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西門子6SL3120-1TE21-8AA4
6SL3120-1TE21-8AA4
SINAMICS S120 單電機模塊 輸入：600V DC 輸出:3AC 400V,18A 結(jié)構(gòu)形式：書本尺寸 內(nèi)部風冷 優(yōu)化的脈沖圖形和 支持擴展 安全集成功能 包含 DRIVE-CLiQ 電纜
面臨的挑戰(zhàn)
為了在日益激烈的競爭市場中確保盈利要求，制造商需要靈活機智的供應鏈，同步的生產(chǎn)流程和實時的工廠可視性。
由于在生產(chǎn)過程中的決定總是會影響到企業(yè)的盈利水平。企業(yè)應當統(tǒng)籌考慮生產(chǎn)指標和業(yè)務績效，以便使自身有能力適應或應對市場的變化，來增加效率、降低成本、改善客戶滿意度。
這就需要一個綜合集成式的IT基礎(chǔ)設施，可以控制所有的生產(chǎn)要素，包括物料、設備、人事、規(guī)范和程序等，并能與業(yè)務和運營系統(tǒng)相結(jié)合。
解決方案
SIMATIC IT生產(chǎn)套件將業(yè)務流程模型和一系列高度集成的功能組件相匹配。西門子6SL3120-1TE21-8AA4
它負責生產(chǎn)的管理和執(zhí)行、工廠內(nèi)部的進行與協(xié)調(diào)，并規(guī)范整個企業(yè)生產(chǎn)，使制造流程與供應鏈活動保持*且彌補業(yè)務系統(tǒng)（如，ERP）和控制系統(tǒng)的信息斷層。
SIMATIC IT生產(chǎn)模型用一系列內(nèi)部規(guī)則進行定義，并使工廠模型可視化，這樣就可以明確各項生產(chǎn)操作。
SIMATIC IT組件是根據(jù)通用的MES標準ISA-95開發(fā)的功能。
他們包括產(chǎn)品定義管理，生產(chǎn)訂單管理，物料管理，工廠績效分析，關(guān)鍵績效指標（KPI）計算，整體設備效率（OEE），報告，調(diào)度，實驗室信息管理（LIMS），質(zhì)量保證和產(chǎn)品規(guī)范管理，等。
能源管理流程
隨著能源成本的不斷增加和環(huán)保法規(guī)的日漸嚴苛，與此同時企業(yè)也不斷努力，爭取獲得 ISO 50001 能源管理標準認證，這些都使得能源管理的應用實施變得更為重要。高效的能源管理，不但可以提高企業(yè)的能源應用效率和生產(chǎn)力，同時還可顯著提升企業(yè)的市場競爭力。若要在生產(chǎn)過程中提高能源效率，則需做到：
系統(tǒng)化能源管理
西門子提供全面的能源管理產(chǎn)品與技術(shù)，其中能源管理系統(tǒng)可根據(jù)客戶能源需求提供優(yōu)化的能源管理。在此，我們將能源管理分為三個階段 — 識別、評估和實施。通過相應的硬件和軟件解決方案，為客戶在生產(chǎn)過程的每一階段提供*的支持。
公司范圍內(nèi)實現(xiàn)透明能源流
生產(chǎn)過程優(yōu)化的一個重要措施就是提高生產(chǎn)資源的利用率。只有系統(tǒng)性地采集電能、熱能、壓縮空氣或用水等消耗數(shù)據(jù)，才能對工業(yè)實施長期高效的能源管理。通過數(shù)據(jù)分析，可以有效地發(fā)掘節(jié)能潛力，優(yōu)化能源效率。
精確計算各種節(jié)約潛力
能源管理的第二個階段是評估。在完成能源數(shù)據(jù)采集、評估和可視化分析，并由此確定了大能源消耗設備之后，即可開始在整個自動化層級中對具體的節(jié)能潛力進行評估。后根據(jù)評估結(jié)果，計算出實施節(jié)能措施后的成本效益。
實施節(jié)能措施，提高能源效率
在基于經(jīng)濟分析確定優(yōu)秀節(jié)能改造措施之后，下一步就是通過具體措施，盡可能有效地利用已確定的節(jié)能潛力，開展節(jié)能項目。在能源管理中，關(guān)鍵是驅(qū)動設備的節(jié)能；驅(qū)動系統(tǒng)的能耗通常占整個工業(yè)能耗的三分之二。無論是新工廠還是新系統(tǒng)上線，亦或是舊廠的現(xiàn)代化改造，單個驅(qū)動解決方案的節(jié)能效率均可高達 70%。
專業(yè)咨詢，助您顯著實現(xiàn)節(jié)能增效
為了準確計算生產(chǎn)過程中的節(jié)能潛力，西門子的專家將竭誠為您提供專業(yè)的咨詢服務，涵蓋所有行業(yè)涉及工業(yè)能源管理的各個方面。西門子的 EOA 服務包，可計算單一設備的節(jié)約成本潛力并對整個工廠的能源消耗進行相應優(yōu)化。初，EOA只是應用于驅(qū)動系統(tǒng)的分析，但通過系統(tǒng)化能源管理，大投資回報期可縮短至兩年。這樣，只需少量投資即可顯著降低能源成本。EOA 是西門子能源優(yōu)化服務 EOS 的一部分，主要用于檢測能源過程和類型，并識別各種節(jié)能潛力。
標準與法規(guī)
隨著節(jié)能增效重要性的日益增加，這一課題已逐步成為國家及*標準、指令和法律法規(guī)，在產(chǎn)品設計和工廠日常運營中強制要求應用實施。
有關(guān)驅(qū)動技術(shù)節(jié)能增效的法律法規(guī)
2005 年 7 月 6 日，歐洲議會和理事會的第 2005/32/EEC 號指令中強調(diào)了節(jié)能增效法規(guī)對設備和工廠的重要性，并制訂了能耗產(chǎn)品環(huán)保型設計要求框架。其中，在第 11 條中對生命周期的評估列出了以下要求：
為了滿足日益增長的能源需求，耗能產(chǎn)品應采用環(huán)保型設計
運營商提供的信息中，應包含環(huán)境影響因素和部件特性
應根據(jù) ISO 14041 的生命周期評估機制，評估包含產(chǎn)品生命周期的所有階段
全新電機能效等級
在歐盟，已經(jīng)通過了多項節(jié)能增效立法規(guī)定。為了降低工業(yè)領(lǐng)域的能源損耗，歐盟制定了IEC 60034-30 標準（IE = 能效），為異步電機定義了新的能耗等級。
電機能效等級：
IE1（標準能效）
IE2（高能效）
IE3（超高能效）
新法規(guī)將于何時生效？
從 2011 年 6 月 16 日起，IE1 級的標準電機不允許在歐盟市場內(nèi)銷售。而且按照新法規(guī)中的要求，所有標準電機都必須達到 IE2 以上等級。
其它時間點：
法律規(guī)定，從 2015 年 1 月 1 日起：額定功率為 7.5 kW ～ 375 kW 的電機，低能效必須達到 IE3 級。如果這些電機的能效只達到 IE2，則必須裝配變頻器。
法律規(guī)定，從 2017 年 1 月 1 日起：額定功率為 0.75 kW ～ 375 kW 的電機，低能效必須達到 IE3 級。如果這些電機的能效只達到 IE2，則必須裝配變頻器。
1 概述
根據(jù)通訊接口的不同，SINAMICS S120的控制單元分兩類：
· 支持PROFINET IO的控制單元：CU310-2 PN，CU320-2 PN
· 支持PROFIBUS DP的控制單元：CU310-2 DP，CU320-2 DP
對于支持PROFIBUS DP通訊的控制單元，可以使用Y-Link模板將CU3x0-2 DP接入到S7-400H冗余系統(tǒng)中。
對于支持PROFINET IO通訊的控制單元，在固件版本V4.8之前，一直沒有相應的解決方案。但從固件版本V4.8開始，SINAMICS S120增加了一個新功能，開始支持與S7-400H冗余系統(tǒng)的PROFINET通訊。一個帶有3個CU310-2 PN的S7-400H系統(tǒng)連接示意圖，如圖1-1所示。
圖1-1 連接示意圖：S7-400H與S120的PROFINET通訊
S7-400H系統(tǒng)由兩個相互冗余的控制器組成，兩個CPU一用一備，雙方通過光纖連接，保持數(shù)據(jù)同步。如果一個CPU故障停機，另一個CPU會立即投用，這大大降低了系統(tǒng)停機的風險，提高了系統(tǒng)可靠性。S120配合S7-400H系統(tǒng)使用時，同樣具有以上優(yōu)點，在一個CPU出現(xiàn)故障時S120無需停機，在切換CPU的過程中，上一個連接的設定值將被凍結(jié)并仍然有效。
但是，目前這種配置不支持PROFINET IRT模式，不支持設備共享（Shared Device），而且只能使用控制單元的板載PN接口實現(xiàn)系統(tǒng)冗余。
2 通訊連接與配置
2.1 硬件需求
在SINAMICS S120配合S7-400H系統(tǒng)進行PN通訊時，需要以下硬件：
· SIMATIC S7-400H控制系統(tǒng)
帶有PROFINET接口的H-CPU，型號為 41xH
· SINAMICS S120控制單元
帶PROFINET接口的 控制單元，CU310-2 PN 或 CU320-2 PN
2.2 通訊拓撲
S120與S7-400H的PROFINET冗余通訊連接有兩種拓撲結(jié)構(gòu)。
2.2.1 不使用交換機的通訊拓撲
不使用交換機時，可以將S120控制單元上的兩個PN接口分別與S7-400H系統(tǒng)的兩個CPU相連接，如圖2-1所示。
圖2-1 不使用交換機：S120與S7-400H的連接拓撲
2.2.2 使用交換機的通訊拓撲
可以使用交換機同時與S7-400H系統(tǒng)的兩個CPU相連接，S120控制單元只使用一個PN接口與交換機相連接，如圖2-2所示。
圖2-2 使用交換機：S120與S7-400H的連接拓撲
2.3 硬件組態(tài)示例
使用SIMATIC PCS7軟件可以完成項目硬件組態(tài)和后續(xù)調(diào)試。以2.2節(jié)中圖2-1與圖2-2的拓撲為例，其硬件組態(tài)如圖2-3所示。
圖2-3 硬件組態(tài)示例
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