西门子CPU1214C*处理单元模组

西门子CPU1214C*处理单元模组

西门子CPU1214C*处理单元模组

应用：
一台开卷机上的切纸器需要新——但是必须保留现有的电机。电源部分需要从现有690 V 电源供电。技术控制要实现在高等级的PCS7 系统中。客户规定了用 PROFIBUS 作为控制和设定值接口。要在驱动机柜的机柜门上对以下测量值和状态显示进行可视化，以便供维护和维修人员快速方便的进行诊断：电枢电流、电枢电压、速度、励磁电流、状态消息 - 运行和故障。

客户解释说，他在现有的变频器上总是遇到与电机电枢电路过电压相关的问题 - 其结果是导致了当电机进入弱磁范围时，在纸幅上会有张力波动。由于控制电压供电不稳定，过去经常会有故障，这对可用性造成了不良影响。

解决办法：
由于现有电机的数据和客户在加速和制动斜坡、辊筒重量和大直径方面的规定，所以选择了一个额定供电电压 690V、额定电流 1500A 的四象限变频器。当纸幅断开时可以利用该装置的动态过载能力对驱动进行制动。

使用电流设定值接口进行技术控制实现在了高级控制上。因此，对于这个特殊应用，标准 CUD 就足够了，因为它已经有一个集成的 Profibus 接口了。

当进入弱磁范围时电枢过电压的问题已经通过选择二象限励磁电源部分选件解决了。通过使用一个反电压主动降低了电流，励磁电流实际值现在可以符合励磁电流设定值了 - 即使遇到陡峭的加速斜坡 - 因此在电枢电路中避免了过电压。纸幅上的张力波动也因此而没有了。

通过选择用于连接到 24 V DC 和 SITOP UPS 电路电源选件，可以生成一个价格合理的低维护 DC UPS 系统。

可使用指针型仪表或作为标准部件提供的高级操作员面板 AOP30 来满足实际值和状态显示方面的要求。

由于环境中含有高浓度的腐蚀性气体，选择了喷涂印刷电流板和镀镍铜母排。为取得 IP21 防护等级，机柜**部采取了相应设计。电机配有一个风扇，其额定电流为 4.5 A。

在造纸行业，设备的可用性较其重要。因此，除了允许短时间停机外，还应选择“保留存储卡”(memory card left) 选项。固件和其它语言的 AOP 文本会保存在此存储卡中。此外，参数值也可以保存在这里，并且为离线长时间跟踪记录预留了存储卡空间，以后可通过路由从控制系统集中读取。并且，通过该存储卡还可以使用 DCC，从而实现卷绕机应用。

为了在开关设备室中对应用进行调试，可通过 PROFIBUS 将 PC 直接连接到变频装置。此操作简单方便，可在机柜门关闭的情况下，使用“调试接口机柜门入口”选件来完成。

针对这个特殊应用，必须选择以下选件：
L05（用于连接 24V 直流的电子装置电源）
L09 （24 V DC 电源，带 SITOP UPS）
L11（2 象限励磁电源部分）
L91 （调试接口 (PROFIBUS) 机柜门入口）
M08（涂层 PCB 板）
M10（镀镍铜母线）
M21（防护等级 IP21）
S01（左存储卡）
W35 （用于电机风扇的电机保护断路器的设置范围 (4.5-6.3 A))

订购数据如下：
6RM8093‑4KV62‑0AA0‑Z
L05+L09+L11+L91+M08+M10+M21+S01+W35

直流变频器

G00

左高级 CUD

左侧插槽中的高级 CUD
高级 CUD 除了具有标准 CUD 的接口和功能还带有两个 DRIVE-CLiQ 接口和一个选件槽。使用高级 CUD 还可以提供插入附加 CUD（标准或高级）的机会，从而提高计算性能和端子的数量。例如，它可用于执行附加技术功能。
通过使用高级 CUD（其位于左侧槽上取代标准 CUD ），SINAMICS SMC30、TM15、TM31 和 CBE20 组件可以连接到 SINAMICS DC MASTER 上。

G10

右标准 CUD

右侧插槽中的标准 CUD（使用选件 G00 的先决条件）。
选择选件 G10 有可能进一步提高 SINAMICS DC MASTER 的技术工艺性能。通过在电子盘右侧槽上的附加标准 CUD，用户轻松拥有了额外的计算性能，从而在考虑闭环控制性能时可以满足甚至苛刻的要求。

G11

右高级 CUD

右侧插槽中的高级 CUD（使用选件 G00 的先决条件）。
利用选件 G11，用户可以应对闭环控制性能相关的高要求，并可以使用丰富的接口。利用该选件，除了左侧槽上的高级 CUD，还可以在右侧槽上安装一个附加高级 CUD。这样一来就把 SINAMICS DC MASTER 的接口数量增加了一倍。

G20

左通信板 CBE20

CBE20 PROFINET 左侧（使用选件 G00 的先决条件）
CBE20 通信板可以用于通过高级 CUD 连接 PROFINET IO 网络。

然后 SINAMICS DC MASTER 在感测到 PROFINET 时会假定具有 PROFINET IO 设备的功能，并提供以下功能：

PROFINET IO 设备

100 Mbit/s 全双工通讯

支持实时 PROFINET IO：

RT（实时）

通过 PROFIENT IO 装置根据 PROFIdrive 规范 V4.1 连接到控制系统。

除了 PROFIBUS（标准），PROFINET 也可以用于与 STARTER 试运行工具配合完成工程工作。

带 4 个 RJ45 接口的集成 4 端换机，基于 PROFINET ASIC ERTEC400。因此，可不使用附加外部交换机而配置佳拓扑结构（总线形、星形、树形）。

SINAMICS Link 功能可以用于搭配选件 S01 和 S02（存储卡）使用。

CBE20 插在位于左侧槽上的高级 CUD 的选件槽上。

此电缆按米销售。

G21

右通信板 CBE20

CBE20 PROFINET 右侧（可使用选件 G11）。
使用选件 G21，可将高级 CUD 插在右侧插槽中，用于扩展 CBE20。有关 CBE20 功能、选择和订购数据的详细信息见选件 G20 部分。

L10

没有励磁电源部分

SINAMICS DC MASTER 供货时不带励磁电源部分。它还包括完整的励磁电路（15 A 和 30 A 设备没有）。

L11

二象限励磁电源部分

对于要求高速励磁电流变化的应用，通过*选件 L11，SINAMICS DC MASTER 可以配备具有低有功电流的二象限磁场。此外，该励磁电源部分集成了磁场过电压保护功能。该选件不能订购用于额定直流电流 15 到 30A 的装置。

L21

用于单相连接的风扇

使用此选件，额定直流电流为 400 A 至 1200 A 的变频调速柜可配有一个与单相电源连接的风扇。此风扇从内部产生的 230 V AC 控制电压供电，从电路的角度看，其处理方式与标准方式相同。为实现高防护等级而安装在变频调速柜内部的风扇不受此选件的影响。这些风扇通过集成的过热保护功能加以保护。

L85

85A 励磁电源部分

SINAMICS DC MASTER 的励磁电路和励磁电源部分中的所有部件都针对 85 A 额定电流进行设计（可用于电枢额定直流电流大于等于 1500 A 的设备；也可与选件 L11（励磁电源部分 2Q）结合使用）。使用选件 L85，辅助电源的大连接截面积可增加到高达 50 mm2；对于励磁电路，可增加到高达 35 mm2。客户侧的大允许电流保护为 125 A。

M08

涂层 PCB 板

（仅包括 SINAMICS DC MASTER DC 变频器的模块）

为了提高高污染等级和恶劣气候下的可靠性，可以通过*选件 M08 订购双面都有涂层的 SINAMICS DC MASTER 模块。
AOP30 以及编码器单元和端子扩展模块都标配有喷涂印刷电路板。

M10

镀镍铜母线

由于采用镀镍铜母排，腐蚀性环境中的可用性得到提高。额定电流为 1500、1600、1900、2000 和 2200 A 的变频调速柜标配有铝母排。通过*选件 M10，还可以提供镀镍铜母排。

S01

左存储卡

利用选件 S01，用户可以一块获得用于插在左侧槽上的标准 CUD 或高级 CUD 的存储卡。

该存储卡可以提供以下选件：

可以将其它语言下载到高级操作面板 AOP30 上。在使用两块 CUD 时，必须订购选件 S01 和 S02。

进行离线的长时间跟踪。

把 DCC 功能块库下载到驱动上。

新固件。

SINAMICS Link 功能需要设备始终插有该存储卡。

S02

右存储卡

利用选件 S02，用户可以获得一块用于插在右侧槽上的标准 CUD 或高级 CUD 上的存储卡。只有在订购了用于在右侧插槽中安装 CUD 的选件 G10 或 G11 的情况下，才可使用此选件。

其它电压、频率

L04

电枢使用 10 到 50 V 的较低电压供电

利用选件 L04，SINAMICS DC MASTER 可以重新配备用于运行在 10 到 50 V AC **低电压下。这特别是在电化学应用、控制电磁阀、使用变频器为特殊电机或直流发电机电动机组提供励磁时经常遇到。

注：

该选件只能选择用于额定供电电压高 575V 的设备。省略了换相电抗器（选件 L22）；在装置或系统侧，需要针对电枢电路使用一个整流变压器。在此情况下，不能订购选件 L00（射频干扰抑制滤波器）。

L05

电路电源，SINAMICS DC MASTER，用于连接至 24 V DC

SINAMICS DC MASTER 中的电源接口通过连接至 24 V DC 的电路电源供电。除了此选件外，还必须选择选件 L06、L07 或 L09 之一来确定 24 V DC 电源的类型。

L06

24 V DC SITOP 电源

为产生 24 V DC，机柜内安装了一个 SITOP 电源装置。此 SITOP 电源装置由机柜内部产生的 230 V 单相交流控制电压供电。
此电源装置用于为内部 24 V DC 负载（如选件 L05、G60、G62、K50、V70 至 V74、Y52 至 Y56）供电。

L07

24 V DC 电源，来自外部电源

必须在装置或系统侧提供 24 V DC 电压。提供了用于连接此电源的端子。
此电压用于为内部 24 V DC 负载（如选件 L05、G60、G62、K50、V70 至 V74、Y52 至 Y56）供电。

L09

24 V DC 电源，带 SITOP UPS

机柜内安装了一个用于生成 24 V DC 电压的 SITOP 电源， 以及一个用于在 3 秒内不间断提供大 15 A 负载电流的 SITOP UPS500S 基本模块。此电源装置由机柜内部产生的 230 V 单相交流控制电压供电，用于为内部 24 V DC 负载（如选件 L05、G60、G62、K50、V70 至 V74、Y52 至 Y56）供电。

V60

额定电源频率，60 Hz

如果电枢和辅助电路的电源频率为 60 Hz 而不是标准的 50 Hz，则必须*此选件。随后，可对电枢电路的换相电抗器和励磁电路以及设备风扇的电机保护断路器（对于额定直流电流大于等于 400 A 的设备）进行相应调整。

Y02

励磁电源的匹配变压器

如果三相交流辅助电源与 400 V 50 Hz 或 460 V 60 Hz 发生偏离，或者需要针对实际电机励磁电压来调整励磁电压，则可以选择此选件。必须用普通文字的形式*调整变压器的所需二次电压和额定励磁电流。此调整变压器是一种自耦变压器，一次电压高达三相交流 500 V。对于某些选件组合，此选件可能会导致机柜尺寸增加。

Y03

未提供三相交流辅助电压

如果未提供三相辅助电源，则应选择此选件。在此情况下，辅助电源从机柜内部电枢电路的主电枢开关前面获取。

注：

不能随此选件同时选择选件 L22（无电枢换相电抗器）！必须*额定输入电压。

Y04

三相交流辅助电压与标准电压不同

通常情况下，应为机柜提供 400 V 三相交流 50 Hz 辅助电压，顺时针旋转磁场，TN 或 TT 供电系统，变压器中性点接地。在选择选件 V60（额定电源频率 60 Hz）时，此辅助电压必须为 460 V 三相交流。
如果三相交流辅助电压与这些值发生偏离，或者正在使用 IT 电网或接地主导体，则应选择选件 Y04。必须用普通文字*所需的电压。辅助电压不得**过 690 V。必须在装置侧为辅助电源提供短路和过载保护。辅助电源的熔断器数据应从与型号和订单有关的电路图获取。

注：

根据具体型号，可能需要另外选择选件 Y01 和/或 Y02。

OFF 功能

B30

进线断路器的互锁选件

由于提供了一个外部互锁选件（用于集成外部常闭触头的端子），因此可从外部断开进线断路器或主接触器。例如，此触头可以是输入侧断路器的**前辅助触头，这样在关闭一次侧的变压器时产生的过电压就不会传到 SINAMICS DC MASTER。必须同时发出急停信号；提供了此功能的标配端子。端子处提供了内部生成的 230 V 交流控制电压；应在外部连接一个隔离触头。

L57

紧急停止类别 0，不受控制停车，符合 EN 60204-1 标准

其工作原理是通过使用符合标准 EN 60204-1 安全组合装置，旁通微处理器控制器，通过输入接触器或断路器断开变频调速柜（电枢回路和励磁回路）的电压连接，然后电机停机。必须小心地确保突然的关断不会带来风险或潜在危险。

L59

紧急停止类别 1，受控停车，符合 EN 60204-1 标准

其工作原理是通过由用户参数化的减速斜坡快速停机。然后根据紧急停止类型 0 所述，中断变频调速柜的电源馈入。

为取得所需的停止时间，需要使用四象限变频器。

显示仪表

B60 至 B66

B60

显示仪表，“转速”

模拟显示仪表，安装在门上，黑色前框，96 x 96 mm，两象限变频器的刻度为 0-125 %，四象限变频器的刻度为 ±125 %（零点位于中心）。通过 SINAMICS DC MASTER 模拟量输出来输出显示值。可针对各种显示值订购多 6 个显示仪表。在总共三种显示仪表中（B60、B61、B62、B64），还必须订购选件 G60。

B61

显示仪表，“电枢电压”

模拟显示仪表，安装在门上，黑色前框，96 x 96 mm，刻度为“±可达到的大直流电压”，零点位于中心。通过 SINAMICS DC MASTER 模拟量输出来输出显示值。可针对各种显示值订购多 6 个显示仪表。在总共三种显示仪表中（B60、B61、B62、B64），还必须订购选件 G60。

B62

显示仪表，“电枢电流”

模拟显示仪表，安装在门上，黑色前框，96 x 96 mm，两象限变频器的刻度为 0-200 %，四象限变频器的刻度为 ±200 %（零点位于中心）。通过 SINAMICS DC MASTER 模拟量输出来输出显示值。可针对各种显示值订购多 6 个显示仪表。在总共三种显示仪表中（B60、B61、B62、B64），还必须订购选件 G60。

B63

显示仪表，“市电励磁”

模拟显示仪表，安装在门上，黑色前框，96 x 96 mm，刻度为 0 至励磁电源电压（标配），50 Hz 下为 400 V，60 Hz 下为 460 V。显示值是从 SINAMICS DC MASTER 前面的励磁电路输入处获得的。

B64

显示仪表，“励磁电流”

模拟显示仪表，安装在门上，黑色前框，96 x 96 mm，刻度从 0 到额定励磁电流。通过 SINAMICS DC MASTER 模拟量输出来输出显示值。可针对各种显示值订购多 6 个显示仪表。在总共三种显示仪表中（B60、B61、B62、B64），还必须订购选件 G60。

B65

显示仪表，“市电电枢电路”

模拟显示仪表，安装在门上，黑色前框，96 x 96 mm，刻度从 0 到电枢供电电压。显示值是使用一个伏特计切换开关 (L1-L2/L2-L3/L1-L3)，从机柜中总开关前面的电枢电源电压获得的。

B66

显示仪表，“市电电流电枢电路”

模拟显示仪表，安装在门上，黑色前框，96 x 96 mm，刻度从 0 到额定电枢输入电流。显示值由位于变频调速柜输入侧的电流互感器进行检测，并传送至显示仪表。

P11

线路电源参数显示仪表，带 PROFIBUS 接口，安装在机柜门内

安装在柜门内的带数字显示屏的显示仪表用来采集电源测量值。另外，还将从测量值（如功率、功率因数等）计算其它系统值。此显示仪表具有一个 PROFIBUS 接口，可实现高达 16 Mbit/s 的通信速率。

辅助电路

C51

数字量输入处耦合继电器的 24 V 线圈电压

SINAMICS DC MASTER 的数字量输出处的四个耦合继电器标配有一个 230 V 交流线圈，这些继电器通过 24 V 直流线圈供电。

K85

磁场反射中

切换直流电机的励磁电路，对额定直流电流 ≥ 400 A 的两象限变频器进行制动和改变旋转方向。

1. 额定电机励磁电流

2. 额定电机励磁电压

3. 励磁绕组的电能或电感

4. 每小时的大分断频率

注：

交货时间较长！针对特定应用配置的励磁过电压保护。根据需要提供价格

L00

无线电干扰抑制滤波器

射频干扰抑制滤波器在电网侧使用，用于电枢以及辅助电路。通过射频干扰抑制滤波器，这些变频调速柜符合标准 EN 61800-3 的类别 C2。对于 400 A 及高的额定直流电流，需要使用一个辅助机柜。

注：

此选件适用于接地电网上的运行。根据需要，我们可提供适用于浮地电网的滤波器。
选件 L00 和 L22（消除三相换相电抗器）不能组合在一起使用。

L22

取消了三相换相电抗器

变频调速柜中未安装三相换相电抗器，也没有提供该电抗器。此选件不能与选件 Y03 结合使用（未提供辅助电源）。

在装置或系统侧，必须确保有足够高的电感以进行换相。如果变频器有自己的整流变压器并具有充分的短路电压容量，则通常可以保证这一点。

注：

选件 L22 和 L00（射频干扰抑制滤波器）不能组合在一起使用。

L50

机柜照明和维修插座

面板具有自身的通用灯；控制柜还具有一个维修插座。柜门打开时，一个运动传感器会自动将灯接通。必须从外部的接地电网进行供电（230 V 单相交流，50/60 Hz），并在装置侧的低压配电系统中以大 16 A 的规格为电源提供熔断保护。柜中安装了组合式小型断路器/剩余电流动作断路器 (13 A/30 mA)。

L55

柜体加热器

当空气湿度较高（例如，在热带国家/地区）和/或环境温度较低时，建议为变频调速柜配备防冷凝加热器以保可靠运行。每个机柜内都安装了一个 150 W 加热元件；这些加热元件采取恒温控制。需要有外部电源（230 V 单相交流，50/60 Hz），并且必须以 16 A 的规格进行保护。

V70

输入隔离放大器，输入：0 - 20 mA

为了连接外部模拟量整定值，将使用一个具有电隔离和三路分离的直流隔离放大器。

订货时，需提供线路手册中的附加普通文本说明，*所传输的输入量。

注：

使用一个通用隔离放大器。若需要，可以改预设（默认）的输入/输出组态。在此情况下，需重新进行调整。供货范围内包括隔离放大器的操作手册。

如果需要 V70 到 V74 中的一个以上选件，则应在订货时通过多重选择进行*。在此情况下，可在与订单相关的电路图中看到要使用的模拟量输入。