مهندسی انتخاب، اطمینان در تأمین
همراه شما در انتخاب تجهیزات صنعتی
آوا الکتریکمهندسی بازرگانی · برق و اتوماسیون صنعتی
دستهبندیهای تجهیزات را جستوجو کنید. برای رفتن به نتایج، کلید جهت پایین را بزنید.
مهندسی انتخاب، اطمینان در تأمین
همراه شما در انتخاب تجهیزات صنعتیآوا الکتریکمهندسی بازرگانی · برق و اتوماسیون صنعتی
اینورتر زیمنس G120 یک Drive ماژولار از خانواده SINAMICS برای کنترل سرعت و گشتاور موتور در ماشینآلات، نوار نقاله، تجهیزات جابهجایی و فرایندهای صنعتی است. برخلاف G120C که ساختار Compact دارد، G120 با انتخاب جداگانه Power Module، Control Unit و Operator Panel پیکربندی میشود. این ساختار امکان انتخاب Communication، Safety، Encoder و نوع کنترل متناسب با پروژه را فراهم میکند. هنگام خرید G120 باید توان و جریان موتور، ولتاژ شبکه، High/Low Overload، Power Module، مدل Control Unit، PROFINET یا PROFIBUS، نیاز به Encoder، Brake و تجهیزات جانبی بهصورت یک مجموعه بررسی شوند.
SINAMICS G120 یکی از خانوادههای ماژولار درایو زیمنس است که برای کنترل موتور در طیف متنوعی از ماشینآلات و فرایندهای صنعتی طراحی شده است. مهمترین تفاوت ساختاری G120 با بسیاری از اینورترهای Compact این است که بخش قدرت و بخش کنترل آن بهصورت ماژولهای جداگانه انتخاب میشوند. در نتیجه میتوان Power Module مناسب توان موتور را با Control Unit متناسب با Communication، Safety، Encoder و Functionهای کنترلی پروژه ترکیب کرد.
زیمنس برای خانواده فعلی G120 محدوده کلی 0.55 تا 250kW و نسخههایی برای شبکههای 200V، 400V و 690V اعلام میکند. این گستردگی به معنی یکسان بودن مشخصات تمام G120ها نیست. Voltage، توان، Overload، Filter، Brake Chopper، Control Unit، I/O و Communication باید برای کد کامل اجزای انتخابشده بررسی شوند.
G120 یک Variable Frequency Drive ماژولار از خانواده SINAMICS است. این Drive برای کاربردهایی از Conveyor و سیستمهای جابهجایی تا فرایندهایی با نیاز به کنترل دقیقتر Speed و Torque استفاده میشود. بسته به Control Unit و Configuration، روشهای مختلف Motor Control، شبکه صنعتی، Safety Integrated و Feedback انکودر قابل استفاده هستند.
ساختار ماژولار باعث میشود انتخاب G120 کمی متفاوت از خرید یک اینورتر یکپارچه باشد. در بسیاری از پیکربندیها یک کد واحد تمام Drive را تشکیل نمیدهد و لازم است Power Module، Control Unit و در صورت نیاز Operator Panel و سایر تجهیزات جانبی جداگانه انتخاب شوند.
G120 در سادهترین نگاه از دو بخش اصلی Power Module و Control Unit تشکیل میشود. Power Module انرژی الکتریکی موردنیاز موتور را تأمین میکند و بخش قدرت Drive را در خود دارد. Control Unit مسئول پردازش فرمانها، Motor Control، I/O، Communication و Functionهای Safety مربوطه است.
بخش قدرت Drive است و Voltage، Output Current، توان، Frame Size، Overload و ویژگیهایی مانند Filter یا Braking را تعیین میکند.
Motor Control، Digital/Analog I/O، Communication، Safety و در مدلهای مربوطه Encoder و Positioning را مدیریت میکند.
برای Commissioning، تنظیم Parameter و Diagnostics استفاده میشود و انتخاب آن به Control Unit و روش بهرهبرداری بستگی دارد.
PM240-2 یکی از Power Moduleهای مهم مورد استفاده در خانواده G120 است. زیمنس این ماژول را در Voltage Classها و Frame Sizeهای مختلف ارائه میکند. نمونههای فعلی برای شبکههای 200–240V، 380–480V و 500–690V وجود دارند، اما محدوده توان و جزئیات هر Voltage Class متفاوت است.
در بسیاری از PM240-2های فعلی Braking Chopper داخلی وجود دارد، اما انتخاب مقاومت ترمز باید بر اساس Order Number، توان، Frame Size، مقاومت مجاز و Duty Cycle انجام شود. وجود Braking Chopper نباید بدون بررسی کد دقیق به تمام Power Moduleهای قدیمی یا سایر خانوادههای G120 تعمیم داده شود.
یکی از نکات مهم PM240-2 تفاوت Rating در High Overload و Low Overload است. یک Power Module واحد ممکن است در حالت HO و LO توانهای متفاوتی داشته باشد. برای مثال کدی که در High Overload برای یک توان مشخص انتخاب میشود، ممکن است در Low Overload توان بالاتری داشته باشد.
بنابراین انتخاب G120 فقط از روی بزرگترین عدد kW نوشتهشده در کاتالوگ صحیح نیست. Conveyor، Hoist یا بارهای با Torque و شتاب بالا ممکن است نیاز متفاوتی نسبت به Pump و Fan داشته باشند. Current و Overload Cycle پروژه باید با Rating رسمی همان Power Module مقایسه شوند.
Control Unit تعیینکننده بخش بزرگی از قابلیتهای کنترلی G120 است. انتخاب CU بر اساس شبکه صنعتی، تعداد I/O، Safety، Feedback و نوع Application انجام میشود. CU240E-2 و CU250S-2 از Control Unitهای مهم این خانواده هستند و در Variantهای مختلف ارائه شدهاند.
| Control Unit | جایگاه کلی | قابلیتهای قابل ارائه بسته به Variant |
|---|---|---|
| CU240E-2 | کنترل عمومی و ماشینسازی | RS485، PROFINET یا PROFIBUS در Variantهای مربوطه، I/O و Safety Integrated |
| CU250S-2 | کاربردهای Dynamic و Positioning پیشرفتهتر | Vector Control، Encoder Interface، Safety و EPOS در Configurationهای مربوطه |
| CU230P-2 | کاربردهای Process مانند Pump و Fan در پیکربندیهای مرتبط | Communication و Process Functionها وابسته به Variant |
CU240E-2 در چند Variant عرضه میشود. برای مثال نسخه CU240E-2 PN دارای PROFINET است، در حالی که نسخههای DP برای PROFIBUS و Variantهای RS485 برای USS و در مدلهای مربوطه Modbus RTU استفاده میشوند. بنابراین عبارت CU240E-2 بدون پسوند برای تعیین شبکه کافی نیست.
نمونه CU240E-2 PN فعلی زیمنس دارای Digital Input و Output، Analog Input و Output، ورودی سنسور دمای موتور، USB و SD/MMC Interface است. تعداد دقیق I/O و Safety Input در Variantهای مختلف باید از Order Number همان Control Unit استخراج شود.
CU250S-2 برای پروژههایی مناسب است که نسبت به یک کنترل Speed ساده به Functionهای بیشتری نیاز دارند. زیمنس برای این Control Unit قابلیت Vector Control و Interfaceهای Encoder را ارائه میکند و در Configurationهای مربوطه Basic Positioner یا EPOS نیز قابل استفاده است.
Encoder Interface میتواند بسته به Variant شامل گزینههایی مانند D-CLiQ، HTL، TTL، SSI یا Resolver باشد. امکان استفاده از EPOS و برخی Functionهای پیشرفته ممکن است به License وابسته باشد. به همین دلیل CU250S-2 باید بر اساس Encoder واقعی و نوع Positioning پروژه انتخاب شود.
بسته به Control Unit، Motor و Commissioning، G120 میتواند روشهای مختلف کنترل را ارائه دهد. برای کاربردهای سادهتر امکان کنترل مبتنی بر U/f وجود دارد و برای نیازهای دقیقتر میتوان از Vector Control استفاده کرد.
Sensorless Vector Control بدون Encoder میتواند کنترل Torque و Speed بهتری نسبت به V/f در بسیاری از کاربردها ایجاد کند. در پروژههایی که Feedback دقیقتر یا Positioning موردنیاز است، CU و Encoder مناسب باید انتخاب شوند. Performance دقیق در سرعت پایین و Torque Control به نوع موتور و Configuration وابسته است.
G120 میتواند از شبکههای صنعتی مختلف استفاده کند، اما Network Interface توسط Control Unit تعیین میشود. این موضوع در پروژههایی که Drive به PLC زیمنس متصل است اهمیت زیادی دارد.
| Communication | نمونه Control Unit | نکته انتخاب |
|---|---|---|
| PROFINET | CU240E-2 PN یا CU250S-2 PN در Variant مربوطه | برای Integration با شبکه Ethernet صنعتی و PLCهای سازگار |
| PROFIBUS DP | Variantهای DP | برای سیستمهای مبتنی بر PROFIBUS |
| USS / Modbus RTU | Variantهای RS485 مربوطه | Protocol دقیق Control Unit بررسی شود |
Safety Integrated یکی از قابلیتهای مهم G120 است. زیمنس برای خانواده G120 Functionهایی مانند STO، SS1، SBC، SLS، SDI و SSM را در پیکربندیهای مربوطه ارائه میکند. با این حال تمام این Functionها روی هر Control Unit و بدون License در دسترس نیستند.
برای مثال برخی CU240E-2ها STO را در نسخه پایه دارند و Variantهای F میتوانند Functionهای Safety بیشتری ارائه دهند. در CU250S-2 نیز Functionهای پایه و Extended Safety باید متناسب با سختافزار، License و معماری Safety پروژه انتخاب شوند.
طراحی Safety ماشین فقط با وجود عبارت STO روی Drive کامل نمیشود. Safety PLC، Emergency Stop، Contactها، Wiring و Performance Level یا SIL کل مدار باید در طراحی Risk Assessment بررسی شوند.
در بارهایی با Deceleration سریع یا انرژی برگشتی، ولتاژ DC Link افزایش پیدا میکند. بسیاری از PM240-2های فعلی دارای Braking Chopper داخلی هستند و میتوان در شرایط مربوطه از Brake Resistor استفاده کرد.
مقدار مقاومت را نباید صرفاً بر اساس توان موتور انتخاب کرد. Minimum Resistance، Braking Power، Duty Cycle، انرژی ترمز، زمان Deceleration و مشخصات Power Module باید بررسی شوند. اتصال مقاومت با مقدار اهم کمتر از حد مجاز میتواند به Braking Chopper آسیب برساند.
G120 و G120C از یک خانواده نامگذاری هستند اما ساختار یکسانی ندارند. G120 یک Drive ماژولار است؛ Power Module و Control Unit بر اساس پروژه انتخاب میشوند. G120C یک Compact Converter است و بخش قدرت و کنترل در یک ساختار یکپارچهتر ارائه میشوند.
مزیت G120 انعطاف بیشتر در انتخاب Control Unit، Safety، Encoder و Power Module است. در مقابل G120C میتواند برای پروژههایی که Compact بودن و Configuration سادهتر اهمیت دارد مناسبتر باشد. بنابراین G120C را نباید صرفاً نسخه کوچک G120 در نظر گرفت.
SINAMICS G120 با SINAMICS Startdrive در محیط TIA Portal قابل مهندسی و Commissioning است. این Integration امکان تنظیم Drive، وارد کردن Motor Data، انتخاب Control Mode، Diagnostics و تنظیم Communication با PLC را فراهم میکند.
در پروژههای PROFINET، Drive میتواند بهعنوان Device در ساختار Hardware پروژه اضافه شود و Telegram مناسب برای تبادل Control Word، Status Word، Setpoint و Actual Value انتخاب شود. نوع Telegram و تعداد Process Data باید با نیاز برنامه PLC هماهنگ باشند.
BOP-2 و IOP-2 از ابزارهای قابل استفاده برای راهاندازی و کاربری برخی پیکربندیهای G120 هستند. IOP-2 میتواند روی Control Unit یا با Door Mounting Kit روی در تابلو نصب شود و برای Parameterization و Diagnostics استفاده شود.
همچنین SD Card و ابزارهای نرمافزاری میتوانند برای Backup و Commissioning استفاده شوند. Compatibility پنل یا Card با Control Unit و Firmware باید پیش از سفارش کنترل شود.
تجهیزات جانبی موردنیاز به Power Module، شبکه و Application بستگی دارند. استفاده از تمام تجهیزات زیر در هر پروژه الزامی نیست و باید طبق Selection Guide و شرایط نصب انتخاب شوند.
انتخاب G120 از Motor Nameplate آغاز میشود. Voltage، Current، Power، Frequency و Speed موتور باید مشخص باشند. سپس Application، Torque Profile، Acceleration، Deceleration و Overload پروژه بررسی میشوند.
| مرحله انتخاب | مورد بررسی | اثر در Configuration |
|---|---|---|
| Motor | Voltage، Current، kW، Speed و Motor Type | انتخاب Power Module |
| Duty | High Overload یا Low Overload | تعیین Rating واقعی PM |
| Control | V/f، Vector، Encoder یا Positioning | انتخاب Control Unit |
| Communication | PROFINET، PROFIBUS، USS یا Modbus | تعیین Variant CU |
| Safety | STO یا Extended Safety | انتخاب CU، Variant و License |
| Braking | Braking Energy و Deceleration | انتخاب مقاومت و تجهیزات Braking |
برای تعویض یک G120 قدیمی نباید فقط کد Power Module یا توان موتور را بررسی کرد. ابتدا باید Order Number کامل Power Module و Control Unit قبلی ثبت شود. Firmware، نوع شبکه، Operator Panel و تجهیزات جانبی نیز اهمیت دارند.
برخی کدهای قدیمی PM240-2 یا Control Unitها در طول زمان با Revision یا Successorهای جدید جایگزین شدهاند. در چنین شرایطی Replacement باید از طریق اطلاعات رسمی Siemens بررسی شود، زیرا مدل جدید ممکن است از نظر Firmware Compatibility، ابعاد، Overload Rating یا Accessory تفاوت داشته باشد.
در پروژههایی که G120 به PLC متصل است، PROFINET یا PROFIBUS Configuration، Telegram، Control Word، Setpoint، Safety Telegram و Parameter Backup نیز باید حفظ یا بازطراحی شوند. تعویض سختافزار بدون توجه به Software Configuration میتواند باعث توقف سیستم شود.
Order Number کامل Power Module و Control Unit، Voltage، Current، HO/LO Rating، Frame Size، Filter، Braking Chopper، Control Mode، Encoder، I/O، PROFINET/PROFIBUS/Modbus، Safety، Firmware، License، Operator Panel، Connector، ابعاد، Wiring، Motor Data و PLC Configuration بررسی شوند.
قیمت G120 باید بر اساس Configuration کامل بررسی شود. Power Module، Control Unit، Operator Panel، Filter، Brake Resistor، Reactor، Encoder Interface و Optionهای Safety میتوانند بهصورت جداگانه روی قیمت نهایی مجموعه اثر بگذارند.
به همین دلیل مقایسه قیمت دو G120 فقط بر اساس kW دقیق نیست. ممکن است دو Drive با Power Module یکسان، Control Unitهای متفاوت داشته باشند و یکی دارای PROFINET و STO ساده باشد، در حالی که دیگری Encoder، Positioning یا Extended Safety موردنیاز پروژه را پشتیبانی کند.
G120 ساختار ماژولار دارد و Power Module و Control Unit جداگانه انتخاب میشوند. G120C یک Compact Drive با ساختار یکپارچهتر است. G120 برای Configurationهای متنوعتر انعطاف بیشتری ایجاد میکند.
برای تشکیل Drive عملیاتی G120 به Control Unit سازگار نیاز است. Power Module بخش قدرت را تشکیل میدهد و Control Unit وظایف کنترل، I/O، Communication و Safety را مدیریت میکند.
CU240E-2 برای بسیاری از کاربردهای عمومی مناسب است. CU250S-2 قابلیتهای بیشتری برای Encoder Feedback و Positioning دارد و در Configurationهای مربوطه EPOS را نیز پشتیبانی میکند.
در صورت انتخاب Control Unit دارای PN مانند CU240E-2 PN یا Variant مناسب CU250S-2، PROFINET در دسترس است. همه Control Unitهای G120 بهصورت پیشفرض PROFINET ندارند.
برخی Control Unitهای دارای RS485 از Modbus RTU پشتیبانی میکنند. Interface و Protocol باید برای کد دقیق CU بررسی شوند.
بسیاری از PM240-2های فعلی دارای Braking Chopper داخلی هستند. مقدار Brake Resistor و شرایط استفاده باید برای Order Number و Frame Size دقیق بررسی شوند.
بله، اما Functionهای قابل استفاده به Control Unit، Variant و License بستگی دارند. STO، SS1، SLS، SDI، SSM و سایر Functionها نباید بدون بررسی Configuration به همه G120ها نسبت داده شوند.
خیر. Current، Voltage، Overload، نوع بار، Control Unit، Communication، Safety، Encoder، Brake و تجهیزات جانبی نیز باید بررسی شوند.
Order Number کامل Power Module و Control Unit مهمترین اطلاعات هستند. علاوه بر آن Firmware، Operator Panel، Communication، Safety، Encoder، Wiring و Parameter Backup باید بررسی شوند.