SINAMICS S120. Un système d entraînement flexible pour applications Motion Control exigeantes. Answers for industry. siemens.

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1 SINAMICS S120 Un système d entraînement flexible pour applications Motion Control exigeantes siemens.com/sinamics-s120 Answers for industry.

2 SINAMICS un entraînement adapté à chaque application Une gamme de variateurs pour des solutions d entraînement tournées vers l avenir Basse tension Courant continu Moyenne tension Applications de base Applications standard Applications de positionnement simples Applications hautes performances Applications en courant continu Applications de forte puissance V20 G120C / G120P / G120 G110D / G120D G130 / G150 G180 S110 S120 S150 DCM GL150 / GM150 / SM150 / SL kw kw kw 75 2,700 kw 2.2 6,600 kw kw ,700 kw 75 1,200 kw 6 kw 3 MW MW Pompes, ventilateurs, compresseurs, convoyeurs, mélangeurs, broyeurs, machines textiles Pompes, ventilateurs, compresseurs ; systèmes de convoyage, mélangeurs, broyeurs et extrudeuses ; applications de positionnement monoaxe (G120) Systèmes de convoyage, applications de positionnement monoaxe (G120D) Pompes, ventilateurs, bandes transporteuses, compresseurs, mélangeurs, broyeurs, extrudeuses Solutions sectorielles pour pompes, ventilateurs, compresseurs, extrudeuses, mélangeurs, broyeurs, malaxeurs, centrifugeuses, séparateurs Applications de positionnement monoaxe dans la construction mécanique et les ensembles industriels Outils d ingénierie communs : Machines d emballage, machines textiles, presses,machines d imprimerie, machines-outils, installations, lignes de process, laminoirs Bancs d essai, découpeuses transversales, centrifugeuses Entraînement de laminoirs, tréfileuses, extrudeuses et malaxeurs, téléphériques et remontées mécaniques, entraînements pour bancs d essai Pompes, ventilateurs, broyeurs, trains de laminoirs, extraction minière, excavateurs, bancs d essai, propulsion maritime, bandes transporteuses, souffleries de haut fourneau La gamme SINAMICS offre un variateur de vitesse adapté à chaque application d entraînement. Tous les appareils peuvent être configurés, paramétrés, mis en service et commandés de manière uniforme. SINAMICS à la hauteur de chaque tâche Large gamme de puissances de 0,12 kw à 85 MW Variateurs disponibles en versions basse tension et moyenne tension Fonctionnalités homogènes grâce à une plateforme matérielle et logicielle commune Ingénierie commune à tous les variateurs avec seulement deux outils : SIZER pour la configuration et STARTER pour le paramétrage et la mise en service Nombreuses possibilités de combinaison et flexibilité élevée 2

3 Le système d entraînement SINAMICS S120 Les meilleures perspectives pour un avenir productif SINAMICS S120 Formats Variateur modulaire pour applications monoaxes/multiaxes exigeantes type AC/AC pour applications monoaxes type DC/AC pour applications multiaxes Blocksize Chassis Booksize Compact Booksize Chassis Cabinet Modules Une flexibilité maximale pour des concepts de machines gagnants Faisant partie de la gamme des variateurs SINAMICS, le système modulaire SINAMICS S120 permet de répondre aux exigences élevées de nombreuses applications dans le secteur de la construction mécanique et dans celui des ensembles industriels. Décliné en appareils monoaxes et multiaxes à dynamique élevée, il couvre la quasi-totalité des applications d entraînement grâce à ses fonctionnalités étendues et son nombre d axes modulable. Le système SINAMICS S120 permet ainsi de réaliser des concepts de machines flexibles et modulaires capables de répondre rapidement aux besoins spécifiques des clients. La réponse à des exigences croissantes Les machines d aujourd hui doivent être de moins en moins chères à produire tout en garantissant à l exploitant de plus en plus de productivité. Le système SINAMICS S120 apporte une réponse idéale à ce double impératif. Avec ses fonctionnalités sophistiquées et sa dynamique élevée, le système SI- NAMICS S120 simplifie la réalisation de concepts de machines innovants et augmente considérablement le rendement des machines de production. Sa simplicité d utilisation et de maintenance accroît en outre la disponibilité des installations et réduit notablement les coûts de cycle de vie. En bref, le système SINAMICS S120 renforce à la fois la compétitivité des constructeurs de machines et celle des exploitants. Une modularité optimale pour la construction mécanique Le système SINAMICS S120 est conçu de manière flexible pour répondre aux exigences de modularité de la construction mécanique. Il comprend : des entraînements monoaxes des entraînements multiaxes des entraînements multiaxes décentralisés avec partie puissance montée sur le moteur pour minimiser le volume des armoires des fonctions de contrôle de mouvement (Motion Control) intégrées dans le contrôleur (SIMOTION D) Les machines pouvant être conçues de manière modulaire, le constructeur de machines peut désormais répondre rapidement aux demandes de variantes les plus diverses. Domaines d utilisation dans la construction mécanique et les ensembles industriels Qu il s agisse de lignes à bande continue ou de processus cadencés à dynamique élevée, le système SINAMICS S120 accroît les performances des machines dans les secteurs les plus divers : Machines d emballage Presses à injecter Machines textiles Machines d imprimerie Machines à papier Engins de levage Systèmes de manipulation et de montage Machines-outils Laminoirs Bancs d essai 3

4 SINAMICS S120 Systèmes DC/AC pour applications multiaxes Une offre modulaire de l unité centrale au câblage PROFINET Modules périphériques pour E/S TOR et analogiques (Terminal Modules) Module central de régulation (Control Unit) DRIVE-CLiQ Modules de puissance (Motor Modules) Alimentation (Line Module) 3AC DRIVE-CLiQ Moteur Conception modulaire avec interface système numérique DRIVE-CLiQ Module Booksize Compact de 1,6 à 9,7 kw Configuration modulaire SINAMICS S120 DC/AC Une Control Unit (unité de régulation) intégrant l intelligence pilotant l entraînement (y compris interface avec automates de niveau supérieur ou appareils IHM) Un Line Module (module d alimentation) alimentant le circuit intermédiaire à courant continu à partir du réseau triphasé Un ou plusieurs Motor Modules (modules de puissance) pour la commande des moteurs Des modules périphériques pour codeurs et E/S liées à l entraînement Un câblage simple grâce à DRIVE- CLiQ Communication de toutes les interfaces à l aide de câbles préconnectorisés Identification du composant par étiquette électronique Motor Modules et Line Modules aux formats Booksize et Châssis Une conception modulaire pour plus de flexibilité et d évolutivité Les appareils DC/AC se distinguent par leur conception modulaire. Toute l intelligence est regroupée dans des Control Unit (CU) qui gèrent l ensemble des fonctions de régulation au sein du groupe d entraînement. Elles prennent en outre en charge les autres fonctions d entraînement comme la liaison logique des entrées/sorties liées à l entraînement ou le positionnement et intègrent une interface centrale PROFIBUS DP ou PROFINET pour la liaison avec des systèmes d automatisation de niveau supérieur. Pour les applications de contrôle de mouvement (Motion Control) ou de commande numérique (CNC), il est possible d utiliser des SIMOTION D ou SINU- MERIK comme Control Units spécialisées. Les SIMOTION D sont des Control Units modulaires qui disposent d un système Motion Control intégré en plus des fonctions de régulation de l entraînement. Les SINUMERIK sont quant à elles dédiées à l automatisation des machines-outils. Les Line Modules alimentent le circuit intermédiaire à courant continu central auquel sont raccordés les Motor Modules (parties puissance). Selon le type de Line Module choisi, l énergie peut être réinjectée dans le réseau triphasé, la tension du circuit intermédiaire régulée et les réactions sur le réseau réduites. Le circuit intermédiaire à courant continu central réalise une compensation d énergie entre les Motor Modules fonctionnant en génératrice et en moteur. Seule l énergie manquante ou en excès est prélevée sur le réseau ou réinjectée dans le réseau ou encore dissipée dans des résistances de freinage. Les entrées/sorties liées à l entraînement peuvent être étendues à l aide de modules périphériques (Terminal Modules). L utilisation de systèmes au format Booksize Compact permet un montage particulièrement compact. Les modules double axe offrent en outre la possibilité de réduire la largeur de montage des appareils Booksize Compact et Booksize. 4

5 Modules CU, modules périphériques et DRIVE-CLiQ Des produits intelligents pour un entraînement encore plus performant CU320-2 Control Unit SIMOTION D4x5 Control Unit SINUMERIK NCU 7x0 Control Unit I/O modules (TM54F, TM31) Control Unit (CU) Les Control Units (CU) regroupent l intelligence centrale du système d entraînement S120. Elles contiennent non seulement les fonctionnalités de base comme le système d exploitation, la communication et la régulation, mais aussi les configurations réalisées par l utilisateur. Elles sont disponibles dans les versions suivantes : Control Unit CU320-2 : module de régulation pour plusieurs entraînements SIMOTION D4x5-2 : système Motion Control intégré pour la commande de mouvement coordonnée de plusieurs entraînements SINUMERIK NCU 7x0.3 PN : système CNC pour les applications les plus complexes Modules E/S périphériques Les modules périphériques constituent non seulement les entrées/sorties des modules CU, mais aussi l interface du système d entraînement avec l installation. Ils sont disponibles dans les versions suivantes : Entrées et sorties tout-ou-rien, également à sécurité intégrée Sorties à relais Entrées et sorties analogiques Entrées/sorties rapides, par ex. pour boites à cames Modules pour le raccordement de codeurs moteur ou externes sans interface DRIVE-CLiQ Evaluation de température (sondes KTY ou thermistances PTC) Interface numérique DRIVE-CLiQ : coûts de câblage réduits Les composants du système d entraînement S120 communiquent via l interface numérique DRIVE-CLiQ. Principales caractéristiques : Liaison des Motor Modules, modules périphériques, etc. avec la CU Raccordement des codeurs moteur, le cas échéant avec plaque signalétique électronique, ainsi que des codeurs externes Câblage simple par connectique basée sur le standard RJ45 Avec la standardisation de la connectique, le nombre de références est réduit et le stock du client est minimisé. Les temps et les coûts de la mise en service sont en outre réduits grâce aux câbles préconnectorisés. 5

6 Line Modules SINAMICS L alimentation intelligente Vue d ensemble des Line Modules SINAMICS Basic Line Modules Nos Basic Line Modules sont destinés aux applications n exigeant qu un prélèvement d énergie sur le réseau sans réinjection. L énergie excédentaire est dans ce cas dissipée par un Braking Module (hacheur de freinage) via une résistance de freinage. Avantages Gain de place Rendement élevé Pour applications sans ou avec peu de freinage Smart Line Modules Caractéristiques Basic Line Module Smart Line Module Active Line Module Mode de fonctionnement Fluctuations du réseau Récupération d énergie Non stabilisé Non stabilisé Stabilisé Non compensées Non compensées Compensées Non Oui Oui Taux d harmoniques Elevé Elevé Faible Compensation de puissance réactive Les Smart Line Modules s utilisent lorsque l énergie doit non seulement être prélevée, mais aussi réinjectée dans le réseau. L ajout d un Braking Module (hacheur de freinage) avec résistance de freinage reste possible et permet de freiner les entraînements de manière contrôlée même en cas de panne de réseau. Avantages Gain de place Rendement élevé Pour applications avec freinages fréquents Non Non Oui Active Line Modules Ces modules d alimentation à récupération d énergie autocommutés s exploitent en mode moteur ou en mode génératrice et peuvent s utiliser pour compenser l énergie réactive. Comme pour les Smart Line Modules, il est également possible d utiliser un Braking Module (hacheur de freinage). Avantages Réactions sur le réseau minimes grâce à un courant de forme quasi-sinusoïdale Tension du circuit intermédiaire régulée et très peu sensible aux variations de la tension réseau, convient pour les applications haute dynamique comme les découpes transversales, même avec des réseaux perturbés Pour applications avec freinages fréquents Facteur de puissance cosφ1 = 1 ou réglable Pour tous les types de Line Module, une compensation d énergie entre les différents entraînements est réalisée via le circuit intermédiaire à courant continu. 6

7 Motor Modules SINAMICS Une commande efficace des moteurs Motor Modules Format Booksize Compact Motor Module Format Booksize Motor Module Format Châssis Versions et combinaisons En tant que parties puissance, les Motor Modules commandent les moteurs avec une tension et une fréquence variables. Ils sont disponibles en formats Booksize Compact et Booksize ainsi que Châssis. Les deux versions peuvent être exploitées sur un même circuit intermédiaire. Refroidissement Le mode de refroidissement des moteurs dépend de la puissance et du type. Les Motor Modules au format Booksize sont refroidis selon trois modes : Refroidissement interne par air, où la puissance dissipée est évacuée à l intérieur de l armoire Refroidissement externe par air (technologie des radiateurs passe-cloison), où la plupart de la puissance dissipée est évacuée à l extérieur de l armoire Refroidissement par semelle Coldplate, où la puissance dissipée est évacuée via une surface de montage refroidie Les Motor Modules au format Châssis sont disponibles avec refroidissement par air ou par liquide. Comparé au refroidissement par air, le refroidissement par liquide offre, pour les grandes puissances, le double avantage d un encombrement au sol réduit et d une exploitation silencieuse des variateurs. Son utilisation est donc particulièrement conseillée dans les locaux étroits et mal ventilés (par ex. à bord des navires) ou sur les lieux exigeant de faibles niveaux sonores (par ex. équipements de test). 7

8 SINAMICS S120M servovariateur décentralisé pour applications Motion Control Prêt au raccordement pour des installations de grande envergure SINAMICS S120M décentralisé avec Adapter Module et câble hybride SINAMICS S120M constitue la variante décentralisée du système d entraînement modulaire SINAMICS S120. Cette unité compacte et prête au raccordement se compose des éléments suivants : un servomoteur synchrone avec codeur absolu multitour une partie puissance intégrée (Motor Module) La partie puissance est transférée dans ce cas de l armoire vers le moteur et est directement intégrée dans l axe entraîné. Cette solution est flexible et avantageuse aussi bien pour des machines nouvelles qu existantes. Domaines d utilisation Le système SINAMICS S120M trouve ses principales applications dans l emballage, l imprimerie, l industrie du verre ou l industrie du textile. Le SINAMICS S120M décentralisé est idéal pour : les machines de grande envergure (longueurs de câbles importantes) les dimensions d armoires limitées les concepts de machines modulaires devant être flexibles 8

9 Composants centraux Unités d entraînement décentralisées Câble hybride (600 V DC + tension auxiliaire + DRIVE-CLiQ) Alimentation Control Unit Control Unit Smart Line Module AM 600 Câble de puissance DRIVE-CLiQ Extension (option) passe cloison hybrid (option) Caractéristiques du SINAMICS S120M Jusqu à 12 servovariateurs décentralisés SINAMICS S120M peuvent être raccordés sur un même Adapter module (selon la puissance) Autant d Adapter Modules que nécessaire peuvent être raccordés sur une alimentation dimensionnée en conséquence Entrées/sorties TOR intégrées au variateur pour faciliter l adaptation à l environnement de la machine Avec le Terminal Module (TM54F) ou avec Profisafe, toutes les fonctions Safety Integrated offertes par le système SINAMICS S120 sont disponibles Intégration optimale dans l environnement système SIMOTION et SINU- MERIK En bref Description Le Motor Module est intégré dans le SI- NAMICS S120M Moins de puissance dissipée grâce à la topologie décentralisée Le câble hybride préconnectorisé achemine la puissance et les signaux La taille de l armoire est déjà définie en cas de retrofit Le SINAMICS S120M fait partie intégrante du système SINAMICS S120 Avantages Réduction du volume de l armoire Réduction de la climatisation de l armoire Gain de temps au câblage et réduction des longueurs de câbles Flexibilité accrue en cas de retrofit, pas de rajout d armoire Toutes les fonctions Safety et toutes les interfaces de communication du SI- NAMICS S120 sont disponibles 9

10 SINAMICS S120 variateurs AC-AC pour applications monoaxes Entraînement monomoteur autonome avec Control Unit et Power Module Automate (par ex. SIMATIC) PROFINET SINAMICS S120 AC-AC avec CU310-2 SINAMICS S120 AC-AC avec CU AC 230 V / 3-ph. 400 V AC 1AC 230 V / 3-ph. 400 V AC DRIVE-CLiQ DRIVE-CLiQ Appareils Blocksize de 0,12 à 90 kw Appareil Châssis de 110 à 250 kw Moteur SINAMICS S120 mono-axe Moteur Variateurs AC pour applications monoaxes Un variateur monoaxe SINAMICS S120 AC-AC autonome se compose d une Control Unit (unité centrale) et d un Power Module (bloc puissance) Possibilité d intégrer un Power Module dans une configuration multiaxes DC-AC via un adaptateur CUA Power Modules disponibles aux formats Blocksize et Châssis Domaines d utilisation typiques Les variateurs monoaxes conviennent aux applications de tous les secteurs, notamment aux mécanismes de translation, centrifugeuses, élévateurs, extrudeuses ou encore aux mélangeurs et malaxeurs. Les variateurs SINAMICS S120 AC-AC monoaxes constituent également la solution idéale pour les applications multiaxes dans lesquelles les axes sont très éloignés les uns des autres ainsi que pour les concepts de machines modulaires comme ceux rencontrés de plus en plus fréquemment dans l industrie de l emballage ou du bois. Sur les variateurs monoaxes, l alimentation réseau et la partie puissance du moteur sont regroupées en un seul appareil, le Power Module. Dans les applications monoaxes, la régulation de l entraînement est assurée par une Control Unit (par ex. CU310-2) montée directement sur le Power Module ; dans les applications multiaxes, elle est assurée par une Control Unit (par ex. CU320-2). Cette dernière n est pas montée directement sur le Power Module, mais raccordée via une liaison DRIVE-CLiQ à un adaptateur CUA monté sur le Power Module. Couplés à un automate de niveau supérieur via PROFIBUS DP ou PROFINET, les variateurs SINAMICS S120 AC-AC permettent, par exemple, de réaliser avec une grande fiabilité des tâches de positionnement sur des machines de montage automatique ou des systèmes de manipulation. 10

11 Automate (par ex. SIMATIC) PROFINET DRIVE-CLiQ CU320-2 SINAMICS S120 avec adaptateur CUA Moteur Configuration mixte SINAMICS S120 avec adaptateur DRIVE-CLiQ Control Unit CU310-2 Control Unit SIMOTION D410 Adaptateur CUA31 Adaptateur CUA32 Intelligence de régulation centralisée avec interface API : Control Unit CU310-2 Les variateurs AC-AC sont équipés d une Control Unit CU310-2 pour le raccordement à un automate de niveau supérieur. Celle-ci offre des fonctionnalités allant de la simple régulation de vitesse à des fonctions de positionnement complexes. Elle est disponible en variante CU310-2 DP avec interface PROFIBUS DP ou CU310-2 PN avec interface PROFINET intégrée. La technique FCOM permet de combiner aisément dans la CU les entrées/sorties liées à l entraînement garantissant ainsi une autonomie du variateur par rapport à l automate de niveau supérieur. Sur les variateurs AC-AC, le raccordement d un codeur supplémentaire et des entrées/sorties liées à l entraînement est également possible via DRIVE- CLiQ. Motion Control intégré dans le variateur : Control Unit SIMOTION D410 La Control Unit SIMOTION D410 constitue la solution idéale lorsqu il est nécessaire de réaliser, au-delà des boucles de régulation, des tâches de Motion Control pour un axe et des fonctionnalités d API sous forme compacte. Elle convient aussi bien aux applications monoaxes, comme les bobineuses, les découpeuses transversales ou les dispositifs d avance, qu aux systèmes synchronisés de machines modulaires. Le module machine automatisé avec SIMO- TION D410 reçoit la consigne d un automate de niveau supérieur et synchronise son axe sur cette valeur. La Control Unit est disponible en deux variantes : D410 DP avec interface PROFIBUS DP ou D410 PN avec interface PROFINET intégrée. Les entrées/sorties intégrées permettent de réaliser jusqu à quatre sorties rapides pour cames ou trois entrées pour palpeurs. Adaptateur CUA31/32 pour applications multiaxes avec variateur SINA- MICS S120 AC-AC L adaptateur CUA31 sert à raccorder le variateur à une Control Unit multiaxes (par ex. CU320) via l interface DRIVE- CLiQ. La Control Unit assure alors la régulation du variateur AC-AC. Dans cette configuration, les variateurs SINAMICS S120 AC peuvent également être combinés avec des SINAMICS S120 multiaxes. Cela confère une flexibilité d utilisation maximale aux appareils SI- NAMICS S120. Comparé à la version CUA31, le CUA32 possède une interface codeur HTL/TTL intégrée pour le raccordement d un codeur externe. 11

12 Configuration et mise en service Simplicité d ingénierie et de mise en œuvre Outil SIZER pour variateurs Siemens Outil STARTER Economique et flexible SINAMICS couvre l ensemble des puissances nécessaires avec une philosophie et une ergonomie utilisateur universelles. Résultat : une prise en main rapide et une possibilité d application directe des connaissances à tous les systèmes, par exemple à l aide des outils communs de configuration et de mise en service. Une configuration rapide et optimale avec SIZER Avec SINAMICS, le dimensionnement d un système d entraînement s effectue avec une rapidité et une sécurité sans précédent. L outil de configuration SIZER contient en effet tous les composants nécessaires à la conception d un entraînement et permet à l utilisateur de dimensionner simplement et de manière ciblée son propre système. Doté d une interface utilisateur graphique et d un assistant intégré, SIZER est en outre intuitif et facile à prendre en main. Une mise en service accélérée avec STARTER STARTER est l outil de mise en service 12 standard pour tous les variateurs de la gamme SINAMICS. Il permet au technicien de mise en service de configurer et optimiser des systèmes complexes en un temps record et de façon claire. STARTER se décline en trois variantes : version autonome, version intégrée dans Drive ES pour les applications SIMATIC ou version intégrée dans SCOUT pour les applications SI- MOTION. Rapide et automatique : la plaque signalétique électronique Présente dans tous les composants, la plaque signalétique électronique est un élément central du bus de communication numérique du système SINA- MICS S120 en identifiant automatiquement tous les composants d entraînement via l interface système DRIVE-CLiQ. Lors de la mise en service ou lors d un remplacement de composant, les données n ont plus besoin d être saisies manuellement, ce qui renforce la sécurité. La plaque signalétique électronique des moteurs contient les paramètres du schéma équivalent, les caractéristiques du codeur moteur et intègre d autres infor- mations comme la référence et le numéro de série. Une ingénierie et une mise en œuvre d une extrême simplicité Interconnexion simple de tous les composants de l entraînement avec des câbles DRIVE-CLiQ préconnectorisés Paramétrage automatique de la configuration de l entraînement grâce aux plaques signalétiques électroniques Sélection et dimensionnement rapides et sûrs du système d entraînement avec l outil de configuration SIZER Mise en service conviviale avec l outil de mise en service STARTER

13 Serveur Web SINAMICS Serveur Web intégré pour un diagnostic et une maintenance efficaces, à tout moment et en tout lieu Grâce au serveur Web intégré, le système d entraînement SINAMICS offre une possibilité de diagnostic et de maintenance particulièrement efficace. Cette fonction fait partie intégrante du firmware SINAMICS. Un simple PC doté d un navigateur et d un accès à Internet suffit pour exécuter des fonctions telles que : téléchargement d une configuration mise à jour du microprogramme (firmware) vue d ensemble des états de l entraînement évaluation des alarmes et messages de défaut surveillance et adaptation des paramétrages sauvegarde de la documentation des machines, y compris des notes, des fichiers pdf mise en place d une gestion des utilisateurs pour la protection d accès Grâce au serveur Web, l utilisateur dispose d une multitude de nouvelles possibilités de diagnostic et de maintenance à distance. Domaines d utilisation du serveur Web SINAMICS Le serveur Web intégré est idéal pour les applications où le logiciel de mise en service STARTER et l interdépendance des versions ne sont pas nécessaires. Il autorise également une mise en service en série sans STARTER. Le diagnostic et la maintenance sur site ou à distance s effectuent sans problème après mise en œuvre des mesures de sécurité appropriées (par ex. pare-feu). Un simple navigateur à jour suffit pour accéder à Internet. Un diagnostic et une maintenance efficaces - avantages du serveur Web SINAMICS Réduction des temps d arrêt des machines grâce à un diagnostic et une maintenance efficaces Commutation directe entre plusieurs langues Gratuit car intégré en standard dans le firmware Accessible via tous les réseaux locaux ou interfaces PROFINET Configuration possible de deux niveaux d accès différents, par ex. pour le personnel d exploitation et de maintenance 13

14 Configuration graphique, positionnement et protection du savoir-faire Positionnement, synchronisme et adaptation à de multiples tâches, y compris la protection du savoirfaire Paramétrage graphique avec DCC Drive Control Charts (DCC) : une adaptation optimale aux tâches d entraînement L éditeur convivial Drive Control Charts (DCC) permet de configurer librement dans STARTER des fonctions technologiques pour le système d entraînement SINAMICS S120. L utilisateur accède ainsi à une nouvelle dimension en matière d adaptation du système aux tâches spécifiques de sa machine. Il dispose avec DCC de blocs de régulation arithmétiques et logiques contenus dans une bibliothèque de Drive Control Blocks (DCB). Pour définir les fonctions de commande et de régulation spécifiques, il lui suffit d interconnecter graphiquement par glisser-déposer les blocs multi-instances dans l éditeur DCC. Extension des Drive Control Blocks (DCB) DCB Extension est une extension utilisable comme bibliothèque additionnelle autonome dans l éditeur DCC. Celle-ci comprend de nouveaux blocs de contrôle de mouvement intégrés dans une bibliothèque Motion Control. L utilisation de ces blocs permet de réaliser avec DCC les fonctions de positionnement et fonctions synchrones suivantes dans le système d entraînement SINAMICS S120 : Positionnement Synchronisme 1:1 Réduction Réduction et positionnement Profil de came DCB Extension permet en outre de créer des blocs spécifiques à l utilisateur. Drive Control Charts et Drive Control Block Extension - avantages en bref Les tâches de commande et de régulation liées à l entraînement peuvent être déplacées de l automate vers le variateur. Moindre sollicitation des automates de niveau supérieur Réduction des coûts de réalisation des séquences machines Augmentation des performances de la machine Simplification de la réalisation de concepts de machines modulaires Réalisation de fonctions de positionnement et de fonctions synchrones Programmation graphique conviviale à l aide de l éditeur DCC Interconnexion des blocs multi-instances par simple glisser-déposer Fonctions de test et de diagnostic pour la vérification du comportement du programme et le diagnostic des défauts 14

15 Masque de paramétrage pour EPos Masque de paramétrage avec protection active de savoir-faire EPos : fonctions de positionnement intégrées Les fonctions de positionnement intégrées EPos permettent de se passer d une commande supplémentaire pour réaliser de nombreuses tâches de positionnement. En outre, cette fonctionnalité intégrée est extrêmement flexible : elle convient aussi bien pour le servocontrôle à dynamique élevée que pour les applications plus simples avec moteurs asynchrones à contrôle vectoriel. Lors de la mise en service, jusqu à 64 positions cibles ou courses de déplacement ainsi que les vitesses de déplacement associées peuvent être enregistrées de manière permanente dans le variateur. Le positionnement peut être spécifié de manière absolue ou relative. Il est en outre possible d importer ces paramètres à partir d un automate de niveau supérieur en fonction des besoins. Les positions cibles et les vitesses peuvent même être modifiées à la volée pendant un déplacement. Protection du savoir-faire SINAMICS La gamme des systèmes d entraînement SINAMICS a été dotée d une nouvelle fonction de protection du savoir-faire. Cette fonction unique et efficace permet de protéger vos investissements en ingénierie en toute sécurité. La protection du savoir-faire est directement activée sur le variateur et est protégée par un mot de passe. Lorsque la protection du savoir-faire est activée, tous les réglages de paramètres sont masqués et verrouillés contre les accès de tiers. Tout ce qui est nécessaire à la commande de la machine peut être déclaré par l équipementier (OEM) comme étant libre d accès dans une liste ouverte («Don t hide list»). La protection du savoir-faire protège contre : l accès aux données d ingénierie la copie illicite les manipulations En protégeant vos idées et votre travail d ingénierie, elle protège aussi vos investissements. Lorsque la protection contre la copie est activée, les numéros de série de la carte mémoire (cible) et de la Control Unit sont également intégrés dans la protection. Le paramétrage ne peut donc être utilisé que sur le matériel spécifié. Protection du savoir-faire SINAMICS les avantages en bref Partie intégrante du firmware SINAMICS Combinaison possible avec une protection contre la copie Possibilité de création hors ligne (sans CU) d une carte CF avec protection du savoir-faire en utilisant simplement STARTER Définition possible d une liste d exceptions avec des paramètres librement accessibles, par ex. pour le personnel d exploitation et de maintenance 15

16 Encore plus de sécurité avec SINAMICS S120 Fonctions de sécurité intégrées pour la protection des personnes et des machines Communication sécurisée via PROFIBUS avec profil PROFIsafe Automate de sécurité SIMATIC S7-300F PROFIBUS / PROFIsafe SINAMICS S120 Scanner laser Barrière immatérielle Périphérie décentralisée de sécurité SIMATIC ET 200S avec capteurs Exemple de configuration : SINAMICS S120 Booksize avec fonctions de sécurité intégrées relié à un automate de sécurité SIMATIC S7-300F Fonctions Safety Integrated pour simplifier la réalisation des concepts de sécurité Les fonctions de sécurité intégrées sont destinées aux machines et installations exigeant des fonctions de sécurité flexibles et simplifient la réalisation de concepts personnalisés. Le variateur SINAMICS S120 offre en standard les fonctions Safety Integrated suivantes : Suppression sûre du couple (STO, Safe Torque Off) : empêche le moteur de développer un couple, ce qui évite tout démarrage intempestif de la machine. Arrêt sûr 1 (SS1, Safe Stop 1) : provoque un arrêt rapide sûr du moteur, puis le passage à la condition de suppression sûre du couple par activation de STO. Commande sûre du frein (SBC, Safe Brake Control) : permet de commander de manière sûre un frein de maintien. Les fonctions Safety Integrated suivantes sont disponibles en option 16 ; elles sont activables au moyen d une licence : Safe Stop 2 (SS2): Arrêt sûr 2 (SS2, Safe Stop 2) : provoque un arrêt rapide sûr du moteur, puis surveille son immobilisation après la mise à l arrêt. Arrêt de fonctionnement sûr (SOS, Safe Operating Stop) : réalise une surveillance sûre de l immobilisation sans désactiver la régulation de l entraînement. Limitation sûre de la vitesse (SLS, Safely-Limited Speed) : vérifie que l entraînement ne dépasse pas la vitesse maximale paramétrée. Sens de rotation sûr (SDI, Safe Direction) : garantit que l entraînement ne peut tourner que dans le sens prédéfini. Surveillance de vitesse sûre (SSM, Safe Speed Monitoring) : génère un signal si l entraînement fonctionne en dessous d une limite de vitesse paramétrable. Limitation sûre de la position (SLP, Safely-Limited Position) vérifie que l axe se déplace dans une zone de déplacement définie. Test sûr du frein (SBT, Safe Brake Test) : réalise un test sûr de la fonction de freinage. Position sûre (SP, Safe Position) : transfère les valeurs réelles de position déterminées de manière sûre par le variateur à un automate de sécurité via la communication sécurisée PROFIsafe. Les solutions SINAMICS Safety sont certifiées selon les normes CEI SIL 2 et EN ISO , PL d et Catégorie 3. La commande des fonctions de sécurité s effectue via les bornes d entrée de sécurité situées soit sur la Control Unit, soit sur le Terminal Module TM54F. Une commande via PROFIBUS et PROFINET avec PROFIsafe est également possible si le variateur est intégré dans une solution globale d automatisation.

17 Une communication PROFINET résolument tournée vers l avenir PROFINET : pour des performances accrues et une communication IT ouverte SINAMICS S120 est également disponible avec une interface PROFINET. Ce bus basé sur Ethernet autorise un échange rapide de données de régulation et permet l utilisation du SINAMICS S120 dans des applications multiaxes hautes performances. PROFINET peut simultanément transmettre des données de service et de diagnostic à des systèmes de niveau supérieur via des mécanismes IT standard (TCP/IP). Cela simplifie l intégration du système dans l environnement IT de l usine. PROFIBUS : un bus de terrain universel SINAMICS S120 est compatible en standard avec PROFIBUS DP, le bus de terrain standard du concept Totally Integrated Automation (TIA). Il garantit une communication performante et cohérente entre tous les composants de la solution d automatisation : IHM (commande opérateur et visualisation), automate, entraînements et périphérie. PROFIdrive : interface d entraînement pour PROFINET L interface fonctionnelle entre l automate et les variateurs sur PROFINET et PROFIBUS est définie par le profil d entraînement PROFIdrive de PROFIBUS International (PI). PROFIdrive est spécifié par l organisation des utilisateurs PI et prescrit par la norme IEC comme un standard évolutif. Les utilisateurs PROFINET qui exploitent déjà des variateurs sur PROFIBUS sont les premiers à en profiter, car la migration de PROFIBUS à PROFINET ne requiert aucune modification du programme utilisateur. PROFIdrive définit le comportement des appareils et leur mode d accès aux données internes pour les entraînements électriques connectés à PROFIBUS et PROFINET, du simple variateur aux servorégulateurs hautes performances. 17

18 Totally Integrated Automation La référence en matière de productivité 607 Système d automatisation SIMATIC Système Motion Control SIMOTION SINAMICS S120 Système CNC SINUMERIK SINAMICS S150 SINAMICS GM150, SINAMICS SM150, SINAMICS GL150 Communication via PROFIBUS et PROFINET SINAMICS S120 Cabinet Modules Siemens AG, Industry Sector, A&D GC7, Birgit Leutner, Moteurs SIMOTICS Moteurs asynchrones Moteurs synchrones SINAMICS S120 fait partie intégrante du concept Totally Integrated Automation de Siemens Totally Integrated Automation avec SINAMICS S120 TIA : des solutions d automatisation sectorielles complètes PROFIBUS et PROFINET font partie du concept TIA Contrôle de mouvement (Motion Control) avec SIMOTION Commande numérique avec SINU- MERIK La base des solutions d automatisation personnalisées Avec le concept Totally Integrated Automation (TIA), Siemens est le seul fournisseur à proposer une gamme complète et cohérente de produits et systèmes d automatisation pour tous les secteurs industriels. Totally Integrated Automation permet de réaliser des solutions efficaces et parfaitement adaptées aux besoins spécifiques des clients. La réduction des coûts de cycle de vie des installations et le net raccourcissement des délais de mise sur le marché qu il autorise renforcent considérablement la productivité et la pérennité des investissements. Zéro problème : Totally Integrated Automation avec SINAMICS S120 Les produits SINAMICS s intègrent au concept TIA au même titre que les gammes SIMATIC, SIMOTION et SINU- MERIK. L outil de mise en service STAR- TER fait également partie intégrante de la plateforme TIA. Tous les composants de la solution d automatisation peuvent ainsi être paramétrés, programmés et mis en service à l aide d une plateforme d ingénierie unique, ce qui garantit la cohérence des données et la simplicité d archivage du projet complet. 18

19 Integrated Drive Systems pour plus d efficacité, de fiabilité et de productivité La triple intégration crée de la valeur ajoutée Intégration horizontale Intégration verticale Intégration cycle de vie Vous pouvez augmenter la disponibilité de votre application ou installation jusqu à 98% * Grâce au TIA Portal, Grâce à Integrated vous pouvez réduire Drive Systems, vous vos temps d ingénierie pouvez diminuer vos 90% jusqu à coûts de maintenance 15% *par ex. pour les tâches de convoyage jusqu à Intégration horizontale Un portefeuille d entraînements intégré : tous les variateurs, moteurs, accouplements et réducteurs sont proposés par un seul et même fournisseur. Une intégration et une interopérabilité parfaites. Pour toutes les classes de puissance. En tant que solution standard ou solution entièrement personnalisée. Intégration verticale Intégré dans la technologie d automatisation : du niveau terrain au système de gestion intégrée MES (Manufacturing Execution System), en passant par le niveau automate grâce à Totally Integrated Automation. Pour toutes les applications. Intégration du cycle de vie Logiciel et services intégrés sur l ensemble du cycle de vie : outils logiciels complets et services professionnels sur tout le cycle de vie, de la planification et l ingénierie à la maintenance, en passant par l application. Pour des performances accrues et une sécurité maximale de vos investissements. Vos avantages Une gamme de produits unique proposée par un seul fournisseur Compatibilité garantie de tous les composants de la chaîne cinématique Performances fiables du système Vos avantages Chaîne cinématique en tant que partie intégrante de Totally Integrated Automation (TIA) Surveillance et commande intelligentes Interaction parfaite des composants d automatisation avec l automate, les capteurs, les interfaces utilisateur et la communication Vos avantages De l accouplement à la Control Unit, la configuration logicielle optimise l efficacité Des outils d ingénierie de la conception à la mise en service pour réduire les temps de mise sur le marché Une productivité mise en évidence par simulation dès les premiers stades du développement Excellence du savoir-faire produit, cycle de vie et sectoriel 19

20 Une gamme complète de moteurs SIMOTICS pour SINAMICS S120 Une solution optimale pour chaque tâche d entraînement Une solution d entraînement universelle Grâce à sa grande diversité de fonctions et de variantes, le SINAMICS S120 constitue une solution d entraînement universelle pour la construction mécanique. Un large éventail de moteurs et des systèmes de commande adaptés sur mesure aux différentes applications permettent de réaliser des solutions entièrement intégrées qui se distinguent par leur simplicité de conception, de mise en service et d exploitation. Les moteurs sont raccordés aux parties puissance à l aide de câbles d énergie et de données Motion Connect préconnectorisés. Les plaques signalétiques électroniques des moteurs garantissent un autoparamétrage sûr des variateurs. En service, les valeurs des systèmes de mesure de position sont transmises efficacement au contrôleur via l interface DRIVE- CLiQ. La liaison au système d automatisation s effectue via les bus de terrain PROFINET, PROFIBUS DP ou CANopen. Exploitation de moteurs synchrones et asynchrones Le SINAMICS S120 peut être utilisé aussi bien avec des moteurs synchrones qu asynchrones. Outre sa gamme de moteurs basse tension SIMOTICS, Siemens propose également un vaste choix de moteurs spécialement destinés aux applications de Motion Control : moteurs basse tension SIMOTICS sous forme de moteurs normalisés, de moteurs trans-standard ou en version moteur antidéflagrant pour pratiquement tous les secteurs industriels motoréducteurs SIMOGEAR servomoteurs SIMOTICS S, équipés au choix de différents types de réducteurs, pour applications de positionnement à dynamique élevée, axes cadencés et entraînements d avance moteurs principaux SIMOTICS M pour axes rotatifs dynamiques de haute précision, par ex. dans les applications d enroulement et de synchronisation d axes, ainsi que pour les broches principales dans les machines-outils moteurs linéaires SIMOTICS L pour axes de positionnement et d avance à dynamique élevée moteurs-couple SIMOTICS T pour le montage direct sur la partie de machine à entraîner exigeant une dynamique très élevée 20

21 Construction mécanique et ensembles industriels avec SINAMICS S120 Gamme modulaire tournée vers l avenir SINAMICS S120 dans la construction mécanique SINAMICS S120 et SIMOTION : les machines d aujourd hui doivent maîtriser des tâches de Motion Control toujours plus complexes et plus contraignantes en matière de précision et de rapidité. Le système de Motion Control SIMOTION et le système d entraînement hautes performances SINAMICS S120 forment une parfaite combinaison. SINAMICS S120 et SINUMERIK : SINUMERIK solution line et SINAMICS S120 constituent la plateforme système idéale pour la construction de machines-outils. Grâce à sa modularité matérielle et logicielle, SINUMERIK solution line offre des possibilités d utilisation pratiquement illimitées. Avantages Solution pour tâches de positionnement et fonctions de régulation simples à proximité de l entraînement avec fonctions EPos et DCC intégrées Solution pour applications de Motion Control avec SI- MOTION ou SIMATIC T-CPU Solution pour machines-outils avec SINUMERIK solution line SINAMICS S120 dans le domaine des ensembles industriels Le concept SINAMICS S120 permet une intégration mécanique et électrique simple et rapide dans l installation et réduit le travail de configuration et les risques d erreurs. Grâce à une offre étendue d options, le système d entraînement peut être adapté de manière flexible aux exigences spécifiques de l installation. Avantages Plusieurs formats pouvant être mixés pour une plus grande flexibilité Puissance modulable Cabinet Modules prêts au raccordement Versions Châssis pour intégration en armoire Réduction des coûts de formation, de configuration et de mise en service Simplicité de remplacement des composants, de gestion des pièces de rechange et de la logistique Faibles coûts de cycle de vie grâce aux économies d énergie et à la maintenance réduite Pérennité maximale des investissements 21

22 SINAMICS S120 Caractéristiques techniques Des composants pour chaque application : modules et options d extension Composants et avantages en bref : Les unités centrales (Control Units) sont des modules de régulation qui gèrent les fonctions d entraînement et les fonctions technologiques des différents axes et constituent le lien principal avec les automates de niveau supérieur Les modules de puissance (Motor Modules) fonctionnent en onduleurs et alimentent les moteurs raccordés Les modules d alimentation (Line Modules) assurent l alimentation en énergie centrale via le circuit intermédiaire ainsi que la récupération d énergie et compensent les fluctuations du réseau Les blocs puissance (Power Modules) pour variateurs AC combinent les parties alimentation et puissance en une unité compacte prête à l emploi Les options électroniques étendent les fonctionnalités et couvrent différentes interfaces pour les systèmes de mesure de position Des composants sont disponibles en option pour stabiliser la tension du circuit intermédiaire Des composants de puissance côté réseau tels que fusibles, contacteurs, inductances et filtres complètent le système Dynamique et précis : technologie 32 bits Rapide : temps de montée courts Universel : pour moteurs synchrones et asynchrones Robuste : grande capacité de surcharge Sûr: Safety Integrated Flexible et simple : technologie binecteur-connecteur (FCOM) pour l interconnexion de fonctions Plug & Play : possible grâce à DRIVE-CLiQ Personnalisé : Drive Control Chart Fonctions de sécurité intégrées de SINAMICS S120 STO Safe Torque Off (suppression sûre du couple) SBC Safe Brake Control (commande sûre de freinage) SS1 Safe Stop 1 (arrêt sûr 1) SOS Safe Operating Stop (arrêt de fonctionnement sûr) SS2 Safe Stop 2 (arrêt sûr 2) SLS Safely-Limited Speed (limitation sûre de la vitesse) SSM Safe Speed Monitor (surveillance de vitesse sûre) SDI Safe Direction (sens de rotation sûr) SLP SP SBT Safely-Limited Position (limitation sûre de la position) Safe Position (position sûre) Safe Brake Test (test du frein sûr) Type d entraînement Degré de protection Tension réseau U réseau/plages de puissance 1 AC V 3 AC V 3 AC V Alimentation Récupération d énergie Fréquence réseau Tension de sortie Fréquence de sortie Commande U/f Contrôle vectoriel Servocontrôle Procédé de régulation Commande U/f Contrôle vectoriel avec/sans codeur Servocontrôle avec/sans codeur Moteurs Moteurs asynchrones Servomoteurs Moteurs principaux Moteurs linéaires Moteurs-couple Dynamique de régulation Contrôle vectoriel Temps de montée en régulation de vitesse Temps de montée en régulation de couple Servocontrôle Temps de montée en régulation de vitesse Temps de montée en régulation de couple Fonctions technologiques Fonctions de sécurité Interfaces Outils Applications types Catalogues 22

23 S120 Système d entraînement modulaire pour applications monoaxes/multiaxes exigeantes Blocksize Chassis Booksize Compact Booksize Chassis Cabinet Modules Appareil AC/AC modulaire Appareil AC/AC modulaire Système DC/AC modulaire Système DC/AC modulaire Système DC/AC modulaire Système DC/AC modulaire IP20 IP20 IP20 IP20 IP00 / IP20 IP20 (IP21 / IP23 / IP54) kw kw kw kw kw kw / 3000 kw kw / 3000 kw kw / 5700 kw 2, kw / 4500 kw 2 Non stabilisée Non stabilisée Non stabilisée En option non stabilisée ou stabilisée Non Non Oui Oui, avec alimentation stabilisée Hz Hz Hz Hz Hz Hz 0... U line 0... U line 0... U line 0... U line 0... U line 0... U line Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz 1 Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms 1 Reprise à la volée, redémarrage automatique, maintien cinétique, positionneur simple, technique FCOM, blocs librement programmables (Drive Control Chart), régulateur technologique, Motion Control (en liaison avec SIMOTION), commande numérique avec SINUMERIK solution line STO, SBC, SS1, SOS, SS2, SLS, SDI, SLP, SSM, SP, SBT Numérique, analogique, série (RS 232/RS 485), PROFIBUS DP, PROFINET, CANopen (en liaison avec CU320-2) Entraînements individuels performants SIZER pour la configuration, STARTER pour la mise en service Entraînements multimoteurs performants Contrôle de mouvement continu/motion Control/Tâches de positionnement dans les machines de production, par ex. machines d emballage, machines textiles, machines d imprimerie, machines à papier, presses à injecter, installations et chaînes de fabrication, presses, applications de transformation, applications de commande numérique pour machines-outils PM21, D31 PM21 PM21 PM21 PM21 D Blocksize et Booksize : pour une fréquence d impulsion de 4 khz. Châssis, Cabinet Modules : pour une fréquence d impulsion de 2 khz 2 Avec 4 Motor Modules refroidit à eau connectés en parallèle 23

24 Pour en savoir plus siemens.com/ids Découvrez en détail comment Integrated Drive Systems peut accroître votre compétitivité et améliorer vos délais de rentabilité Pour plus d infos sur Integrated Drive Systems, rendez-vous sur notre site Web mobile. Suivez-nous sur : Siemens AG Industry Sector Motion Control Systems P.O. Box ERLANGEN ALLEMAGNE Sous réserve de modifications N de réf. : E20001-A30-P670-V Dispo 3000 WÜ/50336 V6.MKSINA.WES WS Imprimé en France Siemens AG 2014 Les informations de cette brochure contiennent des descriptions générales et des caractéristiques qui ne sont pas toujours applicables dans la forme décrite aux cas d utilisation concrets ou qui sont susceptibles d être modifiées du fait du développement constant de nos produits. Les caractéristiques souhaitées de performance ne nous engagent que si elles ont été expressément convenues à la conclusion du contrat. Toutes les désignations de produits peuvent être des marques de fabrique ou des noms de produits de Siemens AG ou de sous-traitants dont l utilisation par des tiers à leurs propres fins peut enfreindre les droits de leurs propriétaires respectifs.