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6SL3210-1PC22-2UL0
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西门子产品净重：1.100 Kg
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概述
SINAMICS G120C, frame sizes FSAA to FSF, with Inligent Operator Panel IOP
SINAMICS G120C compact inverters offer a well-balanced combination of features to address a wide range of applications. They are compact, rugged devices that are easy to operate and can be optionally equipped with a basic or advanced operator panel.
SINAMICS G120C inverters are especially suitable when it comes to meeting the requirements of system integrators, OEMs and distributors regarding high productivity and tailored performance.
优势
- Compact design
- Side-by-side design
- High power density, low envelope dimensions
- Simple installation in the tightest space
- Low space requirement
- Use in small control cabinets, close to the machine
- Optimized parameter set
- Optimized commissioning
- Getting Started document
- BOP‑2 or IOP operator panels can be used
- Integrated USB connection
- Simple and fast software parameter assignment
- Simple to use during commissioning and in operation
- Minimized training costs, existing SINAMICS know-how can be used
- High degree of service friendliness, simple maintenance
- Plug-in terminals
- Cloning function using BOP‑2, IOP or memory card
- Operating hours counter for "drive on" and "motor on"
- Fast mechanical installation
- Intuitive standard commissioning
- Component of Totally Integrated Automation
- Energy-efficient, sensorless vector control
- Automatic flux reduction with V/f ECO
- Integrated energy saving computer
- Safety Integrated (STO)
- Communications versions with PROFINET / EtherNet/IP, PROFIBUS DP, USS/Modbus RTU
- Coated modules
- Operation up to an ambient temperature of 60 °C (140 °F)
设计
SINAMICS G120C is a compact converter for control cabinet mounting in IP20 degree of protection where the Control Unit (CU) and Power Module (PM) function units are combined in one device.
The compact mechanical design and the high power density allow these devices to be installed in machine control enclosures and control cabinets for maximum space utilization. The SINAMICS G120C compact converter can be butt-mounted directly, without derating at temperatures up to 40 °C (104 °F).
SINAMICS G120C, frame size FSAA with BOP-2
SINAMICS G120C can be integrated into the widest range of applications, either using the integrated digital and analog inputs or via the integrated fieldbus interface (available in USS, Modbus RTU, PROFIBUS, PROFINET / EtherNet/IP versions). Especially the product versions with integrated PROFIBUS/PROFINET interface make full integration into the Siemens TIA family possible, therefore allowing the advantages of the seamless TIA product family to be fully utilized. SINAMICS G120C devices are preset in the factory so that they can be immediay connected to PROFIBUS and/or PROFINET fieldbus systems without parameterization.
SINAMICS G120C is also equipped with the safety function STO (Safe Torque Off) as standard, which is used to safely stop drives. As a consequence, machine manufacturers can simply comply with current machinery directives with minimum associated costs.
SINAMICS G120C can control asynchronous (induction) motors in the power range from 0.37 kW up to 132 kW (0.5 hp to 200 hp). Reliable and efficient motor operation is achieved by using state-of-the-art IGBT technology combined with vector control. The extensive range of functions integrated in the SINAMICS G120C also offers a high degree of protection for the converter and motor.
Line-side components
Line reactors
Line reactors smooth the current drawn by the converter and thus reduce harmonic components in the line current. Through the reduction of the current harmonics, the thermal load on the power components in the rectifier and in the DC-link capacitors is reduced as well as the harmonic effects on the supply. The use of a line reactor increases the service life of the converter.
Recommended line-side power components
Standard fuses can be used for the SINAMICS G120C. These must be dimensioned to comply with local regulations. In this chapter, you will find recommended components such as fuses and circuit breakers in compliance with IEC and UL regulations.
DC link components
Braking resistors
Excess energy in the DC link is dissipated in the braking resistor. The braking resistors are designed for use with the SINAMICS G120C. This has an integrated braking chopper (electronic switch).
Load-side power components
Output reactors
Output reactors reduce the rate of voltage rise (dv/dt) and the height of the current peaks, and enable longer motor cables to be connected.
Supplementary system components
Inligent Operator Panel IOP
Graphics-based, user-friendly and powerful operator panel for commissioning and diagnostics as well as local operator control and monitoring of SINAMICS G120C.
Basic Operator Panel BOP-2
A 2-line display to provide support when commissioning and troubleshooting the drive. The drive can be locally controlled.
Memory card
The parameter settings for an inverter can be stored on the SINAMICS SD memory card. When service is required, e.g. after the inverter has been replaced and the data have been downloaded from the memory card the drive system is immediay ready for use again. The associated memory card holder is integrated in the inverter.
PC inverter connection kit 2
For controlling and commissioning an inverter directly from a PC if the STARTER commissioning tool or SINAMICS Startdrive has been installed on the PC.
Spare parts
Shield plates
A set of shield plates is included in the scope of delivery for the motor and signal cables corresponding to the frame size of the SINAMICS G120C, and can also be ordered as spare parts.
Spare parts kit
This kit comprises four I/O terminals, one RS485 terminal, two pairs of Control Unit doors (1 × PN and 1 × other communication versions) and one blanking cover.
Set of connectors
A set of connectors for the line feeder cable, braking resistor and motor cable can be ordered corresponding to the frame size of the SINAMICS G120C inverter.
Roof-mounted fan
A roof-mounted fan (at the top of the device) comprising a pre-assembled unit with holder and fan can be ordered corresponding to the frame size of the SINAMICS G120C.
Fan unit
A replacement fan (at the rear of the device; heat sink) comprising a pre-assembled unit with holder and fan can be ordered corresponding to the frame size of the SINAMICS G120C.
集成
Connection example for SINAMICS G120C
USS/Modbus RTU communication interface
PROFIBUS DP communication interface
PROFINET, EtherNet/IP communication interface
6SL3210-1PC22-2UL0
西门子产品订货号：6SL32101PC222UL0
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Control Units | Power Modules degree of protection IP20 | |
|---|---|---|
| PM240‑2/PM240 | PM250 |
CU230P‑2 | ✓ | ✓ |
CU240E‑2 | ✓ | ✓ |
CU250S‑2 | ✓ | ✓ |
PM240, PM240‑2 and PM250 Power Modules
Rated power 1) |
| Rated output current Irated2) | PM240‑2 Power Modules 3) All CUs pluggable | PM250 All CUs pluggable |
|---|---|---|---|---|
kW | hp | A | Article No. | Article No. |
200 ... 240 V 1 AC/3 AC | ||||
0.55 | 0.75 | 3.2 | 6SL3210-1PB13-0❒L0 | – |
0.75 | 1 | 4.2 | 6SL321❒-1PB13-8❒L0 | – |
1.1 | 1.5 | 6 | 6SL3210-1PB15-5❒L0 | – |
1.5 | 2 | 7.4 | 6SL3210-1PB17-4❒L0 | – |
2.2 | 3 | 10.4 | 6SL321❒-1PB21-0❒L0 | – |
3 | 4 | 13.6 | 6SL3210-1PB21-4❒L0 | – |
4 | 5 | 17.5 | 6SL321❒-1PB21-8❒L0 | – |
200 ... 240 V 3 AC | ||||
5.5 | 7.5 | 22 | 6SL3210-1PC22-2❒L0 | – |
7.5 | 10 | 28 | 6SL3210-1PC22-8❒L0 | – |
11 | 15 | 42 | 6SL3210-1PC24-2UL0 | – |
15 | 20 | 54 | 6SL3210-1PC25-4UL0 | – |
18.5 | 25 | 68 | 6SL3210-1PC26-8UL0 | – |
22 | 30 | 80 | 6SL3210-1*-0UL0 | – |
30 | 40 | 104 | 6SL3210-1PC31-1UL0 | – |
37 | 50 | 130 | 6SL3210-1PC31-3UL0 | – |
45 | 60 | 154 | 6SL3210-1PC31-6UL0 | – |
55 | 75 | 178 | 6SL3210-1PC31-8UL0 | – |
380 ... 480 V 3 AC | ||||
0.37 4) | 0.5 | 1.3 | – 4) | – |
0.55 | 0.75 | 1.7 | 6SL3210-1PE11-8❒L1 | – |
0.75 | 1 | 2.2 | 6SL3210-1PE12-3❒L1 | – |
1.1 | 1.5 | 3.1 | 6SL3210-1PE13-2❒L1 | – |
1.5 | 2 | 4.1 | 6SL3210-1PE14-3❒L1 | – |
2.2 | 3 | 5.9 | 6SL3210-1PE16-1❒L1 | – |
3 | 4 | 7.7 | 6SL321❒-1PE18-0❒L1 | – |
4 | 5 | 10.2 | 6SL3210-1PE21-1❒L0 | – |
5.5 | 7.5 | 13.2 | 6SL3210-1PE21-4❒L0 | – |
7.5 | 10 | 18 | 6SL321❒-1PE21-8❒L0 | 6SL3225-0BE25-5AA1 |
11 | 15 | 26/25 | 6SL3210-1PE22-7❒L0 | 6SL3225-0BE27-5AA1 |
15 | 20 | 32 | 6SL321❒-1PE23-3❒L0 | 6SL3225-0BE31-1AA1 |
18.5 | 25 | 38 | 6SL3210-1PE23-8❒L0 | 6SL3225-0BE31-5❒A0 |
22 | 30 | 45 | 6SL3210-1PE24-5❒L0 | 6SL3225-0BE31-8❒A0 |
30 | 40 | 60 | 6SL3210-1PE26-0❒L0 | 6SL3225-0BE32-2❒A0 |
37 | 50 | 75 | 6SL3210-1PE27-5❒L0 | 6SL3225-0BE33-0❒A0 |
45 | 60 | 90 | 6SL3210-1PE28-8❒L0 | 6SL3225-0BE33-7❒A0 |
55 | 75 | 110 | 6SL3210-1PE31-1❒L0 | 6SL3225-0BE34-5❒A0 |
75 | 100 | 145 | 6SL3210-1PE31-5❒L0 | 6SL3225-0BE35-5❒A0 |
90 | 125 | 178 | 6SL3210-1PE31-8❒L0 | 6SL3225-0BE37-5❒A0 |
110 | 150 | 205 | 6SL3210-1PE32-1❒L0 | – |
132 | 200 | 250 | 6SL3210-1PE32-5❒L0 | – |
160 3) | 250 | 302 | 6SL3224-0XE41-3UA0 | – |
200 3) | 300 | 370 | 6SL3224-0XE41-6UA0 | – |
250 3) | 400 | 477 | 6SL3224-0XE42-0UA0 | – |
500 ... 690 V 3 AC | ||||
11 | 10 | 14 | 6SL3210-1PH21-4❒L0 | – |
15 | 15 | 19 | 6SL3210-1PH22-0❒L0 | – |
18.5 | 20 | 23 | 6SL3210-1PH22-3❒L0 | – |
22 | 25 | 27 | 6SL3210-1PH22-7❒L0 | – |
30 | 30 | 35 | 6SL3210-1PH23-5❒L0 | – |
37 | 40 | 42 | 6SL3210-1PH24-2❒L0 | – |
45 | 50 | 52 | 6SL3210-1PH25-2❒L0 | – |
55 | 60 | 62 | 6SL3210-1PH26-2❒L0 | – |
75 | 75 | 80 | 6SL3210-1PH28-0❒L0 | – |
90 | 100 | 100 | 6SL3210-1PH31-0❒L0 | – |
110 | 100 | 115 | 6SL3210-1PH31-2❒L0 | – |
132 | 125 | 142 | 6SL3210-1PH31-4❒L0 | – |
Heat sink variant |
|
| ↑ |
|
Standard |
|
| 0 |
|
Push Through |
|
| 1 |
|
Integrated line filter |
|
| ↑ | ↑ |
Without | (for IT systems) |
| U | U |
Class A | (for TN systems) |
| A | A |
Class B | (for TN systems) |
| – | Integrated line filter not available, as external option only |
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西门子S7-200 PLC在地铁车辆轴承清洗机中的应用
1、前言
地铁车辆滚动轴承清洗机是为德黑兰地铁客车42724QT、152724QT型轴承进行除锈、清洗的设备。它可以对轴承外圈进行除锈，采用热水溶液和清洗剂对轴承(轴承内圈清洗应在其它设备中完成)进行压力清洗，清水漂洗，热风烘干、压力油洗等工序，zui终使轴承无油污、锈迹，达到检修要求的清洁度。
由于该设备是出口产品，因此对整机的要求比较高。尤其是对电控系统要求，体现在以下几方面：
1.1 可靠性
必须保证设备在大修周期内无大故障，在工艺检修作业时工作稳定可靠。因此对控制方案，器件的选择与配置，抗干扰措施等均有较高要求。
1.2 人机界面友好
要求人员是否简洁明了，采用溶汇人机工程学和工业设计理念的傻瓜式人机界面。
1.3 设备的维护性
必须提供良好的维护性能。例如快速调换器件，良好的器件及布线识别，经济而又适合的操作空间等等。
2、轴承清洗机的工作原理
2.1 轴承清洗机的机械原理图
如图2--1所示，为轴承清洗机的机械结构原理图，包括部分外围电器件布置图。
图2-1 轴承清洗机机械原理和外围电气件布置图
其基本愿理如下：
轴承清洗机的机械结构，采用卧式机身。
轴承清洗机的这种结构具有以下特点：
(1)结构紧凑，减小体积。
(2)轴承从侧面进出该机，自动工作，便于实现自动化工作线。
(3)多工位递进，同时工作，提高了效率。
(4)功能强大。包括手动，自动，点动等。
(5)电气系统采用西门子公司S7—200的216为核心，西门子和法国TE等产品为外围电路。
整个系统共分为六个工位：
Ⅰ工位为轴承提升工位。
Ⅱ工位为轴承外圈除锈工位，驱动电机使刷子旋转，使刷子压到轴承外圈外表面，同时还使刷子做轴向 往 复运动，以清除轴承外圈污锈;
Ⅲ工位为洗涤剂清洗工位，喷射洗涤剂以清除油污;采用二个侧洗头同时工作。
Ⅳ工位为清水冲洗工位，冲洗掉轴承上的洗涤剂残留物。
Ⅴ工位为油洗工位，以防锈蚀;
Ⅵ工位为烘干工位。
2.2 气动系统动作执行原理图
其功能包括轴承提升，除锈刷子进給和摆动，侧洗头往复进給，轴承顶出，开门等动作。如图2—2所示。其中采用六个顶出缸是为了使各工位的轴承有序地执行工位程序，保证彼此不发生冲突。
如图2--1所示，行程开关XK1指示轴承提升的气缸到位，行程开关XK6，XK7指示开门和关门的气缸到位。
2个侧洗头往复进給的频率为5秒1次，它的往复进給运动由行程开关XK2，XK3及XK4，XK5的位置决定。如图2—2所示，在气动图上它们由同一阀控制。
五个开关门的气缸亦由同一阀控制。
图2-2 气动原理图
2.3 电磁执行器件动作真值表
其中包括喷水，喷油，喷清水的阀的电磁铁，轴承提升，除锈刷子进給和摆动，侧洗头往复进給，轴承顶出，开门等气动阀的控制电磁铁等的动作真值。如表2—3所示。
表2-3 电磁铁动作真值表
2.4 电执行器件动作逻辑图
其中包括整个轴承清洗的工艺过程，诸如洗涤液温度，喷水，喷油，喷清水的阀的电磁铁，轴承提升，除锈刷子进給和摆动，侧洗头往复进給，轴承顶出，开门等气动阀的控制电磁铁等动作。如图2—4所示。
图2-4 电执行器件动作逻辑图
3、轴承清洗机电控系统设计上的几方面措施与对策
3.1 设备的可靠性对策
考虑到环境的潮湿，采取如下对策：
(1)电控柜与清洗主机相分离，杜绝水的泄漏和喷溅以防电器件受潮。
(2)合理布局电控柜，留出合理通风空间;
(3)在柜内加装带滤网的通风扇，加装带滤网的百叶窗等;
(4)加强管道布线和设备连线时的防水处理;
(5)针对现场实际，留出可变高度的走行式电控柜地脚;
为加强系统的内在可靠性，加强了以PLC为核心的抗干扰措施。如：
(1) 带有印刷电路板的器件加装防振胶垫，电控柜地脚加防振垫;
(2)保证PLC电控柜机和PLC本身的正确接地。单独设置地线;
(3)合理排布柜内器件布局，实行强弱分离;交流与直流分离;输入与输出分离;PLC远离动力线、交流线和继电器;
(4)加强隔离与屏蔽，在PLC电源入口处布置隔离变压器以去除常模干扰和共模干扰;采用金属网隔离等;
(5)合理采用导线型，区别不同情况分别采用双丝线，单端接地屏蔽线等等。
3.2 关于人机界面友好的对策
在满足功能的前提下，尽量引入工业设计的理念，以工业设计的方法和手段，使产品的形态与功能、结构和工艺以及人——机——环境达到协调统一。
考虑到诸多相关因素，例如，机器的颜色是否对伊斯兰有忌讳;电控柜外观比例、色彩是否协调等等。
考虑到人出口设备的人——机——环境的关系，也应做相应处理，例如：
(1)电控柜的操作面板高度应符合伊郎等中西亚地区人的平均身高，使操作者操作便捷、不费力;
(2)操作台面板尽量采用“傻瓜式设计”，带有各种指示和英文说明，有自动流程和手动流程的线条设计，使操作者一目了然;而其功能排序严格按照工艺流程的次序。
(3)急停按钮放置在距其它按钮较远且醒目的地方;
(4)电控柜的布置要既利于观察电器件的执行情况，又要方便地观察工件在设备中的情况。
3.3 关于设备的易维护性的对策
考虑到伊朗地铁运营的实际，提高设备的易维护性尤为重要。
(1)电控柜内设有放置调试用编程器的可拆卸托架;
(2)电控柜内设置供照明和连接电烙铁用的插座;
(3)经常拆卸线缆处的端子体积要大些，可靠性要高，因此选用phonix的UK系列端子，对于电磁阀的输出部分，选用UK系列带熔断器的断子。既增加了可靠性，又减少了体积。
(4)采用线槽+导轨+背板的布线方式，方便器件的更换和临时连接调试线;同时不影响设备外观。
(5)在电控柜外侧装设大连接器和主机设备相连，便于排错和运输，也便于联机调试等等。
3.4 在设计上保证一定冗余
针对可能出现的各种问题，提出应对各种故障的方案、兼容考虑各种方案。
其次采取相应措施，例如，配电柜内易损件处给予一定数量的备用器件，以方便现场立即更换，快速恢复到工作壮态;同时，可以设计出冗余的端子和跳线器相结合，以实现不同的控制和自检功能。在PLC上也采用调试程序和工艺运行程序相结合方式，或者更换PLC的E2PROM来实现不同的控制流程。
3.5 轴承清洗机电控的基本构成与功能
控制系统由电气控制柜和外部电气执行元件构成。电控柜包括、操作面板、配电盘、接线端子、接插件等构成。其方案一电气原理图如图3—5所示。
本机采用可编程控制器S7--200系列的216加上扩展板块16入16出的6ES7-223-1PL00-OXAO和8入8出的扩展模块6ES7-223-1PH00-OXAO。采用灯H9，H11，H12编码来显示故障类型。因而故障的定位须靠使用说明书上的说明来一一对应解释。
图3-5 方案一电气原理图
图3-6 方案二电气原理图
为保证24VDC的供电，选用西门子公司的SITOP电源，额定电流5A。如图3—5所示，洗涤剂泵电机采用Y—Δ启动器，由外部手动控制，其它的电机亦如此。在自动循环流程中，用电磁阀来控制相应的液流喷出或关闭。
为抗干扰考虑，在PLC216的电源输入端采用自耦变压器来抑制来自交流电源的干扰。
为维修方便考虑，在电控柜内安装交流220V的电源插座PLUG，供照明灯HE1电烙铁使用。
洗涤剂泵电机，驱动电机等均采用断路器保护的方式以减少空间体积。
上电开关S通过接触器K来供给继电器组和电磁阀组电源。
KM1，KM7，KT1，KM8组成Y-△启动器。KT为电子式时间继电器H5CN的线圈。
KM2─KM6为继电器线圈，1DT─14DT为电磁阀线圈。
面板上的复位按钮RESET，用于在手动过程中，把各执行器件(包括机械执行器件)回复到初始位置。
急停按钮EMERGENCY STOP，用于在运行过程中，紧急停止。
面板上的三个信号灯H9、H11、H12组成故障显示器，以编码形式定位故障类型。
灯测试旋钮SA17能在停止模式下，使所有面板上的信号灯以1秒的间隔闪烁，从而诊断灯的好坏。
对于各电磁阀，采用RC吸收网络和压敏电阻来施过压保护。
自动模式下的开始旋钮SA16用来开始自动流程。
系统共有三种工作模式：由转换开关SAI实现。
手动模式：在此模式下，按下任何一个按钮都将产生一个相对应的动作。主要是由于调试和设备维修。当然，按照操作面板上的流程指示，也可以采用手动方式完成整个工作流程。
停止模式：在此模式下，提供系统测试功能。
自动模式：在此模式下，系统的运行由外部输入状态信息及设定的程序所控制。此模式是本系统日常正常工作模式，在选择旋钮SAI旋到自动模式后，旋动自动启动钮SA16自动工作流程就开始，系统自动完成整个清洗机的复位，主定时时间参数输入(主定时器由人工输入后被记忆，即使掉电也可保持设定定时范围为0—10分钟)及计时，各工序流程的进行以及故障信息显示等等。一但主定时时间到，整个流程自动结束。
方案二，如图3—6所示，采用文本器TD200代替信号灯H9，H11，H12来显示故障信息。仍采用电子式时间继电器来输入设定的时间参数。该方案有如下特点：
(1)良好的定时器设定界面：所采用电子式时间继电器H5CN是OMRON公司的产品，计时范围0.001秒至99小时59分钟，精度为±0.005±0.03S，寿命为10×106操作，是UL和CSA认证的产品。该定时器采用BCD码拨盘，设定时简单明了;该定时器的设定参数不会因掉电而消失;同时，可在线修改定时参数。而如果采用TD200文本显示器来输入参数，并由216内部的定时器来定时，使得整个参数设定过程太复杂，对于地铁现场的操作工人而言，未免太不方便。
(2)采用TD200文本显示器来显示信息，容量大，zui多可显示80条信息，界面直观明了;
(3)比较方案一和方案二，可以看出，方案二节省了一个8入8出的扩展模块6ES7-223-1PH00-OXAO，而增加了一个TD200文本显示器来显示信息。从成本上来讲，略有增加。
(4)利用TD200文本显示器还可以用它的功能实现PLC216的I/O点的诊断，从而测试PLC216的各个输入和输出的实际功能。
(5)利用TD200文本显示器可以使用F1─F8实现不同控制方案的切换。
(6)利用TD200文本显示器可以修改控制的过程变量，以方便设计者现场整定参数。
3.6 系统的控制软件
本系统采用西门子公司的MicWIN STEP2.1版本，可方便地进行输入输出的定义，状态的监测与强制执行，及程序的在线仿真和参数的修改等，其主流程图如图3-7所示。
本软件由子程序1，子程序2和子程序3等组成。
子程序1，子程序2和子程序3的说明见软件清单的注释。
图3-7 主流程图
