SINAMICS系列驱动产品是西门子公司“全集成自动化(TIA)”的核心组成部分。SINAMICS产品在组态、数据管理以及与上层自动化系统通信等方面的集成性,可确保其与SIMATIC、SIMOTION和SINUMERIK控制系统组合使用时成本低廉
SINAMICS S120是一种带有V/f控制、矢量控制和伺服控制功能的模块化传动系统,可用于实现单机或多机变频调速的传动应用,也可用于实现单轴或多轴的运动控制。
SINAMICS S120还可对所有的传动轴进行转速和转矩控制,并执行其他智能驱动功能。
SINAMICS S120可以使用STARTER、SCOUT软件进行调试,其中SCOUT软件还可用来调试SIMOTION,而STARTER软件相当于SCOUT软件的一部分,STARTER软件不能用来调试SIMOTION
SINAMICS S120的上位控制器可以是SIMOTION P、SIMOTION C、SIMATIC HMI、数控系统以及P LC等。
SINAMICS S120的通信方式可以是PROFIBUS-DP或PROFINET(这里可以统称为PROFIdrive)。
SINAMICS S120产品功率范围覆盖0.12~4500kW,可实现几乎所有控制要求苛刻的驱动应用。
SINAMICS S120可以用于驱动西门子整个低压电动机系列的传动产品,也可以用于驱动第三方的电动机。
SINAMICS S120变频调速柜组配备的机柜组非常适合安装于各个生产环节,其总功率可达4500kW。通过标准化的接口,可快速地将这些变频调速装置随意连接,组成应对多电动机复杂驱动的各种解决方案。
1.1.4 SINAMICS S120驱动系统的特点1. 模块化系统,适用于要求苛刻的驱动任务
SINAMICS S120可以胜任各个工业应用领域中要求苛刻的驱动任务,并因此设计为模块化的系统组件。大量部件和功能相互之间具有协调性,用户因此可以进行组合使用,以构成佳方案。可以使用组态工具SIZER进行选型和驱动配置的优化计算。
丰富的电动机型号使SINAMICS S120的功能更加强大。不管是扭矩电动机、同步电动机、异步电动机或直线电动机,都可以获得SINAMICS S120的佳支持。
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在西门子变频器产品中,SINAMICS系列驱动产品是西门子变频器新的驱动平台,
其中,SINAMICS V系列产品注重基本性能,该产品坚固耐用,易于安装使用,成本低,操作简单,例如V20。SINAMICS G系列产品属于常规性能变频器,对电动机的转速的动态性能要求不太高,适用于对动态性能有基本或中等需求的场合,例如G120。SINAMIC S系列是高性能变频器,有高动态性能和精度要求,适用于工厂和机械制造中苛刻的单轴和多轴应用,以及广泛的运动控制任务,应用场合为复杂,例如S110、S120和S150。SINAMICS DCM变频器适用于直流电压场合。SINAMICS中压系列变频器适用于额定功率较高的场合,交流电压等级范围为2.3~11 kV。
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虽然PLC采用了计算机技术和微处理器,但它与计算机相比也有许多不同。现将两控制系统进行比较。
(1)从应用范围上进行比较
微型计算机除了用在控制领域外,还大量用于科学计算、数据处理、计算机通信等方面,而PLC主要用于工业控制。
(2)从工作环境上进行比较
微型计算机对工作环境要求较高,一般要在干扰小,具有一定温度和湿度的室内使用,而PLC是专为适应工业控制的恶劣环境而设计的,适应于工程现场的环境。
(3)从程序设计上进行比较
微型计算机具有丰富的程序设计语言,如汇编语言、VC、VB等,其语法关系复杂,要求使用者必须具有一定水平的计算机软硬件知识,而PLC采用面向控制过程的逻辑语言,以继电器逻辑梯形图为表达方式,形象直观、编程操作简单,可在较短时间内掌握它的使用方法和编程技巧。
PLC与单片机控制系统的比较
单片机具有结构简单、使用方便、价格便宜等优点,一般用于弱电控制。PLC是专门为工业现场的自动化控制而设计的,现将两控制系统进行比较。
(1)从使用者学习掌握的角度进行比较
单片机的编程语言一般为汇编语言或单片机C语言,这就要求设计人员具备一定的计算机硬件和软件知识,对于只熟悉机电控制的技术人员来说,需要相当的时间的学习才能掌握。PLC虽然配置上是一种微型计算机系统,但它提供给用户使用的是机电控制员所熟悉的梯形图语言,使用的术语仍然是“继电器”一类的术语,大部分指令与继电器触点的串并联相对应,这就使得熟悉机电控制的工程技术人员一目了然。对于使用者来说,不必去关心微型计算机的一些技术问题,只需用较短时间去熟悉PLC的指令系统及操作方法,就能应用到工程现场。
(2)从简易程序上进行比较
单片机用来实现自动控制时,一般要在输入/输出接口上做大量工作。例如要考虑现场与单片机的连接、接口的扩展、输入/输出信号的处理、接口工作方式等问题,除了要设计控制程序外,还要在单片机的外围做很多软硬件工作,系统的调试也较复杂。PLC的I/O口已经做好,输入接口可以与输入信号直接连线,非常方便,输出接口也具有一定的驱动能力。
(3)从可靠性上进行比较
单片机进行工业控制时,易受环境的干扰。PLC是专门应用于工程现场的自动控制装置,在系统硬件和软件上都采取了抗干扰措施,其可靠性较高。
(4)从价格上进行比较
单片机价格便宜功能强大,既可以用于价格低廉的民用产品也可用于昂贵复杂的特殊应用系统,自带完善的外围接口,可直接连接各种外设,有强大的模拟量和数据处理能力。PLC的价格昂贵,体积大,功能扩展需要较多的模块,并且不适合大批量重复生产的产品。
从以上分析可知,PLC在数据采集、数据处理通用性和适应性等方面不如单片机,但PLC用于控制时稳定可靠,抗干扰能力强,使用方便。
1.3.4 PLC与DCS的比较
DCS(Distributed Control System),集散控制系统,又称分布式控制系统,它是集计算机技术、控制技术、网络通信技术和图形显示技术于一体的系统。PLC是由早期继电器逻辑控制系统与微型计算机技术相结合而发展起来的,它是以微处理器为主,融计算机技术控制技术和通信技术于一体,集顺序控制、过程控制和数据处理于一身的可编程逻辑控制器,现将PLC与DCS两者进行比较。
(1)从逻辑控制方面进行比较
DCS是从传统的仪表盘监控系统发展而来。它侧重于仪表控制,比如ABB Freelance2000 DCS系统甚至没有PID数量的限制(PID,比例微分积分算法,是调节阀、变频器闭环控制的标准算法,通常PID的数量决定了可以使用的调节阀数量)。PLC从传统的继电器回路发展而来,初的PLC甚至没有模拟量的处理能力,因此,PLC从开始就强调的是逻辑运算能力。
DCS开发控制算法采用仪表技术人员熟悉的风格,仪表人员很容易将P&I图(Pipe-Instrumentation diagram,管道仪表流程图)转化成DCS提供的控制算法,而PLC采用梯形图逻辑来实现过程控制,对于仪表人员来说相对困难。尤其是复杂回路的算法,不如DCS实现起来方便。