وحدة محرك مفردة Siemens 6SL3120-1TE21-8AA4 SINAMICS S120

تنسيق كتاب | 18 أمبير | 9.7 كيلو واط | مدخل 600 فولت تيار مستمر | 400 فولت 3 طور تيار متردد | Drive-CLiQ | أمان ممتد مدمج | IP20

محور واحد. أداء كامل. لا تنازلات.

في أي نظام أتمتة متعدد المحاور، لا يحتاج كل محور إلى مشاركة العاكس الخاص به مع محور آخر. محاور التغذية ذات عزم الدوران العالي، ومحركات المغزل المتطلبة، ومحاور تحديد المواقع الحرجة - خاصة تلك التي تحمل أحمالًا ديناميكية ثقيلة أو متطلبات أمان مستقلة - تستحق موارد قيادة مخصصة. Siemens 6SL3120-1TE21-8AA4 هي وحدة محرك أحادية المحور بتنسيق كتاب SINAMICS S120، توفر خرجًا مقننًا بقوة 18 أمبير عند 9.7 كيلو واط لمحرك واحد مع الذكاء الكامل وهندسة الأمان واتصال Drive-CLiQ الذي يحدد منصة S120.

حيث تقسم وحدة المحرك المزدوجة الموارد بين محورين، تخصص هذه الوحدة كل شيء لمحور واحد: تيار الخرج الكامل 18 أمبير، ومدخل التوقف الآمن المستقل، والتحكم الفردي في فرامل المحرك الآمنة، ومجموعة وظائف الأمان الممتدة المدمجة الكاملة - كل ذلك على قناة واحدة مخصصة ضمن حزمة الكتاب.

المواصفات الفنية

18 أمبير مقنن / 15.3 أمبير حمل أساسي: فهم الرقمين الحاليين

يظهر تصنيفان للتيار في مواصفات هذه الوحدة، والتمييز مهم عند تحديد حجم مجموعة محركات S120. تيار التصنيف 18 أمبير هو القدرة القصوى المستقرة للتطبيقات المتطلبة للمؤازرة والمتجهات - الرقم الذي يتطابق مع تيار لوحة اسم المحرك للتشغيل المستمر بعزم دوران عالٍ. تيار الحمل الأساسي 15.3 أمبير هو الرقم المخفض للتطبيقات الشاقة حيث يعمل المحرك باستمرار بعزم دوران مرتفع دون تباطؤ متقطع للسماح بالاستعادة الحرارية.

بالنسبة لغالبية تطبيقات محاور تغذية المؤازرة مع دورات عمل التسارع والتباطؤ المتأصلة، ينطبق تيار التصنيف الكامل 18 أمبير. بالنسبة لتطبيقات العمليات المستمرة - محركات المغزل التي تحافظ على حمل قطع ثابت، ومحركات الناقل تحت عزم دوران مستدام - فإن تيار الحمل الأساسي 15.3 أمبير هو مرجع تحديد الحجم المحافظ. يعتمد الاختيار بين الاثنين على ملف تعريف الواجب المحدد، ويمكن لبرنامج SIZER الهندسي من Siemens حساب الرقم المناسب لدورة التطبيق المعطاة.

أمان ممتد مدمج: معتمد لـ SIL 2 و PL d

هندسة الأمان في 6SL3120-1TE21-8AA4 ليست ميزة إضافية - إنها برنامج ثابت مقيم داخل الوحدة نفسها، معتمد لمستوى سلامة الأمان 2 وفقًا لـ IEC 61508 ومستوى الأداء d، الفئة 3 وفقًا لـ EN ISO 13849-1. هذا يعني أن وظائف الأمان تلبي معايير تم التحقق منها بشكل مستقل لتحمل الأخطاء واحتمالية الفشل، وهو أمر مهم عند دمج الوحدة في تقييم الأمان الرسمي للآلة.

تشمل وظائف الأمان الممتدة المدمجة المتاحة إيقاف عزم الدوران الآمن (STO)، والتوقف الآمن 1 (SS1)، والسرعة المحدودة بأمان (SLS)، والتحكم في الفرامل الآمنة (SBC). تعمل كل وظيفة من خلال مدخل التوقف الآمن المخصص ومخرج التحكم في الفرامل على الوحدة، دون الحاجة إلى مرحل أمان خارجي أو PLC أمان للوظائف المقيمة في المحرك. يوفر مدخل مستشعر درجة حرارة المحرك مراقبة إضافية للحماية الحرارية كجزء من مخطط الحماية الشامل للوحدة.

بالنسبة لمصنعي الآلات الذين يعملون وفقًا لمتطلبات توجيه الآلات الأوروبي، فإن وجود وظائف أمان معتمدة بهذا المستوى ومقيمة في وحدة المحرك يبسط وثائق التحقق من الأمان بشكل كبير - شهادة الوحدة تغطي سلسلة الأمان من جانب المحرك.

Drive-CLiQ: ذكاء مدمج

واجهة Drive-CLiQ هي كيف تصبح 6SL3120-1TE21-8AA4 أكثر من مجرد مرحلة طاقة. من خلال كابل ألياف رقمي واحد أو نحاسي إلى وحدة التحكم، تتواصل الوحدة مع ردود فعل في الوقت الفعلي، وحالة الخطأ، وبيانات المعلمات، ولوحة النوع الإلكترونية الخاصة بها - تعريف الأجهزة المدمج الذي يسمح لوحدة التحكم بالتعرف بالضبط على الوحدة الموجودة وتكوين كائنات المحرك وفقًا لذلك.

عند التشغيل، تقرأ وحدة التحكم لوحة نوع الوحدة تلقائيًا. في سيناريو الاستبدال، هذا يعني أن النظام يتعرف على الوحدة الجديدة دون إدخال يدوي للمعلمات. بالنسبة لمهندس التشغيل، فإنه يلغي خطأ تكوين محتمل قد يظهر بخلاف ذلك أثناء التشغيل الأول. بالنسبة لفني الصيانة الذي يستبدل وحدة معيبة، فهذا يعني أنه يمكن إعادة الآلة إلى الخدمة بشكل أسرع.

تشحن الوحدة مع كابل Drive-CLiQ مقطوع مسبقًا للتوصيل بين الوحدات داخل حزمة الكتاب.

650 هرتز تردد الخرج: القدرة المخفية

سقف تردد الخرج 650 هرتز في وضع التحكم بالمؤازرة أعلى بكثير من معظم عاكسات التردد المتغيرة القياسية، وهو موجود لسبب وجيه. تتطلب محركات المؤازرة المتزامنة ذات الأقطاب العالية ترددات كهربائية مرتفعة لإنتاج سرعات ميكانيكية عملية - محرك 6 أقطاب عند 4500 دورة في الدقيقة يحتاج إلى خرج 225 هرتز؛ محرك 10 أقطاب عند 6000 دورة في الدقيقة يحتاج إلى 500 هرتز. سقف الوحدة البالغ 650 هرتز يستوعب تكوينات محركات المؤازرة عالية السرعة هذه دون الحاجة إلى عاكس متخصص.

بالنسبة لمحركات الحث القياسية ذات 4 أقطاب في تطبيقات التحكم بالمتجهات، يغطي سقف 300 هرتز في وضع التحكم بالمتجهات سرعات العمود التي تتجاوز بكثير أي متطلبات عملية. يضمن نطاق التردد الواسع أن منصة وحدة واحدة تخدم كلاً من تطبيقات التحكم بالمؤازرة والمتجهات دون استبدال.

تكامل النظام: أين تناسب هذه الوحدة

تشغل 6SL3120-1TE21-8AA4 فتحة واحدة في حزمة محركات S120، وتقع أسفل وحدة الخط على ناقل التيار المستمر المشترك. تتصل عبر Drive-CLiQ بأي وحدة تحكم S120 متوافقة - CU320-2 للتطبيقات متعددة المحاور، CU310-2 للتكوينات الأبسط، أو وحدات التحكم المدمجة في منصات SIMOTION D أو SINUMERIK CNC.

تدعم الوحدة جميع أوضاع التحكم الثلاثة لـ SINAMICS S120: التحكم بالمؤازرة لمحاور التغذية المتحكم فيها بالموضع، والتحكم بالمتجهات لمحركات الحث عالية الأداء، والتحكم V/f للتطبيقات البسيطة المتحكم فيها بالسرعة حيث لا يلزم ضبط الحلقة المغلقة بالكامل. اختيار الوضع هو تغيير لمعلمة البرنامج، وليس تعديلًا للأجهزة.

تشمل وحدات التحكم والمنصات النظامية المتوافقة:

• SINUMERIK 840D sl - محاور تغذية ومغزل آلات CNC
• SIMOTION D - تحكم حركة منسق للتعبئة والطباعة والتحويل
• CU320-2 - أتمتة عامة متعددة المحاور
• CU310-2 - هندسة أنظمة أحادية المحور وأبسط

جيل AA4: حالة الإنتاج الحالية

يشير اللاحقة AA4 إلى أن هذا هو الجيل الحالي النشط للأجهزة في فئة وحدات المحرك المفردة 18 أمبير، ليحل محل متغير AA3 السابق (6SL3120-1TE21-8AA3). يتيح التعرف التلقائي على لوحة النوع في Drive-CLiQ التوافق مع الإصدارات السابقة بشفافية - يتم التعرف على وحدة AA4 المدخلة بدلاً من AA3 في نظام S120 موجود بواسطة وحدة التحكم دون تغييرات في البرنامج الثابت أو إدخالات معلمات يدوية.

أسئلة متكررة

س 1: ما هو الفرق العملي بين اختيار وحدة المحرك المفردة هذه مقابل وحدة المحرك المزدوجة لتطبيق ذي محورين؟

تقسم وحدة المحرك المزدوجة (مثل 6SL3120-2TE21-8AA4، المقدرة بـ 2 × 18 أمبير) تصنيف التيار الخاص بها بين محورين. إذا كان كلا المحورين نادرًا ما يصلان إلى الذروة في وقت واحد ولا يتطلب أي منهما خرج تيار كامل مستمر، فإن الوحدة المزدوجة توفر أداءً كافيًا في نصف عرض فتحة الخزانة. تخصص الوحدة المفردة 18 أمبير كاملة وجميع موارد الأمان لمحور واحد - الخيار الصحيح عندما يتطلب محور واحد عزم دوران عالٍ مستمر، أو أحداث أمان مستقلة، أو تيار ذروة مضمون لا يمكن مشاركته. بالنسبة لمغزل الآلات ذي عزم الدوران العالي أو محاور الجسر الثقيلة، فإن الوحدات المفردة هي عادةً المواصفات المناسبة.

س 2: هل يمكن لهذه الوحدة العمل مع إمدادات خط تيار متردد 400 فولت بدون وحدة خط؟

لا. تقبل 6SL3120-1TE21-8AA4 مدخل وصلة تيار مستمر فقط (510-720 فولت تيار مستمر). تتطلب وحدة خط SINAMICS S120 في المنبع لتحويل إمداد التيار المتردد ثلاثي الطور الوارد إلى جهد ناقل التيار المستمر. تتعامل وحدة الخط أيضًا مع التجديد - إعادة طاقة الكبح إلى الإمداد أثناء التباطؤ. وحدة المحرك نفسها ليس لديها قدرة دخل تيار متردد.

س 3: ما هي وحدات خط SINAMICS S120 المتوافقة مع وحدة المحرك هذه؟

أي وحدة خط بتنسيق كتاب S120 تحافظ على 510-720 فولت تيار مستمر على ناقل التيار المستمر متوافقة كهربائيًا - بما في ذلك متغيرات وحدة الخط الذكية، ووحدة الخط الأساسية، ووحدة الخط النشطة في تصنيفات الطاقة المناسبة. يؤثر الاختيار بين أنواع وحدات الخط هذه على ما إذا كان النظام يدعم تجديد الطاقة وما هو تعويض جودة الطاقة المطلوب، ولكن أيًا منها سيزود 6SL3120-1TE21-8AA4 بالطاقة بشكل صحيح ضمن نطاق جهد ناقل التيار المستمر.

س 4: هل تحل وحدة AA4 محل AA3 مباشرة في التركيبات الحالية؟

نعم، في الغالبية العظمى من أنظمة كتاب S120. المواصفات الكهربائية، الأبعاد المادية، واجهة Drive-CLiQ، ومجموعة وظائف الأمان متطابقة بين AA3 و AA4. تقرأ وحدة التحكم لوحة النوع الإلكترونية لـ AA4 عند التشغيل وتكوّن كائن المحرك دون تدخل يدوي. يؤكد منتدى دعم الصناعة من Siemens أن AA4 يحل محل AA3 في الأنظمة المستندة إلى SIMOTION - يقوم تنزيل البرنامج الثابت وبيانات المعلمات للمحرك من وحدة التحكم بمعالجة الانتقال.

س 5: ما الذي يسبب عادةً فشل هذه الوحدة، وما الذي يجب فحصه بشكل وقائي؟

أكثر أوضاع الفشل شيوعًا في وحدات محرك كتاب S120 هي فشل ترانزستورات IGBT بسبب أعطال جانب المحرك (دوائر قص في اللفات، أعطال طور إلى طور)، وتدهور المكثفات على مر سنوات التشغيل، وتآكل مروحة التبريد. تشمل الإجراءات الوقائية الفحص الدوري للمروحة الداخلية للتأكد من سرعتها الصحيحة وتدفق الهواء النظيف، ومراقبة جهد ناقل التيار المستمر لمستويات غير طبيعية تضغط على المكثفات، والتأكد من فحص سلامة عزل المحرك أثناء فترات الصيانة المخطط لها بدلاً من انتظار فشل الوحدة للإشارة إلى مشكلة في المحرك. يمكن لقراءات درجة حرارة الوحدة عبر Drive-CLiQ توفير إنذار مبكر لتدفق الهواء غير الكافي قبل حدوث إيقاف حراري.