اینورتر زیمنس G120C

اینورتر زیمنس G120C چیست؟

G120C یک Compact Frequency Converter از سری SINAMICS است که با تغییر فرکانس و ولتاژ خروجی امکان کنترل عملکرد موتور را فراهم می‌کند. این Drive در کاربردهایی مانند Conveyor، Mixer، ماشین‌آلات تولیدی، تجهیزات Material Handling و همچنین بسیاری از Pump و Fanهای صنعتی قابل استفاده است.

یکی از ویژگی‌های اصلی این سری، ترکیب بخش Power و Control در یک بدنه کامپکت است. این ساختار باعث کاهش تعداد اجزای اصلی در مقایسه با G120 ماژولار می‌شود. در عین حال Variantهای مختلف G120C برای شبکه‌های صنعتی متفاوت و نسخه‌های فیلتر‌دار یا بدون فیلتر عرضه می‌شوند.

محدوده توان اینورتر G120C

Siemens برای خانواده فعلی G120C محدوده کلی 0.55 تا 132kW را اعلام می‌کند و این خانواده در هفت Frame Size ارائه می‌شود. با این حال هنگام مشاهده توان یک کد باید مشخص شود عدد مربوط به High Overload است یا Low Overload.

در کدهای جدید بررسی‌شده برای شبکه 3AC 380–480V، Siemens برای یک Drive می‌تواند دو Rating متفاوت ارائه کند. برای نمونه، یک مدل می‌تواند در Low Overload برابر 11kW و در High Overload برابر 7.5kW باشد. بنابراین عبارت «G120C یازده کیلووات» بدون مشخص کردن Duty ممکن است برای انتخاب فنی کافی نباشد.

High Overload و Low Overload در G120C

Low Overload برای بارهایی مناسب است که Overload کمتری نیاز دارند و معمولاً می‌توان از Rating توان بالاتر همان سخت‌افزار استفاده کرد. کاربردهایی مانند برخی Pump و Fanها می‌توانند در این گروه قرار گیرند، البته انتخاب نهایی به منحنی Torque واقعی بار بستگی دارد.

High Overload برای Applicationهایی با نیاز بیشتر به جریان لحظه‌ای و گشتاور در Acceleration یا تغییرات بار اهمیت دارد. در کدهای جدید G120C بررسی‌شده، Siemens برای HO مقادیری مانند 200% برای 3s و 150% برای 57s را در Cycle تعریف‌شده اعلام می‌کند، در حالی که LO ساختار Overload متفاوتی دارد. این اعداد باید برای Order Number دقیق بررسی شوند و نباید به نسل‌های قدیمی یا تمام Variantها تعمیم داده شوند.

ولتاژ ورودی G120C

بخش مهمی از G120Cهای فعلی بازار برای شبکه سه‌فاز 380–480V طراحی شده‌اند. در کدهای جدید رسمی بررسی‌شده، محدوده 3AC 380–480V با تلرانس مشخص ورودی دیده می‌شود. با این حال Voltage باید برای Order Number دقیق کنترل شود و نباید صرف نام G120C را مبنای اتصال به هر شبکه‌ای قرار داد.

موتور نیز باید از نظر Rated Voltage و Connection با خروجی Drive سازگار باشد. اگر پلاک موتور امکان اتصال Star یا Delta دارد، نحوه اتصال آن باید بر اساس Voltage خروجی، اطلاعات Motor Nameplate و الزامات پروژه تعیین شود.

Sensorless Vector Control در G120C

Siemens برای G120C قابلیت Sensorless Vector Control را ارائه می‌کند. این روش بدون استفاده از Encoder خارجی می‌تواند نسبت به کنترل ساده V/f، کنترل بهتر Speed و Torque را در بسیاری از کاربردها فراهم کند و برای بارهایی که در فرکانس پایین به Torque مناسب نیاز دارند مفید است.

برای استفاده صحیح از Vector Control، اطلاعات Motor Nameplate باید به‌درستی وارد شود و Motor Identification یا Commissioning متناسب با شرایط پروژه انجام شود. عملکرد واقعی در سرعت‌های بسیار پایین، Dynamic Response و Torque Accuracy به موتور، تنظیمات و Application وابسته است.

تفاوت V/f و Vector Control در G120C

PROFINET در اینورتر G120C

نسخه‌های PROFINET یکی از انتخاب‌های مهم G120C برای پروژه‌های Siemens هستند. این Variantها می‌توانند مستقیماً به شبکه PROFINET متصل شوند و با PLCهایی مانند SIMATIC S7 در ساختار اتوماسیون ارتباط برقرار کنند.

از طریق شبکه می‌توان Control Word، Status Word، Speed Setpoint، Actual Speed، Current، Fault و سایر Process Dataهای قابل پشتیبانی را مبادله کرد. ساختار Telegram و تعداد PZDها باید متناسب با نیاز PLC و Configuration پروژه انتخاب شود.

PROFIBUS، EtherNet/IP و Modbus در G120C

G120C فقط به PROFINET محدود نیست. Siemens برای خانواده G120C Variantهایی با PROFIBUS، EtherNet/IP و USS/Modbus RTU نیز ارائه می‌کند. این موضوع باعث می‌شود Drive علاوه بر سیستم‌های Siemens در شبکه‌های صنعتی دیگر نیز قابل استفاده باشد.

Interface ارتباطی در G120C بخشی از خود Variant است. بنابراین نمی‌توان یک G120C PROFIBUS را صرفاً با تغییر Parameter به PROFINET تبدیل کرد. هنگام سفارش باید پسوند و Order Number مربوط به Fieldbus از ابتدا صحیح انتخاب شود.

I/O در G120C

G120C علاوه بر Fieldbus دارای I/O داخلی برای فرمان و دریافت سیگنال‌های محلی است. در کدهای فعلی بررسی‌شده Siemens ساختارهایی شامل 6 Digital Input، دو Digital Output، یک Analog Input و یک Analog Output ارائه می‌شوند. همچنین در نسل‌های جدید ورودی مرتبط با Motor Temperature نیز در برخی کدها دیده می‌شود.

این تعداد را نباید بدون بررسی به تمام Revisionهای قدیمی G120C تعمیم داد. در Replacement، I/O موجود باید با کد جدید تطبیق داده شود، زیرا تغییر Interface یا Wiring ممکن است نیازمند اصلاح تابلو یا PLC Program باشد.

Safe Torque Off در G120C

Safe Torque Off یا STO به‌صورت Integrated در G120C فعلی ارائه می‌شود. STO با جلوگیری از تولید Torque در موتور در شرایط Safety تعریف‌شده می‌تواند بخشی از معماری ایمنی ماشین باشد.

STO به معنی قطع Galvanic برق ورودی Drive یا ایجاد Isolation برای تعمیرات نیست. برای Maintenance همچنان باید تجهیزات قطع و جداسازی مناسب در طراحی وجود داشته باشند. همچنین سطح Safety کل سیستم باید بر اساس Risk Assessment و اجزای مدار ارزیابی شود.

فیلتر‌دار و بدون فیلتر بودن G120C

G120C در Variantهای دارای EMC Filter داخلی و مدل‌های Unfiltered عرضه می‌شود. در کدهای مختلف Siemens عبارت‌هایی مانند Integrated Filter Class A یا Unfiltered در مشخصات Order Number دیده می‌شود.

انتخاب Filter باید بر اساس EMC Requirement، محیط نصب، طول کابل موتور، Earthing و طراحی تابلو انجام شود. خرید مدل فیلتر‌دار به‌تنهایی تضمین نمی‌کند که کل ماشین بدون رعایت Cable Shielding، Grounding و الزامات نصب EMC به سطح موردنظر برسد.

Frame Size و ابعاد G120C

G120C در چند Frame Size تولید می‌شود و با افزایش Power Rating ابعاد، وزن، نوع Terminal و نیاز تهویه تغییر می‌کنند. Siemens برای خانواده فعلی هفت Frame Size را اعلام کرده است.

در نسل‌های جدید حتی برخی توان‌های پایین‌تر با Frameهای جدید مانند FSAA ارائه شده‌اند که ممکن است نسبت به Revision قدیمی ابعاد متفاوتی داشته باشند. این موضوع در Replacement بسیار مهم است؛ زیرا Order Number جدید با همان توان الزاماً ابعاد نسخه قدیمی را ندارد.

برکینگ و مقاومت ترمز در G120C

در کاربردهایی مانند Conveyor، Centrifuge یا بارهای دارای اینرسی، ممکن است هنگام کاهش سرعت انرژی از موتور به DC Link بازگردد. اگر Drive و Configuration مربوطه قابلیت Dynamic Braking داشته باشند، انرژی می‌تواند از طریق Braking Resistor دفع شود.

انتخاب مقاومت ترمز باید بر اساس Frame Size، DC Link، Minimum Resistance، Duty Cycle، انرژی ترمز و زمان Deceleration انجام شود. عبارت «مقاومت ترمز مناسب توان موتور» به‌تنهایی برای انتخاب کافی نیست. کد و Manual همان G120C باید بررسی شوند.

تفاوت G120C و G120

G120C یک Compact Converter است و بخش‌های Power و Control اصلی در یک بدنه ارائه می‌شوند. G120 در مقابل ساختار ماژولار دارد و از Power Module و Control Unit جداگانه تشکیل می‌شود.

در نتیجه G120C را نباید نسخه‌ای از G120 تصور کرد که فقط توان کمتری دارد. تفاوت اصلی در معماری سخت‌افزاری و Configuration است و انتخاب بین این دو به نیاز پروژه بستگی دارد.

BOP-2، IOP-2 و SINAMICS Smart Access

G120C می‌تواند با ابزارهای مختلفی Commission شود. BOP-2 برای Parameterization محلی و مشاهده پارامترها استفاده می‌شود. IOP-2 رابط کاربری پیشرفته‌تری برای راه‌اندازی و Diagnostics ارائه می‌دهد.

SINAMICS G120 Smart Access نیز امکان دسترسی Wireless به Drive از طریق دستگاه‌هایی مانند لپ‌تاپ، Tablet یا Smartphone را در Configurationهای سازگار فراهم می‌کند. همچنین SD Card می‌تواند در فرآیندهای Backup، Cloning یا Commissioning مرتبط استفاده شود.

راه‌اندازی G120C با TIA Portal و Startdrive

G120C با TIA Portal و SINAMICS Startdrive قابل Integration است. در پروژه‌هایی که Drive به SIMATIC PLC متصل است، می‌توان سخت‌افزار، شبکه، Telegram، Motor Data و بسیاری از Parameterهای Drive را در محیط مهندسی مدیریت کرد.

Version نرم‌افزار باید با Firmware و نسل Drive سازگار باشد. در Replacement یک G120C قدیمی با Revision جدید، قبل از جایگزینی باید Compatibility نسخه Startdrive و امکان انتقال Parameterها بررسی شود.

کاربردهای G120C

G120C یک General Purpose Drive است و در بسیاری از ماشین‌آلات و فرایندهای صنعتی قابل استفاده است. انتخاب نهایی باید از روی Torque، Duty و Function موردنیاز انجام شود، نه صرفاً نام Application.

• Conveyor و سیستم‌های انتقال مواد
• ماشین‌آلات تولید و بسته‌بندی
• Mixer و Agitator در محدوده عملکرد Drive
• پمپ و فن
• ماشین‌آلات دارای PLC و شبکه PROFINET یا PROFIBUS
• کاربردهای Sensorless Vector Control
• سیستم‌هایی که STO در معماری Safety آن‌ها موردنیاز است

راهنمای انتخاب اینورتر زیمنس G120C

انتخاب G120C باید از Motor Nameplate آغاز شود. Power، Rated Current، Voltage، Frequency، Speed و Connection موتور مشخص شوند. سپس نوع بار و Overload موردنیاز تعیین شود تا Rating مناسب Drive انتخاب شود.

نصب G120C در تابلو

نصب Drive باید مطابق Installation Instruction همان Frame Size انجام شود. Clearance، جریان هوای خنک‌کننده، جهت نصب، Cable Routing، Grounding و EMC Connection روی عملکرد و قابلیت اطمینان سیستم اثر دارند.

در مدل‌های IP20 یا UL Open Type، حفاظت نهایی در برابر تماس، آلودگی یا شرایط محیطی توسط طراحی مناسب Enclosure و تابلو تأمین می‌شود. درجه حفاظت خود Drive نباید با درجه حفاظت نهایی تابلو اشتباه گرفته شود.

Replacement اینورتر G120C قدیمی

در Replacement یک G120C قدیمی، برابر بودن Power Rating کافی نیست. Siemens در نسل‌های جدید برخی Order Numberها را با Revisionهای تازه جایگزین کرده و ممکن است Frame Size، ابعاد، Overload Rating یا جزئیات I/O تغییر کرده باشند.

ابتدا کد کامل 6SL دستگاه قبلی ثبت شود. سپس Input Voltage، LO/HO Rating، Rated Output Current، Fieldbus، Filter، Frame Size، I/O، STO، Brake، Operator Panel و Firmware بررسی شوند.

اگر Drive از طریق PROFINET یا PROFIBUS به PLC متصل است، Device Configuration، Telegram، Hardware Identifier، Control Word و Parameter Backup نیز باید بررسی شوند. مدل جدید ممکن است از نظر سخت‌افزاری قابل نصب باشد اما برای راه‌اندازی به تغییر Hardware Configuration یا Firmware نیاز داشته باشد.

قیمت اینورتر زیمنس G120C به چه عواملی بستگی دارد؟

قیمت G120C به توان و جریان Drive، Frame Size، Filter، نوع Fieldbus و Revision محصول وابسته است. برای مثال دو G120C با توان مشابه می‌توانند یکی PROFINET و دیگری PROFIBUS باشند یا یکی Filter داخلی داشته باشد و دیگری Unfiltered باشد.

BOP-2، IOP-2، SINAMICS Smart Access، Brake Resistor، Reactor و سایر تجهیزات جانبی نیز در صورت نیاز جداگانه روی هزینه نهایی پروژه اثر دارند. به همین دلیل استعلام قیمت بهتر است بر اساس Order Number دقیق یا مشخصات کامل Application انجام شود.

برای خرید G120C چه اطلاعاتی لازم است؟

سوالات متداول اینورتر زیمنس G120C