西门子250千瓦软启动器

西门子250千瓦软启动器

3RW4076-6BB44 SIRIUS 软起动器 S12 432 A，250 kW/400 V，40 °C 200 - 460 V AC，230 V AC 螺钉端子

西门子开发出首艘电动汽车轮渡

 ·     渡船仅需10 分钟即可完成充电过程

 ·     该渡船重量相较传统渡船减半，大大节约能源使用

西门子携手挪威造船厂Fjellstrand开发出了首艘电动汽车轮渡。该船长 80 米，可承载 120 辆汽车和 360 位乘客。从 2015 年起，该轮渡将被用于跨挪威松恩峡湾的 Lavik 和 Oppedal 两个城镇之间的航线上。

该渡船所采用的电池能在轮渡往返间隙进行充电，充电过程仅需10分钟。目前用于这条航线的汽车轮渡平均每年耗用近 100 万升柴油，排放 2,680 吨的二氧化碳，37 吨的氮氧化物。为了参加由挪威交通部组织的招标，Norled 公司特别打造了此款电动汽车轮渡。后，Norled 公司赢得了从 2015 年至 2025 年此航线的经营许可权。

该汽车轮渡的船体根据电力驱动系统的要求进行了特殊设计。作为双体船身即把2个瘦长的船体横向连在一起组成的船，其在水中受到的阻力相较传统轮渡更小。此外，两个船身均采用铝材制造，而非传统的钢材。该渡船没有装备柴油发动机，而是采用电机来驱动两个螺旋桨。电机由一个重达10 吨的电池组供电。比起传统设计，新的设计使得该船的重量减半。目前该航线使用的传统汽车轮渡，其发动机的功率高达 1,500千瓦，而新型渡船的电池功率仅需 800 千瓦。在正常情况下，如果渡船以时速10 海里的航速航行，400 千瓦的电池功率就能够满足发动机的需求。

新汽车轮渡的突出特点是仅用10 分钟就可完成电池充电过程。然而，位于航线两端的两个小镇的电网无法在短时间内提供足够的电力，轮渡公司为此在每个港口都安装了电池组，这些电池组可以在汽车轮渡返航期间通过当地电网慢慢充电。挪威政府目前已经有意将航行时间在 30 分钟以内的渡船全部换成电动船，这将把挪威大陆和沿海岸线的众多岛屿通过数百条渡船连接起来。

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。

西门子250千瓦软启动器

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