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.
اینورتر زیمنس G120 چیست؟
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.
ساختار ماژولار SINAMICS G120
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.
Power Module
بخش قدرت Drive است و Voltage، Output Current، توان، Frame Size، Overload و ویژگیهایی مانند Filter یا Braking را تعیین می‌کند.
Control Unit
Motor Control، Digital/Analog I/O، Communication، Safety و در مدل‌های مربوطه Encoder و Positioning را مدیریت می‌کند.
Operator Panel
برای Commissioning، تنظیم Parameter و Diagnostics استفاده می‌شود و انتخاب آن به Control Unit و روش بهرهبرداری بستگی دارد.
نکته خرید:
در G120 وجود Power Module بهتنهایی به معنی کامل بودن اینورتر نیست. هنگام استعلام باید مشخص شود Control Unit و تجهیزات موردنیاز همراه آن انتخاب شده‌اند یا خیر.
Power Module PM240-2 در G120
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.
High Overload و Low Overload
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 Unitهای G120
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 و Communication
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، Encoder و Positioning
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.
روش‌های کنترل موتور در G120
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.
PROFINET، PROFIBUS و Modbus در G120
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 در SINAMICS G120
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.
Braking و مقاومت ترمز G120
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.
تفاوت G120 و G120C
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.
راه‌اندازی G120 با TIA Portal و Startdrive
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.
Operator Panel و Commissioning
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 G120
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.
- BOP-2 یا IOP-2 در پیکربندی‌های سازگار
- Brake Resistor برای Dynamic Braking در مدل‌های مربوطه
- Line Reactor در شرایط شبکه‌ای که استفاده از آن لازم است
- Output Reactor یا Filter در کاربردهای مربوطه
- EMC Filter در Variantها یا Configurationهای موردنیاز
- SD Card برای Functionهای پشتیبانی‌شده
- Encoder و کابل مرتبط برای CUهای سازگار
- Brake، Motor Temperature Sensor و تجهیزات حفاظتی جانبی متناسب با پروژه
راهنمای انتخاب اینورتر زیمنس G120
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 |
Replacement اینورتر G120
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.
چکلیست Replacement G120:
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 اینورتر زیمنس G120 به چه عواملی بستگی دارد؟
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.
برای خرید G120 چه اطلاعاتی لازم است؟
- توان و جریان نامی موتور
- ولتاژ و تعداد فاز شبکه
- نوع موتور و اطلاعات Nameplate
- نوع بار و Duty Cycle
- High Overload یا Low Overload موردنیاز
- Control Mode موردنیاز
- نیاز به Encoder یا Positioning
- PROFINET، PROFIBUS یا Modbus موردنیاز
- Safety Functionهای موردنیاز
- زمان Acceleration و Deceleration
- نیاز به Brake Resistor
- EMC Filter، Reactor یا سایر تجهیزات جانبی
- نوع Operator Panel
- کد کامل PM و CU قبلی در پروژه Replacement
سوالات متداول اینورتر زیمنس G120
تفاوت G120 و G120C چیست؟
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.
آیا Power Module G120 بدون Control Unit کار 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.
تفاوت CU240E-2 و CU250S-2 چیست؟
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.
آیا G120 دارای PROFINET است؟
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.
آیا G120 از Modbus RTU پشتیبانی می‌کند؟
برخی Control Unitهای دارای RS485 از Modbus RTU پشتیبانی میکنند. Interface و Protocol باید برای کد دقیق CU بررسی شوند.
آیا PM240-2 مقاومت ترمز میپذیرد؟
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.
آیا G120 دارای Safety Integrated است؟
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.
برای خرید G120 فقط توان موتور کافی است؟
خیر. Current، Voltage، Overload، نوع بار، Control Unit، Communication، Safety، Encoder، Brake و تجهیزات جانبی نیز باید بررسی شوند.
برای جایگزینی G120 قدیمی چه کدهایی لازم است؟
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.
برای راهنمای خرید و دریافت قیمت اینورتر زیمنس G120 با شماره 03191091031 تماس بگیرید.
هنوز نظری ثبت نشده است. اولین نفر باشید!