SINAMICS Drives SINAMICS G120. Il convertitore modulare a ridotto consumo energetico, sicuro e robusto. Brochure Aprile Answers for industry.

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1 Il convertitore modulare a ridotto consumo energetico, sicuro e robusto Brochure Aprile 2010 SINAMICS Drives Answers for industry.

2 Il convertitore di frequenza modulare, sicuro e a ridotto consumo energetico Campi applicativi generali: azionamenti per la costruzione di macchine è l'azionamento universale per qualsiasi applicazione standard e per la realizzazione di macchine nei settori sia industriale che artigianale. Es. automotive, tessile, stampa, confezionamento, chimico e anche per le applicazioni ad alto livello come la tecnica di trasporto dei materiali, acciaierie, petrolchimico, offshore, produzione di energia alternativa rinnovabile e molte altre ancora. Perfetto per applicazioni centralizzate Per impieghi standard: Il convertitore è modulare ed è costituito da una unità di regolazione (Control Unit, CU) e da una parte di potenza (Power Module, PM) per la fascia di potenza da 0,37 kw a 250 kw. I numerosi componenti disponibili permettono a ogni utente di comporre liberamente un convertitore ideale in base alle proprie necessità effettuando la scelta corretta di abbinamento dei vari elementi. Grazie alla modularità il sistema G120 continuerà inoltre ad arricchirsi nel futuro di elementi innovativi e nuove possibilità rimanendo sempre attuale e allineato ad ogni esigenza. Safety Integrated: Le funzioni di sicurezza sono completamente integrate nell'azionamento standard dalla fase di engineering alla messa in servizio; un indiscutibile vantaggio. Efficienza energetica: Il risparmio energetico tramite funzioni innovative e recupero di energia nel funzionamento generatorico. Resistenza agli ambienti difficili: Robustezza elevata grazie al sistema intelligente di raffreddamento. User-friendly dall'installazione alla manutenzione: Assistenti di messa in servizio, pannello di comando con testo in chiaro, collegamento USB, Micro Memory Card. Caratteristiche Meccaniche Struttura modulare Concetto di raffreddamento innovativo per una maggiore solidità Elettroniche Recupero in rete dell'energia, contenuto armonico ridotto, risparmio energetico, nessuna necessità di impiego delle resistenze di frenatura Sorveglianza della temperatura dei semiconduttori Safety Integrated (STO, SS1, SLS, SBC) senza encoder Scheda di memoria MMC estraibile Comunicazione PROFIBUS, PROFINET, PROFIsafe, Modbus RTU, CANopen, USS, BacNet, MS/TP Integrazione nella Totally Integrated Automation è parte integrante della famiglia degli azionamenti SINAMICS per le soluzioni più innovative e durature nel tempo Ampio range di potenza da 0,12 kw a 120 MW Esecuzioni sia in bassa che in media tensione Funzionalità omogenea grazie ad una piattaforma hardware e software comune Engineering comune per tutti gli azionamenti - Tool SIZER per la progettazione - Tool STARTER per la parametrizzazione e la messa in servizio Elevato grado di flessibilità e modularità L'elevata flessibilità d impiego della modularità di SINAMICS permette di ottenere sempre la soluzione più adeguata ad ogni necessità. Qualunque azionamento della famiglia può essere progettato, parametrizzato, messo in servizio e utilizzato allo stesso modo. Bassa tensione Media tensione SINAMICS G SINAMICS S SINAMICS GM/SM/GL 0, kw 0, kw 0,8 120 MW 2

3 Efficienza energetica I convertitori di frequenza danno la possibilità di risparmiare energia attraverso un controllo della velocità del motore mirato in modo specifico per l'applicazione. Oggi l'energia può essere dunque recuperata in rigenerazione in caso di frenatura. Inoltre le funzioni di risparmio energetico danno la possibilità di minimizzare ulteriormente i costi della corrente utilizzata. U/f Eco Modus: per la riduzione delle correnti del motore nel settore di carico parziale; risparmio energetico fino al 40% Modus ibernazione: accensione e spegnimento automatici del convertitore a seconda della richiesta del processo controllato. Tipologia a circuito intermedio: riduzione della corrente tramite alta quota di potenza attiva. Fabbisogno energetico Safety Integrated La tecnica di sicurezza assume sempre maggiore importanza nelle tecniche di azionamento e di automazione. Nella sua classe, offre per la prima volta a livello mondiale le funzioni di sicurezza secondo EN già integrate. L'utilizzo della tecnica di Safety Integrated direttamente nell'azionamento può essere realizzata a costi contenuti ed è conforme alle più attuali normative rendendo inoltre possibili incrementi di produzione dell'impianto e semplificazione di progettazione, gestione e manutenzione. Disinserzione elettrica sicura con Safe Torque Off (STO) Arresto mirato e sicuro con Safe Stop 1 (SS1) All'esterno del campo di lavoro tipico Controllo di portata meccanico Risparmio energetico Controllo di portata con convertitore di frequenza Quantità di portata Con Efficient Infeed Technology Siemens definisce un nuovo standard mondiale unico per convertitori di classe compatta: la tecnica consente il recupero in rete anche per dispositivi piccoli, semplici e molto economici. I settori applicativi sono tutti quelli dove oggi si utilizza una resistenza di frenatura; per esempio applicazioni con movimenti verticali, azionamenti per dispositivi di trasporto, macchine di lavorazione con elevati momenti di inerzia, centrifughe, energie rinnovabili (idroelettrica, eolica). Tecnologia di base Efficient Infeed Technology Esempio applicativo Applicazioni Vantaggi Protezione contro un avviamento incontrollato dell'azionamento (nessuna separazione galvanica tra motore e azionamento) L'azionamento funziona privo di coppia in modo sicuro Trasporto di pacchi/imballi, smistamenti, trasportatori Movimentazioni con scarsa precisione nel posizionamento e senza sincronismo di assi Nastro trasportatore: Possibilità di modificare dinamicamente la velocità Il peso proprio frena l'impianto dopo un tempo relativamente breve Riavviamento veloce in caso di errore Arresto rapido, sicuro e sorvegliato dell'azionamento La sorveglianza indipendente e continua assicura tempi di reazione più brevi in caso di errore Non è necessario alcun encoder Seghe, avvolgitori, rettifiche, centrifughe, piattaforme di sollevamento, estrusori, trasloelevatori, taglierine, etc. Sega: Frenatura in sicurezza, il più rapidamente possibile Incremento della velocità del processo grazie a brevi tempi di manutenzione Invio della segnalazione sicura di stato "arresto raggiunto" al controllo Reattanza di rete e resistenza di frenatura Oneri di progettazione e di montaggio Necessario Standard Non necessario Basso Vantaggi Velocità limitata sicura (SLS) Riduzione e sorveglianza continuata della velocità dell'azionamento Non è necessario alcun encoder Comando di frenatura sicuro (SBC) Attivazione sicura di un freno collegato senza ulteriori componenti Armonica prodotta Generazione di calore in fase di frenatura Standard Si Ridotto No Applicazioni Presse, punzonatrici, nastri trasportatori, rettifiche, etc., Lavorazioni dirette sull'impianto mentre la macchina è in funzione, nella fase di messa a punto o durante la manutenzione Gru industriali, gru portuali per la movimentazione dei container, ascensori civili Assorbimento di corrente e alimentatore d energia Efficienza energetica Standard Standard Circa il 22 % in meno Buono Esempio applicativo Pressa: Sorveglianza della velocità mentre l'operatore si trova nell'area pericolosa Funzionamento di messa a punto sicuro con velocità massima limitata Piattaforme di sollevamento: Arresto sicuro in una posizione senza coppia nel motore Evitano la caduta di carichi sospesi 3

4 Vantaggi standard del sistema Funzioni Vantaggi Modularità Combinabilità a piacere di Power Module (PM) e Control Unit (CU) Un sistema per il supporto in fase di scelta (SIZER, configuratore DT) Sostituzione dei moduli sotto tensione (Hot Swap) PM e CU sostituibili singolarmente Variante CU con funzionalità Safety Integrated STO Parti di potenza con Efficient Infeed Technology da 0,37 a 95 kw Possibilità di diverse combinazioni di PM e CU Rimessa in servizio tramite innesto ad aggancio della CU Ampliamento di potenza semplificato Possibilità di acquistare solo le funzioni desiderate Impegno minimo per l'apprendimento Non è necessaria una nuova messa in servizio, solo l'innesto ad aggancio della CU Service semplificato, non è necessaria una nuova installazione completa Varianti standard favorevoli per le più comuni funzioni di base Safety senza componenti aggiuntive Comandabile tramite morsetto o PROFIsafe Vantaggi come recupero in rete dell'energia e elevata dinamicità sono disponibili per piccole potenze Installazione semplificata e messa in servizio START Porta USB integrata per la messa in servizio IOP innestabile (Intelligent Operator Panel), compreso il kit per il suo montaggio sulla porta dell'armadio BOP-2 innestabile (Basic Operator Panel) Manutenzione a distanza/diagnosi e parametrizzazione Slot per Micro-Memory-Card (MMC) Allacciamento intuitivo, semplifica la messa in servizio Rapida messa in servizio senza conoscenze specifiche Minimizzazione dei tempi di manutenzione Messa in servizio di base semplificata senza lista parametri Display a 2 linee per una rappresentazione ben comprensibile Messa in servizio/manutenzione centrali semplificate Risparmio dei costi tramite eliminazione del workflow Dati di backup per scambio semplificato Comunicazione (PROFIBUS, PROFINET, Modbus RTU, CANopen, USS, BacNet) Struttura omogenea dei segmenti Molti utenti e topologie di rete Vantaggi della tecnologia IT per la produzione (industria) Integrazione diretta nel convertitore Gestione semplificata Riduzione delle interfacce Engineering esteso a tutto l'impianto Software-Update Comunicazione senza fili con Industrial Wireless LAN Altamente performante Moduli specifici per l'applicazione per l'industria chimica Tecnologia SiC per 690 V Compatto tramite filtro sinusoidale integrato Frequenza impulsi 16 khz Parte di potenza con recupero in rete Correnti di cuscinetto estremamente contenute Caricabilità tecnica elevata (nessun corpo raffreddante) Robustezza elevata Consentiti cavi lunghi non schermati Isolamento dei cuscinetti non necessario Tutti i vantaggi del recupero in rete 4

5 Funzioni Vantaggi Moduli specifici per l'applicazione per pompe, ventilatori e compressori Assistenti specifici per l'applicazione nel pannello di servizio e nel sofware STARTER 4 regolatori PID integrati e liberamente programmabili 3 orologi digitali liberamente programmabili Ingressi digitali con separazione di potenziale con proprio gruppo di potenziale. Ingressi analogici isolati Interfaccia del sensore di temperatura NI1000/PT1000 Relè 230 V Curva di coppia lineare e quadratica per macchine fluidodinamiche e pompe volumetriche Collegamento diretto di 3 sensori di pressione/livello Facile messa in servizio sulla base di valori di processo nella "lingua dell'utente", anche per applicazioni complesse come per esempio torri di raffreddamento o livelli Regolazione decentrata per controllo di processi motore indipendenti o SPS Controllo di programmi diurni e settimanali liberamente selezionabili Evitamento del trasferimento di potenziale Montaggio secondo le direttive EMC senza componenti aggiuntive conforme alle esigenze dell'industria di processo Connessione diretta delle sonde termiche senza interfacce esterne Controllo diretto di unità ausiliarie, per es. attuatori di valvola e reattore Controllo coordinato dell'esecuzione specifico per l'applicazione Connessione di attuatori rilevanti per l'applicazione senza componenti aggiuntive Funzioni software integrate Funzioni SPS per compiti di comando locale Regolatore PID liberamente programmabile (mini funzionalità SPS) Riavviamento automatico dopo una mancanza della tensione di alimentazione di rete Riavviamento al volo Compensazione cinetica (regolazione Vdc_min) Risparmio energetico con la funzione "Sleep mode" Monitoraggio della coppia di carico per il controllo della rottura cinghia motore/ventilatore Impiego flessibile delle funzioni integrate - Risparmio di componenti aggiuntive esterne Numerose funzioni Software per l'impiego flessibile di diverse applicazioni Concetto di dissipazione del calore per una robustezza incrementata Versione Push-Through di parti di potenza selezionate Smaltimento del calore tramite dissipatore esterno Schede elettroniche non situate nel canale di ventilazione Raffreddamento naturale dell'elettronica Raffreddamento conseguente per convezione della CU Il flusso dell'aria è indirizzato esclusivamente sul dissipatore Schede elettroniche particolarmente robuste (verniciate) Dissipazione del calore all'esterno, risparmio di spazio nell'impianto di distribuzione Consistente incremento della robustezza Aumento dell'affidabilità Garanzia di indipendenza da influssi ambientali Notevole incremento del ciclo di vita e della durata del convertitore Impiego anche in condizioni climatiche severe 5

6 Azionamento user-friendly: Intelligent e Basic Operator Panel I SINAMICS Operator Panel IOP (Intelligent Operator Panel) e BOP 2 (Basic Operator Panel) possono essere utilizzati con semplicità sia dal personale esperto che da quello alle prime armi. Pannello di comando IOP BOP-2 Descrizione Flessibilità di impiego Grazie all'ampio Text Display, al menu guidato e all'assistente applicativo, la messa in servizio standard dell'azionamento è semplificata notevolmente. Assistenti applicativi integrati guidano l'utente in modo interattivo tra le applicazioni importanti per la messa in servizio come pompe, ventilatori, compressori e tecnica di trasporto. Possibilità di montaggio diretto sulla Control Unit, sulla porta dell'armadio e con apposito dispositivo di trasporto manuale (dipendentemente dal tipo di convertitore) Portatile per impiego con diversi convertitori 6 lingue disponibili La messa in servizio dell'azionamento standard viene semplificata grazie al menu guidato e al display a due linee. La messa in servizio di base di un azionamento viene eseguita in modo semplice nella maggior parte dei casi senza lista dei parametri stampata tramite la rappresentazione, i valori e il filtraggio di parametri. Direttamente montato sulla Control Unit oppure sulla porta dell'armadio (dipendentemente dal tipo di convertitore) Rapida messa in servizio senza conoscenze specifiche Possibilità di parametrizzazione in serie di azionamenti identici grazie alla funzione "Clone" Lista parametri definita dall'utente con numero di parametri ridotto e personalizzato Messa in servizio rapida ed intuitiva di applicazioni standard grazie ad un assistente guidato senza necessità di dover conoscere la struttura dei parametri Messa in servizio sul posto semplificata grazie alla variante "portatile" Messa in servizio senza necessità di impiego dei manuali dei parametri Utilizzo intuitivo e semplificato Passaggio diretto al funzionamento manuale dell'azionamento commutazione semplificata tra funzionamento automatico e manuale Navigazione intuitiva grazie all'uso di un tasto rotante Riduzione dei tempi per la manutenzione Display grafico per la rappresentazione dei valori di stato come per es. pressione, portata con istogrammi Visualizzazione di stato con unità liberamente selezionabili per rappresentare i valori fisici Diagnostica con testi in chiaro senza necessità di dover impiegare la manualistica Semplice aggiornamento di lingue, assistente e firmware tramite la porta USB Display a 2 linee per l'indicazione di fino a due valori di processo con testo Visualizzazione di stato di unità predefinite Diagnosi con menu guidato e display a 7 segmenti Utilizzo Montaggio diretto sull'azionamento Montaggio sulla porta dell'armadio con l'apposito kit IOP portatile CU230P-2 CU240B-2/ CU240E-2 IOP, BOP-2 IOP, BOP-2 IOP CU240S IOP P IOP, BOP-2 IOP, BOP-2 (possibile) SINAMICS G110D *) / IOP D *) SIMATIC ET 200S FC/200pro FC *) IOP *) Necessario un cavo ottico supplementare. 6

7 Dati tecnici Unità di regolazione CU230P-2 CU240B-2 CU240E-2 Dimensioni di montaggio (B x H x T) in mm Funzioni di comunicazione CU240S CU240S DP CU240S DP-F CU240S PN CU240S PN-F 73 x 199 x 58,4 73 x 199 x x 177 x 63,4 PROFIBUS CU230P-2 DP CU240B-2 DP, CU240E-2 DP, CU240E-2 DP-F CU240S DP, CU240S DP-F PROFINET CU240S PN, CU240S PN-F Interfacce seriali RS 485 con protocollo USS CU230P-2 HVAC (USS, Modbus RTU) CU240B-2, CU240E-2, CU240E-2-F CU240S Interfacce seriali RS 232 (+ USB) (+ USB) Funzioni di sicurezza secondo la Categoria 3 della EN opp. secondo SIL2 della IEC Funzioni di sicurezza integrate (STO), (SS1), (SLS) Dati elettrici Tensione di alimentazione Ingressi digitali parametrizzabili, con separazione di potenziale Ingressi digitali failsafe parametrizzabili, con separazione di potenziale Ingressi analogici parametrizzabili Uscite a relè parametrizzabili, con separazione di potenziale Uscite analogiche, parametrizzabili Funzioni Campi di frequenza escludibili Frequenze fisse Metodi di comando/regolazione Funzioni in esercizio Funzioni di protezione Dati meccanici Grado di protezione Software CU240E-2 (solamente STO) CU240E-2-F CU240E-2 DP-F DC 24 V (tramite Power Module o dall'esterno) DC 24 V 6, PNP/NPN in base al cablaggio CU240B-2, CU240B-2 DP: 4 CU240E-2, CU240E-2 DP, CU240E-2 DP-F: 6 CU240E-2, CU240E-2 DP: 1 CU240E-2 DP-F: 3 2, commutabili tra V e 0/ ma, utilizzabili anche come ingressi digitali 1, commutabile tra 0/ ma e NI1000/ PT1000 1, NI1000/PT1000 2, AC 230 V, 2 A 1, DC 30 V, 0,5 A 2, commutabile V e 0/ ma Vettoriale (SLVC), U/f (lineare, quadratica, libera, FCC, ECO) Regolatore PID, ibernazione, 3x orologi digitali programmabili, riavviamento automatico, riavviamento al volo, compensazione dello scorrimento, funzionamento Jog, tamponamento cinetico (solo in combinazione con i Power Module PM240), etc. CU240S DP-F CU240S PN-F DC 24 V CU240B-2, CU240B-2 DP: V, ma e commutabile V Tutti gli altri: V, ma e commutabile V V e ma tutti utilizzabili anche come ulteriori ingressi digitali 3, DC 30 V, 0,5 A 2, (AO0: V e ma, AO1: 0 ma ma) 4, programmabili 16, programmabili Vettoriale (SLVC), U/f (lineare, quadratica, libera, FCC), regolazione di coppia CU240S, CU240S DP, CU240S PN: 9 CU240S DP-F, CU240S PN-F: 6 CU240S DP-F, CU240S PN F: 2 2, (AO0: 0 V V e 0 ma ma, AO1: 0 ma ma) CU240S PN-F: 2, (0/ ma, 0/ V con 500 W) Vettoriale (VC, SLVC) con/senza encoder U/f (lineare, quadratica, libera), regolazione di coppia Rampa di decelerazione con posizionamento, riavviamento automatico, riavviamento al volo, compensazione dello scorrimento, funzionamento Jog, tamponamento cinetico, sorveglianza temperatura motore, etc. Sorveglianza temperatura motore con e senza sonda termica Sorveglianza ciclo di carico, sorveglianza parte di potenza, funzioni di protezione impianto STARTER Accessori IOP, BOP-2 Lamiera per il collegam. dello schermo PC Connection Kit-2 Scheda di memoria (MMC) IP20 BOP-2 IOP PC Connection Kit-2 Scheda di memoria (MMC) BOP IOP portatile PC Connection Kit Scheda di memoria (MMC) 7

8 Parti di potenza PM240 Freni con resistenza di frenatura PM250/PM250-2 Freni con recupero in rete dell'energia PM260 Recupero in rete dell'energia, lunghezze cavi Tensione di rete 3 AC V ± 10 % 3 AC V ± 10 % 1) Potenza HO = High Overload LO = Low Overload Tecnologia Push-Through Corrente nominale di ingresso (dipende dal carico del motore e dall'impedenza di rete) Corrente nominale di uscita (derating con temperature ambiente di > 40 C (LO) opp. > 50 C (HO)) Dimensioni di montaggio (B x H x T) in mm Senza filtro: 0, kw (HO) 0, kw (LO) Con filtro: 2, kw (HO) 2, kw (LO) PM240 FS A-GX (400 V) senza filtro: 1, A PM240 FS B-F (400 V) con filtro: 7, A PM240 FS A-GX (400 V) senza filtro: 1, A (HO) 1, A (LO) PM240 FS B-F (400 V) con filtro: 1, A (HO) 1, A (LO) A: 73 x 173 x 210 (solo PM240 FS A-F (400 V) senza filtro): con filtro/senza filtro B: 153 x 270 x 230 C: 189 x 334 x 250 PM240 FS A-F (400 V) senza filtro: D: 275 x 419 x 260 E: 275 x 499 x 260 F: 350 x 634 x 372 PM240 FS B-F (400 V) con filtro: D: 275 x 512 x 260 E: 275 x 635 x 260 F: 350 x 934 x 372 GX: 326 x 1533 x 545 Senza filtro: 0, ,5 e kw (HO) 0, ,5 e 18, kw (LO) Con filtro: 0, kw (HO) 0, kw (LO) FS A: 2,2 kw (HO) / 3,0 kw (LO) FS B: 5,5 kw (HO) / 7,5 kw (LO) 7, kw (HO) kw (LO) 2, A A 1, A (HO) 1, A (LO) A: 73 x 196 x 165 B: 100 x 292 x 165 C: 189 x 334 x 250 D: 275 x 512 x 260 E: 275 x 635 x 260 F: 350 x 934 x 372 Funzioni di sicurezza Funzioni di sicurezza integrate Comando sicuro del freno (SBC) secondo Cat. 3, EN opp. SIL2 della IEC Dati elettrici Tensione di rete Sovraccaricabilità (con High Overload) Sovraccaricabilità (con Low Overload) Frequenza di uscita Frequenza impulsi Hz 1,5 x corrente nominale per 1 min ogni 5 min 2,0 x corrente nominale per 3 s ogni 5 min 2) 1,1 x corrente nominale per 1 min ogni 5 min 1,5 x corrente nominale per 3 s ogni 5 min 3) Hz (Tipi di regolazione U/f e FCC) Hz (Tipi di regolazione vettoriale) 4 khz (Standard) opp khz (Derating) 4 khz (Standard) opp. 4 khz khz (Derating) FS F: 4 khz (Standard) opp. 4 khz... 8 khz (Derating) A (HO) A (LO) A: B: C: D: 275 x 512 x 260 E: F: 350 x 634 x Hz 16 khz (Standard) Rendimento del convertitore % % % Funzioni Funzioni di frenatura Resistenza di frenatura, freno in corrente continua, freno di stazionamento del motore, freno elettronico, frenatura Compound Recupero in rete dell'energia in funzionamento generatorico Motori collegabili Grado di protezione Motori asincroni e sincroni in corrente alternata IP20 1) V possibile con derating 2) kw - Per gli scostamenti consultare il catalogo D ) kw - Per gli scostamenti consultare il catalogo D 11.1 Tutte le CU e i PM sono conformi alle norme: CE (Direttiva sulla bassa tensione 72/23), UL, cul, c-tick, ISO 9001, Safety Integrated, condizioni ambientali secondo IEC Siemens AG Industry Sector Drive Technologies Division Motion Control Systems Postfach Erlangen GERMANIA Con riserva di modifiche N. di ordinazione: 6ZB5471-0AP05-0BA1 3P / Dispo BR E 8 It Printed in Germany Siemens AG 2010 Le informazioni riportate in questa brochure contengono descrizioni e caratteristiche che potrebbero variare con l'evolversi dei prodotti o non essere sempre appropriate, nella forma descritta, per il caso applicativo concreto. Le caratteristiche richieste saranno da considerare impegnative solo se espressamente concordate in fase di definizione del contratto. Con riserva di disponibilità di fornitura e modifiche tecniche. Tutte le denominazioni di prodotto possono essere marchi registrati o nomi di prodotti della Siemens AG o di altre aziende subfornitrici, il cui utilizzo da parte di terzi per propri scopi può violare i diritti dei proprietari.