Siemens G120 vs S120: Kluczowe różnice i jak wybrać

Siemens G120 vs. S120: Kluczowe różnice i sposób wyboru

1Wprowadzenie

Zarówno Siemens SINAMICS G120 jak i SINAMICS S120 są wyposażone w sterownik procesu PID, jednak oba napędy różnią się znacząco pod względem konstrukcji funkcjonalnej, zakresu zastosowania,i charakterystyki działaniaWybór niewłaściwej platformy może skutkować nadmierną inżynierią lub niską wydajnością, co ma realne konsekwencje kosztowe.

Ten artykuł porównuje G120 i S120 w czterech podstawowych wymiarach: podstawowe funkcje i architektura, konfiguracja parametrów, scenariusze zastosowań i optymalizacja wydajności.Czy jesteś inżynierem OEM, integratora systemów lub specjalisty ds. zamówień, ten przewodnik pomoże Ci zidentyfikować odpowiedni napęd Siemens dla Twojego projektu.

2. Przegląd produktu

2.1 Siemens SINAMICS G120

SINAMICS G120 to modułowy, ogólnofunkcyjny napęd AC do standardowych zastosowań przemysłowych.Łączy jednostkę sterującą (CU) z modułem zasilania (PM), który może być niezależnie wybierany w oparciu o wymagania dotyczące mocy i obudowy.

• Zakres mocy: 0,37 kW 250 kW (3AC 380V standardowy)
• Tryby sterowania: V/f, wektor pętli otwartej, wektor pętli zamkniętej
• Wbudowany sterownik PID dla poziomu, temperatury, ciśnienia i prędkości
• Komunikacja: PROFIBUS, PROFINET, USS, Modbus RTU
• Bezpieczeństwo: STO (Safe Torque Off) standardowo
• Obudowa: standardowa IP20; IP55 za pomocą montażu przepuszczalnego

Domyślnie wyjście G120 jest związane z punktem ustawienia prędkości (P1070).Odpowiedź analogiczna zwykle przekracza 10 sekund, co czyni G120 najbardziej odpowiednim do stabilnej kontroli w stanie stacjonarnym, a nie do szybkich aplikacji przejściowych.

2.2 Siemens SINAMICS S120

SINAMICS S120 to wydajny, modułowy układ napędowy zaprojektowany do wymagających zastosowań w zakresie sterowania ruchem i procesów.Jego wspólna architektura busów prądu stałego umożliwia wielu modułom silnika dzielenie się jednym modułem linii, umożliwiając wymianę energii między osiami.

• Zakres mocy: 0,12 kW ̇ kilka MW
• Tryby sterowania: wektorowe, serwo, V/f
• Zaawansowany PID z automatycznym dostrojem, podwójnymi skalowalnymi punktami ustawianymi i blokami funkcji f ((x)
• Odpowiedź kodera wymagana w trybie serwo; elastyczny kanał pochodny dla złożonego PID
• Bezpieczeństwo: STO, SS1, SLS, SDI, SOS, SSM do SIL 2 / PLe (kategoria 4)
• Komunikacja: PROFIBUS, PROFINET, EtherNet/IP, DRIVE-CLiQ

Kanał pochodny S120 może być swobodnie podłączany do kontroli odchylenia lub rzeczywistych wartości pomiarowych.

3. Porównanie specyfikacji

4Wyjaśnione kluczowe różnice

4.1 Architektura podstawowa i zdolność PID

G120 obsługuje proste sterowanie PID zamkniętym pętlem dla poziomu płynu, temperatury i ciśnienia idealny dla wentylatorów, pomp i podobnych obciążeń, w których wymagania dotyczące dynamicznej reakcji są skromne.PID z pojedynczą pętlą jest prosty w konfiguracji i dobrze sprawdzony w zastosowaniach użyteczności publicznej i HVAC.

S120 zapewnia znacznie bogatsze środowisko sterowania: poziom płynu, temperatura, pozycja pływającego rolka, napięcie i wielowymiarowe sterowanie skoordynowane są obsługiwane w sposób natywny.Posiada również podwójne skalowalne ustawienia, elastyczny elektryczny pozycjonator i generator rampowy.

4.2 Odpowiedź dynamiczna

Odpowiedź analogowa G120 zazwyczaj przekracza 10 sekund dobrze nadaje się do sterowania w stanie stacjonarnym, ale ogranicza się w przypadku szybkich aplikacji przejściowych.S120 zapewnia czas cyklu sterowania prądem tak krótki jak 62.5 μs, niezbędne do zastosowań CNC, robotyki, druku i uzwojenia.

4.3 Funkcje bezpieczeństwa

Oba napędy obsługują STO (Safe Torque Off). S120 dodatkowo zapewnia bibliotekę bezpieczeństwa certyfikowaną zgodnie z normami IEC 62061 (SIL 2) i ISO 13849 (PLe / Cat 4):

• SS1 ️ bezpieczny przystanek 1
• SLS  Bezpiecznie ograniczona prędkość
• SDI
• S.O.S. Bezpieczne zatrzymanie działania
• SSM  Bezpieczny monitor prędkości

4.4 Integracja systemu i skalowalność

G120 integruje się za pośrednictwem PROFIBUS lub PROFINET, przy czym każda jednostka jest konfigurowana niezależnie.System S120 zintegrowany jest głęboko z TIA Portal i SINUMERIK za pośrednictwem DRIVE-CLiQ, umożliwiając automatyczną identyfikację parametrów i scentralizowaną diagnozęW przypadku 6-osiowej linii opakowaniowej integracja DRIVE-CLiQ skróciła czas uruchomienia o około 40%.

5. Konfiguracja parametrów PID

5.1 G120 Ustawienie PID

Włączyć PID poprzez ustawienie P2200 = 1. Źródło punktu ustawienia: P2253 = r2050.1 (PROFINET) lub r755.0 (AI0).0W przypadku regulacji ciśnienia w prętach ustawić P595 = 3 i P596 = 10 (100% = 10 barów).

5.2 S120 Ustawienie PID

S120 PID wymaga regulacji parametrów P, I i D w zależności od charakterystyki dynamicznej kontrolowanego obiektu.Funkcja automatycznej regulacji S120 automatycznie identyfikuje parametry modelu silnika i optymalizuje ustawienia PI, znacząco zmniejszając wysiłek wprowadzania do eksploatacji.

6Typowe przykłady zastosowań

6.1 G120 Scenariusze zastosowań

Zmiana biegów wentylatora w pętli zamkniętej:G120 łączy się z anemometrem dla stałej prędkości wiatru.

Woda pod stałym ciśnieniem:Czujnik ciśnienia + pompa + wbudowany PID utrzymują stabilne ciśnienie wody dla umiarkowanych wymagań dynamicznych.

System regulacji temperatury stałej:Czujniki temperatury z pętlą PID umożliwiają precyzyjną regulację systemów ogrzewania lub chłodzenia.

Przykład przypadkowy:G120 z PROFINETem sterował 12 silnikami pompowymi za pośrednictwem SCADA.

6.2 S120 Scenariusze zastosowań

System sterowania pozycją ruchu pływającego:S120 szybko reaguje na zakłócenia zewnętrzne w celu stabilnego i niezawodnego umieszczania w ciągłych liniach procesowych.

Regulacja napięcia:Precyzyjna regulacja momentu obrotowego silnika pozwala na precyzyjną kontrolę zmian napięcia podczas nawijania i drukowania.

Wielozmiennego sterowania skoordynowanym:Jednoczesna regulacja poziomu płynu i przepływu, z podwójnymi skalowalnymi punktami ustawionymi dla złożonych wymagań kontrolnych.

Przykład przypadkowy High speed packaging line:System S120 z 6 synchronizowanymi ośmi zastąpił serwohydrauliczne, zwiększył przepustowość o 30%, zmniejszył zużycie energii o 15% i wyeliminował koszty konserwacji hydraulicznej.

7Jak wybrać: Przewodnik do podejmowania decyzji

Wybierz G120 jeśli:

• Twoim ładunkiem jest pompa, wentylator, przenośnik, sprężarka, mikser lub wirówka
• Dokładność prędkości w warunkach V/f lub wektora pętli otwartej (≥ ± 0,5%) jest dopuszczalna
• Potrzebujesz ekonomicznego samodzielnego napędu z prostym okablowaniem PID
• Wymagana jest kompaktowa instalacja IP55
• Budżet jest głównym ograniczeniem projektu

Wybierz S120 jeśli:

• Twoja maszyna wymaga precyzji serwo lub szybkiej reakcji momentu obrotowego (< 10 ms)
• Musisz zsynchronizować 2 lub więcej osi silnikowych
• Zastosowanie obejmuje CNC, robotykę, drukowanie, uzwojenie lub sterowanie napięciem
• Zaawansowane bezpieczeństwo funkcjonalne (SS1, SLS, SDI ¢ SIL 2) musi być certyfikowane
• Odzysk energii między osiami ma znaczenie dla kosztów eksploatacji

8. Optymalizacja wydajności

G120:Funkcja adaptacyjna (programowanie V4.7.13+) automatycznie dostosowuje stałe czasu PID. Tryb precyzyjnego dostrojenia (P2251 = 1) umożliwia precyzyjne sterowanie w pobliżu punktu ustawienia.Funkcja f ((x) obsługuje cechy nieliniowe, takie jak krzywe ostrza śmigłowe bez urządzeń zewnętrznych.

S120:Automatyczna identyfikacja eliminuje ręczne iteracje dostosowania PI.Strategie wielo-strefowe i kaskadowe dotyczą dynamiki procesów wykraczających poza możliwości jednookresowe.

9Koszt i całkowity koszt posiadania

G120 dla silnika o mocy 15 kW zazwyczaj kosztuje 30~50% równoważnego systemu S120.

• Pomieszczenie paneli i okablowanie:S120 wspólny autobus prądu stałego zmniejsza okablowanie w systemach wieloosiowych
• Oszczędności energii:Moduły regeneracyjne S120 mogą obniżyć koszty energii o 10~25% w częstych zastosowaniach hamowania
• Utrzymanie:Obie platformy obsługują diagnostykę predykcyjną za pośrednictwem PROFINET
• Czas inżynierii:S120 z TIA Portal i DRIVE-CLiQ może skrócić czas uruchamiania o nawet 40% w złożonych projektach

W przypadku zastosowań z jednym silnikiem, G120 prawie zawsze wygrywa w TCO. W przypadku systemów o 3+ ośach, S120 często staje się konkurencyjny pod względem kosztów, gdy uwzględni się odzysk energii i zmniejszoną pracę przewodową.

10. Wspólne odniesienia do modeli

Uwaga: Zawsze sprawdzaj numer artykułu za pomocą konfiguracji Siemens SIZER lub skontaktuj się z autoryzowanym dystrybutorem, ponieważ opcje wpływają na kod zamówienia.

Wniosek

Zarówno Siemens SINAMICS G120 jak i S120 są wyjątkowymi produktami w swoich dziedzinach:

• G120= odpowiednie narzędzie do standardowych zastosowań napędowych w przemyśle (pompy, wentylatory, przenośniki, sprężarki)
• S120= odpowiednie narzędzie do sterowania ruchem, precyzyjnego wieloosiowego sterowania i zaawansowanego sterowania procesami

Jeśli nie masz pewności, która platforma pasuje do Twojej aplikacji, skontaktuj się z naszym zespołem inżynierów z specyfikacjami silnika, typem obciążenia i wymaganiami sterowania.Dostarczamy oryginalne napędy Siemens SINAMICS G120 i S120 z pełną dokumentacją, gwarancji i wsparcia technicznego.