī)同時(shí)與S7-400H系統(tǒng)的兩個(gè)CPU相連接,S120控制單元只使用一個(gè)PN接口與交換機(jī)相連接,如圖2-2所示。

圖2-2 使用交換機(jī):S120與S7-400H的連接拓?fù)?/p>
2.3 硬件組態(tài)示例
使用SIMATIC PCS7軟件可以完成項(xiàng)目硬件組態(tài)和后續(xù)調(diào)試。以2.2節(jié)中圖2-1與圖2-2的拓?fù)錇槔溆布M態(tài)如圖2-3所示。

圖2-3 硬件組態(tài)示例