制造业作为重要的经济支柱,正在面临着前所未有的挑战,例如:如何缩短产品上市时间、提高生产效率、以及大规模的生产如何能够兼顾价格和个性化的产品等。西门子凭借创新技术,硬件软件无缝集成,并可基于数据分析进行服务,确保生产过程更加灵活、高效,且缩短产品上市时间。同时,与教育部合作,培养新一代创*工程人才,推动制造业转型升级。
工业控制现在趋向于使用可编程控制器。PLC的高可靠性、高抗干扰性、很强的自我纠错和自我诊断能力已受到人们的普遍欢迎。而事实上PLC在实际应用中的引入对整个系统而言确实是大有裨益,但是在实际应用中也不是处处都适宜使用PLC。一方面其价格相对较高(配置也达千元以上),盲目使用会使系统造价偏高;另一方面在某些控制系统中使用PLC中未必适合,比如下列情况就没必要使用PLC:被控制系统很简单,I/O点数很少。I/O点数虽多,但控制并不复杂,各部分的联系很少,此种情况使用用继电器控制即可。而在下列情况时,则需要采用PLC系统进行控制:①系统的I/O点数很多,控制复杂,若用继电器控制,要用大量的中间继电器、时间继电器和接触器等器件;②可靠性要求较高,继电器控制无法达到;③工艺流程/产品品种常变,需要经常改变控制电路的结构或修改多项控制参数;④多台设备的系统需要用同一个控制器控制;⑤用继电器控制的费用低于PLC,但两者的费用已是同一数量级时。
西门子可为用户提供自动化、传动和低压开关产品以及工业软件,从丰富的标准产品到整体的解决方案,无所不包。工业软件可以优化用户的整个价值链,并贯穿产品的设计开发、生产销售以及售后服务的整个过程。我们的电气和机械部件能够为整个传动系统提供综合解决方案,从联轴器到齿轮箱、从电机到传动系统,全面覆盖所有工业领域。我们的全集成能源管理(TIP)技术平台可对能源的输送提供强有力的解决方案。
在车身系统开发领域,汽车企业逐渐认识到从汽车概念到工程开发生产全过程的端到端集成生命周期解决方案的价值。循序渐进的车辆开发方法正在被更为综合的方法所取代。因为在序贯法中,人体建模、结构工程与开发、制造过程都是独立的功能学科,各个阶段的责任部门在这个过程中也是相互独立的。多年来,同步工程方法帮助企业整合了概念、开发和制造过程,但企业的愿景是一种系统驱动的车身工程和制造方法。系统驱动的方法可以将车辆设计所涉及的各个方面集成为一个整体,在整个设计过程中,通过不断的验证,可以方便地跟踪顾客的要求、法律法规或其他要求。
为了帮助您实现车身系统的集成开发过程,西门子PLM软件提供了一套完整的设计制造应用程序和解决方案,用户可以即时获取关键产品信息。因此,它可以帮助原始设备制造商和供应商做出更智能的产品开发决策,生产出更好的产品。
车身造型与设计
可以使用各种造型工具和特定于车辆的模板快速研究不同的选择,如B柱、车窗调节器、车门开启、使用轻质材料(如复合材料)等多种选择,而不受设计工具不足的限制。通过在整个过程中捕获知识并使其在数字产品开发环境中可用的能力,您的团队可以在参与日常开发时快速获取和创建可重用的设计和制造单元。
制造过程管理
能更好地实施制造过程管理策略:
描述产品、过程和设备的完整性
快速识别变更对过程模型的影响。这些变化不仅是设计功能的内部变化,而且是后期制造工程和生产阶段的变化。
在每个新的计划中,捕获和重用更好和成熟的实践。
提供更改和配置的良好可见性,了解不同工厂、计划和车辆中的更改和配置,包括基于时间的有效性。
支持企业使用轻质材料(如复合材料)完成从设计到制造的全过程
简而言之,制造商可以使用单个产品和过程信息或事实来源完成整个企业当前和未来的车辆计划。
模拟和验证
内置的连续模拟和验证使您能够验证当前选定的方法和资源。在开发和前期生产阶段,通过仿真,可以快速方便地完成工程研究和假设分析,成本也很低,从而减少了对物理测试的需求,保证了任何必要的物理测试都能更快地完成。利用操作、资源分配及其使用的可视化显示,使过程模型能够方便地显示给其他人员,使制造计划一经制定就成为正确、成熟的计划。
之,您可以使用单一的产品和流程信息源完成整个企业当前和未来的车辆计划;这样,您可以更快地响应不断变化的市场需求,有效地发挥区域分散资源的作用,并*地实现车身系统设计流程的协调。
SINAMICS S120系列
SINAMICS S120 是一种带有矢量控制和伺服控制功能的模块化传动系统,可用于实现复杂传动应用的单机和多机变频调速装置 /柜。
与单轴传动解决方案一样,带有上位运动控制功能的多轴传动解决方案也可通过 SINAMICS S120 传动装置来实现。
覆盖 0.12 kW 至 4500 kW 的功率范围,具有各种按功能分级的控制部件,因此,使用 SINAMICS S120 传动装置,可实现几乎所有控制要求苛刻的驱动应用,是易于快速方便地实现控制定制的驱动配置。
SINAMICS S120 智能化驱动功能体现于控制单元中的闭环控制功能。
不仅可用于矢量和伺服控制,而且还可进行 U/f 控制。 SINAMICS S120 还可对所有传动轴进行转速和转矩控制,并执行其它智能驱动功能。
应用闭环控制控制同步和异步电机,是可以用于驱动西门子的整个低压电机系列的传动产品。
在供货时,这些变频器集成有标准 PROFIBUS DP 或 PROFINET 接口。通过这些接口,可方便地集成到上位自动化控制系统中。
SINAMICS S120 变频调速柜组配的*的机柜组非常适合安装于各个生产环节, 其功率可达4500 kW。通过标准化的接口,可快速地将这些变频调速装置随意连接组成应对多电机复杂驱动的各种解决方案。
优点
SINAMICS S120 具有以下突出优点:
高性能单机和多机传动的矢量 / 伺服控制
通用性强,可自由组合生成量身定制的解决方案
功率范围较宽
控制功能强大
SINAMICS 集成安全功能
可采用各种冷却方式 (风冷 / 水冷)
支持多种整流方式
可方便地集成到上位自动化和 IT 环境中
组态简单方便
易于选型组配
安装简单
灵活简单的连接技术
应用
特别针对于连续生产线的传动解决方案 (如拉丝、薄膜和纸加工机械)提升设备、离心机和船舶传动,也建议采用 SINAMICS S120矢量控制器。
对于需要进行和高动态位置控制的过程控制系统,应采用伺服电机和带伺服控制的 SINAMICS S120。
使用 SINAMICS S120 ,能在各个工业领域的重要环节中实现更高的驱动控制性能。例如:
-包装机械
-塑料加工机械
- 纺织机械
- 压力机、冲压机
-印刷机械和纸加工机械
- 木材、玻璃、陶瓷领域中的机器
-升降机
-搬运和装配系统
- 机床
-轧机传动
-车辆和传动装置试验台
- 试验台应用
-船舶应用
结构
冷却方式
在散热方面,根据不同的结构型式,可选用多种冷却方式:
-内部空气冷却
标准解决方案中,将通过自冷却或外部通风将电路和功率单元中驱动部件散发的热量散发到周围环境中。
-外部空气冷却
外部空气冷却采用风道技术。功率元件的散热器从柜体的安装平面位置穿过,并将功率回路散发的热量带到外部的独立通风循环系统中。
柜体中仍有电子部件散热的需求。“IP54”防护等级的机械柜体可实现为对外部散热。
带有散热筋片的散热器包含在供货范围内,通风装置由单独的通风道由内向后送风,该通风道也可向外敞开。
-冷却板冷却
冷却板散热是使功率单元散发的热量通过安装在元件背面的一个散热板输送到外部靠外部散热器散热。外部散热器可以是水冷散热器。
-水冷却
在水冷方式中,功率元件的散热器中有冷却介质流过。设备产生的热量大部分被冷却介质吸收,并在释放到柜体外部挥发掉。
结构型式
变频装置有模块型和装置型。逆变单元和进线整流单元有书本型、紧凑书本型和装机装柜装置 3 种结构形式。
书本型结构型式
书本型结构型式的变频模块针对多轴应用进行了优化,可并排安装在一起。内部集成有公共直流母线回路。书本型变频调速柜有多种散热方式:内部空气冷却、外部空气冷却、冷却板冷却和水冷却。
紧凑书本型结构型式
近似于书本型结构型式,为在驱动装置的紧凑性方面具有较高要求的设备应用而开发。紧凑书本型结构型式结合了具有同等性能的书本型结构型式的全部优点,但设计高度降低,过载能力得到提高。紧凑书本型结构型式尤其适合集成到具有较高动态要求和安装空间比较有限的机器中。紧凑书本型结构型式的冷却设计与采用内部空气冷却和冷却板冷却的书本型式设计相同。
模块型
模块型模块针对单轴应用进行了优化,并且仅为 AC/AC 变频装置提供。传动的散热采用内部空气冷却方式。占地面积有限或较小 ( 与空气通风相比,占地面积减少高达 60%)或要求噪音较低 (< 56 dB) 的应用,水冷柜可提供极好的解决方案。它们更适合在条件恶劣的环境中使用。
装机装柜型变频调速装置,空冷型
功率较高的设备 (从大约 100 kW 起)都采用装机装柜型结构型式。这些设备包括:
-AC/AC 变频装置
-基本整流装置
-回馈整流装置
-有源整流装置
-有源滤波装置
-逆变装置
散热方式采取标准的内部空气冷却。
装机装柜型变频装置,空冷型
装机装柜型变频调速装置,水冷
除了空冷式变频调速装置之外,还有水冷式变频调速装置可供选用:
- AC/AC 变频装置
-基本整流装置
- 有源整流装置
-逆变装置
装机装柜型变频装置,水冷型
变频调速柜
SINAMICS S120 变频调速柜是一个适用于多电机传动的模块化机柜系统,该系统采用集中供电和公共直流母排汇流。通常应用于纸加工机械、轧机、试验台或升降机等传动控制系统中。系统的主要部件组成如下:
-进线柜
- 基本整流柜
-回馈整流柜
-有源整流柜
- 制动柜
-逆变柜
- 辅助电源柜