سیمنس G120 در مقابل S120: تفاوت های کلیدی و نحوه انتخاب

سیمنس G120 در مقابل S120: تفاوت های کلیدی و نحوه انتخاب

1مقدمه

هر دو Siemens SINAMICS G120 و SINAMICS S120 مجهز به یک کنترل کننده فرآیند PID هستند.و ویژگی های عملکردانتخاب بستر اشتباه می تواند منجر به مهندسی بیش از حد یا عملکرد پایین شود، که هر دو دارای پیامدهای هزینه واقعی هستند.

این مقاله G120 و S120 را در چهار ابعاد اصلی مقایسه می کند: توابع اصلی و معماری، پیکربندی پارامتر، سناریوهای کاربردی و بهینه سازی عملکرد.آیا شما یک مهندس OEM هستیداین راهنما به شما کمک می کند تا درایو مناسب زیمنس را برای پروژه خود شناسایی کنید.

2خلاصه ی محصول

2.1 زیمنس سینامیکس G120

SINAMICS G120 یک درایو متغیر ماژولار برای کاربردهای استاندارد صنعتی است.این یک واحد کنترل (CU) را با یک ماژول قدرت (PM) جفت می کند که می تواند به طور مستقل بر اساس نیازهای قدرت و محفظه انتخاب شود.

• محدوده قدرت: 0.37 kW 250 kW (3AC 380V استاندارد)
• حالت های کنترل: V/f، وکتور باز، وکتور بسته
• کنترل کننده PID داخلی برای سطح، دمای، فشار و سرعت
• ارتباطات: پروفیبس، پروفینت، یو اس اس، مودبس RTU
• ایمنی: STO (Safe Torque Off) به عنوان استاندارد
• محفظه: استاندارد IP20؛ IP55 از طریق نصب فشار

به طور پیش فرض، خروجی G120 به نقطه تنظیم سرعت (P1070) متصل است. معرفی مقادیر فیزیکی شخص ثالث مانند گشتاور یا موقعیت نیاز به تنظیم P1501 = 1 برای آزاد کردن این اتصال دارد.پاسخ گام آنالوگ معمولا بیش از 10 ثانیه است، که G120 را برای کنترل پایدار در حالت ثابت به جای برنامه های گذرا سریع مناسب می کند.

2.2 زیمنس SINAMICS S120

SINAMICS S120 یک سیستم محرک ماژولار با عملکرد بالا است که برای کنترل حرکت و کاربردهای فرآیند مورد نیاز طراحی شده است.معماری اتوبوس مشترک DC آن اجازه می دهد تا چندین موتور ماژول به اشتراک گذاری یک ماژول خط واحد، امکان مبادله انرژی بین محورها

• محدوده قدرت: 0.12 کیلو وات
• حالت های کنترل: وکتور، سرو، V/f
• PID پیشرفته با تنظیم خودکار، دو نقطه تنظیم قابل مقیاس و بلوک های تابع f ((x)
• بازخورد رمزگذاری کننده مورد نیاز برای حالت سرو؛ کانال مشتق انعطاف پذیر برای PID پیچیده
• ایمنی: STO، SS1، SLS، SDI، SOS، SSM تا SIL 2 / PLe (کاتول 4)
• ارتباطات: پروفیبوس، پروفینت، اترنت/ای پی، درایو-کلیک

کانال مشتق S120 می تواند به طور آزادانه برای کنترل انحراف یا مقادیر اندازه گیری واقعی متصل شود. این قابلیت ها باعث می شود که در هر جایی که معماری G120 به محدودیت های خود می رسد، انتخاب مورد نظر باشد.

3مقایسه مشخصات

4تفاوت های کلیدی توضیح داده شد

4.1 معماری اصلی و قابلیت PID

G120 از کنترل ساده PID حلقه بسته برای سطح مایع، دمای و فشار پشتیبانی می کند PID یک حلقه آن برای پیکربندی ساده و به خوبی در برنامه های کاربردی و HVAC اثبات شده است.

S120 محیط کنترل بسیار غنی تری را فراهم می کند: سطح مایع ، دمای ، موقعیت رول شناور ، تنش و کنترل هماهنگ چند متغیر همه به طور بومی پشتیبانی می شوند.همچنین دارای دو نقطه تنظیم قابل مقیاس است، یک موقعیت دهنده الکتریکی انعطاف پذیر، و یک ژنراتور عملکرد رمپ.

4.2 پاسخ پویا

پاسخ گام آنالوگ G120 به طور معمول بیش از 10 ثانیه است که برای کنترل حالت ثابت مناسب است اما برای برنامه های گذرا سریع محدود می شود.S120 زمان چرخه کنترل جریان را به اندازه 62.5 μs، برای کاربردهای CNC، رباتیک، چاپ و پیچ و خم ضروری است.

4.3 عملکردهای ایمنی

هر دو درایو از STO (Safe Torque Off) پشتیبانی می کنند. S120 علاوه بر این یک کتابخانه ایمنی را با گواهینامه IEC 62061 (SIL 2) و ISO 13849 (PLe / Cat 4) ارائه می دهد:

• SS1 توقف امن 1
• SLS ✓ سرعت محدود به صورت ایمن
• SDI ️ نشان دادن مسیر امن
• SOS: توقف عملیاتی ایمن
• SSM ️ نظارت بر سرعت امن

4.4 ادغام سیستم و مقیاس پذیری

G120 از طریق PROFIBUS یا PROFINET ادغام می شود، هر واحد به طور مستقل پیکربندی می شود.S120 به طور عمیق با پورتال TIA و SINUMERIK از طریق DRIVE-CLiQ ادغام می شود که شناسایی پارامترهای خودکار و تشخیص متمرکز را امکان پذیر می کنددر مورد خط بسته بندی 6 محوری، ادغام DRIVE-CLiQ زمان راه اندازی را حدود 40٪ کاهش داد.

5. پیکربندی پارامتر PID

5.1 تنظیمات PID G120

فعال کردن PID با تنظیم P2200 = 1. منبع نقطه تنظیم: P2253 = r2050.1 (PROFINET) یا r755.0 (AI0). بازخورد: P2264 = r755.0برای کنترل فشار بار، P595 = 3 و P596 = 10 (100٪ = 10 بار) تنظیم کنید.

5.2 تنظیمات PID S120

S120 PID نیاز به تنظیم پارامترهای P، I و D با توجه به ویژگی های پویایی شی کنترل شده دارد. پارامتر معکوس منطق P2306 باید با دقت پیکربندی شود.عملکرد تنظیم خودکار S120 به طور خودکار پارامترهای مدل موتور را شناسایی می کند و تنظیمات PI را بهینه می کند، به طور قابل توجهی کاهش تلاش راه اندازی.

6مثال های کاربردی معمولی

6.1 G120 سناریوهای کاربرد

کنترل چرخه بسته سرعت فن:G120 برای سرعت باد ثابت با آندومتر جفت می شود. ثابت های زمان PID معمولاً از ده ها ثانیه ایده آل برای قدرت حالت ثابت G120 است.

تامین آب با فشار ثابت:سنسور فشار + پمپ + PID داخلی فشار آب را برای نیازهای واکنش دینامیکی متوسط پایدار نگه می دارد.

کنترل دمای ثابت:سنسورهای دمایی با حلقه PID امکان تنظیم دقیق سیستم های گرمایش یا خنک کننده را فراهم می کنند.

مثال موردی ️ آب تصفیه:G120 با PROFINET 12 موتور پمپ را از طریق SCADA کنترل می کرد. PID داخلی کنترل کننده فرآیند جداگانه را حذف کرد و هزینه پانل را حدود 20٪ کاهش داد.

6.2 S120 سناریوهای کاربرد

کنترل موقعیت رول شناور:S120 به سرعت به اختلالات خارجی برای موقعیت پایدار و قابل اعتماد در خطوط فرآیند مداوم پاسخ می دهد.

کنترل تنش:تنظیم دقیق گشتاور خروجی موتور، کنترل دقیق تغییرات تنش در پیچ و چاپ را به دست می آورد.

کنترل هماهنگ چند متغیر:تنظیم همزمان سطح مایع و جریان، با دو نقطه تنظیم قابل مقیاس برای نیازهای کنترل پیچیده.

مثال موردی ️ خط بسته بندی سریع:S120 با 6 محور همگام جایگزین یک سیستم سرو هیدرولیک شد.

7چگونه انتخاب کنیم: راهنمای تصمیم گیری

G120 را انتخاب کنید اگر:

• بار شما یک پمپ، فن، ناقل، کمپرسور، مخلوط کننده، یا سانتریفیوژ است
• دقت سرعت در V/f یا وکتور حلقه باز (≥ ±0.5%) قابل قبول است.
• شما نیاز به یک درایو مستقل مقرون به صرفه با سیم کشی ساده PID
• نصب فشرده IP55 مورد نیاز است
• بودجه یک محدودیت اصلی پروژه است

S120 را انتخاب کنید اگر:

• دستگاه شما نیاز به دقت در سطح سرو یا پاسخ سریع چرخش دارد (< 10 ms)
• شما نیاز به همگام سازی 2 یا بیشتر محور موتور
• کاربرد شامل CNC، رباتیک، چاپ، پیچ و تاب، یا کنترل تنش
• ایمنی عملکردی پیشرفته (SS1، SLS، SDI) باید گواهی داده شود.
• بازیافت انرژی بین محورها برای هزینه های عملیاتی مهم است

8. بهینه سازی عملکرد

G120:تابع سازگاری (فارمویر V4.7.13+) ثابت های زمان PID را به طور خودکار تنظیم می کند. حالت تنظیم دقیق (P2251 = 1) کنترل دقیق در نزدیکی نقطه تنظیم را فعال می کند.تابع f ((x) از ویژگی های غیر خطی مانند منحنی های تیغه پروپلر بدون دستگاه های خارجی پشتیبانی می کند.

S120:شناسایی خودکار تکرار تنظیمات دستی PI را از بین می برد. تنظیم P / I / D نوسانات و انحراف حالت ثابت را هدف قرار می دهد.استراتژی های چند منطقه ای و زنجیره ای به پویایی فرآیند فراتر از قابلیت یک حلقه می پردازند..

9هزینه و کل هزینه مالکیت

یک G120 برای یک موتور 15 kW به طور معمول 30~50% از یک سیستم S120 معادل هزینه می کند. با این حال، TCO نیز باید شامل موارد زیر باشد:

• فضای پانل و سیم کشی:S120 shared DC bus باعث کاهش کابل در سیستم های چند محوری می شود
• صرفه جویی در انرژی:S120 ماژول های بازیافتی می توانند هزینه های انرژی را در کاربردهای ترمز مکرر 10٪ تا 25٪ کاهش دهند
• نگهداری:هر دو سیستم عامل از تشخیص پیش بینی از طریق PROFINET پشتیبانی می کنند
• زمان مهندسی:S120 با پورتال TIA و DRIVE-CLiQ می تواند زمان راه اندازی را تا 40٪ در پروژه های پیچیده کاهش دهد

برای کاربردهای تک موتور، G120 تقریباً همیشه در TCO برنده می شود. برای سیستم های 3+ محور، S120 اغلب با توجه به بازیابی انرژی و کاهش کار سیم کشی، رقابتی می شود.

10مرجع نمونه های مشترک

توجه: همیشه شماره های محصول را با استفاده از پیکربندی Siemens SIZER بررسی کنید یا با توزیع کننده مجاز خود تماس بگیرید، زیرا گزینه ها بر کد سفارش تأثیر می گذارند.

نتیجه گیری

هر دو سیمنس SINAMICS G120 و S120 محصولات برجسته در حوزه های مربوطه خود هستند:

• G120= ابزار مناسب برای کاربردهای استاندارد محرک صنعتی (پمپها، فن ها، کانویرها، کمپرسورها)
• S120= ابزار مناسب برای کنترل حرکت، کنترل چند محور با دقت بالا و کنترل فرآیند پیشرفته

اگر مطمئن نیستید که کدام پلتفرم مناسب برنامه شما است، با تیم مهندسی ما با مشخصات موتور، نوع بار و نیازهای کنترل خود تماس بگیرید.ما درایوهای اصلی زیمنس SINAMICS G120 و S120 را با اسناد کامل عرضه می کنیم، گارانتی و پشتیبانی فنی