西门子6SL3120-1TE21-8AA4

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6SL3120-1TE21-8AA4

SINAMICS S120 单电机模块 输入：600V DC 输出:3AC 400V,18A 结构形式：书本尺寸 内部风冷 优化的脉冲图形和 支持扩展 安全集成功能 包含 DRIVE-CLiQ 电缆

面临的挑战

为了在日益激烈的竞争市场中确保盈利要求，制造商需要灵活机智的供应链，同步的生产流程和实时的工厂可视性。

由于在生产过程中的决定总是会影响到企业的盈利水平。企业应当统筹考虑生产指标和业务绩效，以便使自身有能力适应或应对市场的变化，来增加效率、降低成本、改善客户满意度。

这就需要一个综合集成式的IT基础设施，可以控制所有的生产要素，包括物料、设备、人事、规范和程序等，并能与业务和运营系统相结合。

解决方案

SIMATIC IT生产套件将业务流程模型和一系列高度集成的功能组件相匹配。西门子6SL3120-1TE21-8AA4

它负责生产的管理和执行、工厂内部的进行与协调，并规范整个企业生产，使制造流程与供应链活动保持*且弥补业务系统（如，ERP）和控制系统的信息断层。

SIMATIC IT生产模型用一系列内部规则进行定义，并使工厂模型可视化，这样就可以明确各项生产操作。

SIMATIC IT组件是根据通用的MES标准ISA-95开发的功能。

他们包括产品定义管理，生产订单管理，物料管理，工厂绩效分析，关键绩效指标（KPI）计算，整体设备效率（OEE），报告，调度，实验室信息管理（LIMS），质量保证和产品规范管理，等。

能源管理流程

随着能源成本的不断增加和环保法规的日渐严苛，与此同时企业也不断努力，争取获得 ISO 50001 能源管理标准认证，这些都使得能源管理的应用实施变得更为重要。高效的能源管理，不但可以提高企业的能源应用效率和生产力，同时还可显着提升企业的市场竞争力。若要在生产过程中提高能源效率，则需做到：

系统化能源管理

西门子提供全面的能源管理产品与技术，其中能源管理系统可根据客户能源需求提供优化的能源管理。在此，我们将能源管理分为三个阶段 — 识别、评估和实施。通过相应的硬件和软件解决方案，为客户在生产过程的每一阶段提供*的支持。

公司范围内实现透明能源流

生产过程优化的一个重要措施就是提高生产资源的利用率。只有系统性地采集电能、热能、压缩空气或用水等消耗数据，才能对工业实施长期高效的能源管理。通过数据分析，可以有效地发掘节能潜力，优化能源效率。

精确计算各种节约潜力

能源管理的第二个阶段是评估。在完成能源数据采集、评估和可视化分析，并由此确定了大能源消耗设备之后，即可开始在整个自动化层级中对具体的节能潜力进行评估。后根据评估结果，计算出实施节能措施后的成本效益。

实施节能措施，提高能源效率

在基于经济分析确定优秀节能改造措施之后，下一步就是通过具体措施，尽可能有效地利用已确定的节能潜力，开展节能项目。在能源管理中，关键是驱动设备的节能；驱动系统的能耗通常占整个工业能耗的三分之二。无论是新工厂还是新系统上线，亦或是旧厂的现代化改造，单个驱动解决方案的节能效率均可高达 70%。

专业咨询，助您显着实现节能增效

为了准确计算生产过程中的节能潜力，西门子的专家将竭诚为您提供专业的咨询服务，涵盖所有行业涉及工业能源管理的各个方面。西门子的 EOA 服务包，可计算单一设备的节约成本潜力并对整个工厂的能源消耗进行相应优化。初，EOA只是应用于驱动系统的分析，但通过系统化能源管理，大投资回报期可缩短至两年。这样，只需少量投资即可显着降低能源成本。EOA 是西门子能源优化服务 EOS 的一部分，主要用于检测能源过程和类型，并识别各种节能潜力。

标准与法规

随着节能增效重要性的日益增加，这一课题已逐步成为国家及*标准、指令和法律法规，在产品设计和工厂日常运营中强制要求应用实施。

有关驱动技术节能增效的法律法规

2005 年 7 月 6 日，欧洲议会和理事会的第 2005/32/EEC 号指令中强调了节能增效法规对设备和工厂的重要性，并制订了能耗产品环保型设计要求框架。其中，在第 11 条中对生命周期的评估列出了以下要求：

• 为了满足日益增长的能源需求，耗能产品应采用环保型设计

• 运营商提供的信息中，应包含环境影响因素和部件特性

• 应根据 ISO 14041 的生命周期评估机制，评估包含产品生命周期的所有阶段

全新电机能效等级

在欧盟，已经通过了多项节能增效立法规定。为了降低工业领域的能源损耗，欧盟制定了IEC 60034-30 标准（IE = 能效），为异步电机定义了新的能耗等级。

电机能效等级：

• IE1（标准能效）

• IE2（高能效）

• IE3（超高能效）

新法规将于何时生效？

从 2011 年 6 月 16 日起，IE1 级的标准电机不允许在欧盟市场内销售。而且按照新法规中的要求，所有标准电机都必须达到 IE2 以上等级。

其它时间点：

• 法律规定，从 2015 年 1 月 1 日起：额定功率为 7.5 kW ～ 375 kW 的电机，低能效必须达到 IE3 级。如果这些电机的能效只达到 IE2，则必须装配变频器。

• 法律规定，从 2017 年 1 月 1 日起：额定功率为 0.75 kW ～ 375 kW 的电机，低能效必须达到 IE3 级。如果这些电机的能效只达到 IE2，则必须装配变频器。

1 概述

    根据通讯接口的不同，SINAMICS S120的控制单元分两类：

· 支持PROFINET IO的控制单元：CU310-2 PN，CU320-2 PN

· 支持PROFIBUS DP的控制单元：CU310-2 DP，CU320-2 DP

    对于支持PROFIBUS DP通讯的控制单元，可以使用Y-Link模板将CU3x0-2 DP接入到S7-400H冗余系统中。

    对于支持PROFINET IO通讯的控制单元，在固件版本V4.8之前，一直没有相应的解决方案。但从固件版本V4.8开始，SINAMICS S120增加了一个新功能，开始支持与S7-400H冗余系统的PROFINET通讯。一个带有3个CU310-2 PN的S7-400H系统连接示意图，如图1-1所示。

图1-1  连接示意图：S7-400H与S120的PROFINET通讯

    S7-400H系统由两个相互冗余的控制器组成，两个CPU一用一备，双方通过光纤连接，保持数据同步。如果一个CPU故障停机，另一个CPU会立即投用，这大大降低了系统停机的风险，提高了系统可靠性。S120配合S7-400H系统使用时，同样具有以上优点，在一个CPU出现故障时S120无需停机，在切换CPU的过程中，上一个连接的设定值将被冻结并仍然有效。

    但是，目前这种配置不支持PROFINET IRT模式，不支持设备共享（Shared Device），而且只能使用控制单元的板载PN接口实现系统冗余。

2 通讯连接与配置

2.1 硬件需求

在SINAMICS S120配合S7-400H系统进行PN通讯时，需要以下硬件：

· SIMATIC S7-400H控制系统

带有PROFINET接口的H-CPU，型号为 41xH

· SINAMICS S120控制单元

带PROFINET接口的 控制单元，CU310-2 PN 或 CU320-2 PN

2.2 通讯拓扑

S120与S7-400H的PROFINET冗余通讯连接有两种拓扑结构。

2.2.1 不使用交换机的通讯拓扑

不使用交换机时，可以将S120控制单元上的两个PN接口分别与S7-400H系统的两个CPU相连接，如图2-1所示。

图2-1 不使用交换机：S120与S7-400H的连接拓扑

2.2.2 使用交换机的通讯拓扑

可以使用交换机同时与S7-400H系统的两个CPU相连接，S120控制单元只使用一个PN接口与交换机相连接，如图2-2所示。

图2-2 使用交换机：S120与S7-400H的连接拓扑

2.3  硬件组态示例

使用SIMATIC PCS7软件可以完成项目硬件组态和后续调试。以2.2节中图2-1与图2-2的拓扑为例，其硬件组态如图2-3所示。

图2-3 硬件组态示例