Большая часть функциональности приводов SINAMICS реализована в программном обеспечении. Это "встроенное" программное обеспечение предоставляет возможности продукта и, следовательно, является важным компонентом общего продукта. Встроенное программное обеспечение также известно как firmware, так как оно непрерывно связано с конкретным оборудованием.

В случае приводов SINAMICS, firmware подразделяется на операционную систему (ОС) с драйверами для аппаратных средств и функции преобразователя, которые также называют функции рабочих циклов (runtime functions).

Введение

Доступные функции встроенного программного обеспечения настолько обширны, что общая функциональная область была разделена на группы, соответствующие основным областям их применения.

8 основных групп:

• Функции передовых технологий (Advanced Technology Functions)
• Функции стандартных технологий (Standard Technology Functions)
• Функции эффективного использования энергии (Energy Efficiency Functions)
• Функции связи (Communication Functions)
• Функции встроенной безопасности (Safety Integrated Functions)
• Функции основного привода (Basic Drive Functions)
• Инженерные функции (Engineering Functions)
• Специальное применение и отраслевые функции (Special Application & Branch Functions)

Функциональность, включая технологию и конфигурацию

Функции передовых технологий

Функции передовых технологий четко различаются для линейки продуктов SINAMICS G120 с блоками управления CU2xx?2  и для SINAMICS S120 с блоками управления CU3x0?2.

• SINAMICS DCC (Drive Control Chart)
• SINAMICS DCB Extension (Drive Block Extension) (NEW)
• SINAMICS OA (Open Application)

Функции передовых технологий характеризуются максимальной гибкостью и производительностью, в результате за это же время можно получить более индивидуальные и эффективные решения.

Уровни и пределы имеющихся технологий в приводе

Функции стандартных технологий

Функции стандартных технологий не ограничиваются конкретным продуктом SINAMICS, они доступны в полном объеме или частично в SINAMICS S120, а также в SINAMICS G120.

• Технология BiCo
• Блоки свободной функции (FFB)
• Базовый позиционер (EPos)
• Управление технологией (PID)

Функции стандартных технологий

Функции стандартных технологий существенно расширили спектр применения приводов SINAMICS drives, потому что функции взаимодействуют не постоянно и неизменно, а они прерываются в определенных точках и могут быть связаны по-разному. Технология EPos делает это возможным.

Блоки свободной функции (FFBs) дают возможность провести дополнительную, свободно интерпретируемую адаптацию потока бинарного и аналогового сигнала, идущего к приложению на машине. Тем не менее, FFBs ограничены с точки зрения абсолютного количества и вычислительных интервалов (тактовых моментов), которые могут быть выбраны. Эти блоки не приспособлены большого количества примеров.

При использовании EPos задачи комплексного позиционирования в SINAMICS автономны (т.е. не нужен высокий уровень контроля). Кроме того, эта функциональность достаточно гибкая. Она может использоваться для высокодинамичного сервоуправления, а также для простых приложений с векторным управлением асинхронных двигателей. До 64 мест нахождения цели, а также соответствующие скорости перемещения могут постоянно храниться в приводе при вводе в эксплуатацию. Позиционирование может быть абсолютным или относительным.
Также возможно передавать эти параметры в соответствии с требованиями от контроллера более высокого уровня. Это означает, что место нахождения цели и скорости могут быть изменены «на лету» во время позиционирования.

Контролер технологии позволяет управлять всеми видами простого процесса. Он может быть использован для линейного давления, уровня заполнения, температуры, регулирования потоком и натяжением или выравниванием нагрузки.

Функции эффективного использования энергии

(см. ключевые моменты эффективного использования энергии)

Функции связи

(см. ключевые моменты связи)

Функции встроенной безопасности

(см. ключевые моменты встроенной безопасности)

Функции основного привода

Основные группы, особенно "Функции основного привода", делятся на следующие подгруппы:

• Управление (Control)
• Доступность (Availability)
• Заданные значения и команды (Setpoints and commands)
• Ограничители, таймеры и функции контроля (Limiters, timers and monitoring functions)
• Диагностика (Diagnostics)
• Защита (Protection)

Функции основного привода – функция управления

Управление

Методы управления являются основой всего встроенного программного обеспечения преобразователя. Они отвечают за оптимальное движение двигателя и подключенных станков. Чем лучше функции управления, тем быстрее и более гладко работает станок, в связи с этим значительно повышается качество выпускаемой продукции.

Различают следующие методы:

• Управление напряжением/частотой (управление без обратной связи)
• Управление вектором (управление с обратной связью)
• Сервоуправление (управление с обратной связью)

Далее приведена классификация контрольных переменных:

• Текущий контроль
• Контроль скорости
• Регулирование вращающегося момента
• Управление положением
• Управление технологическим процессом (давление, скорость подачи, температура, уровень заполнения и т.п.)

Доступность

Под доступностью понимается частота, а именно, как часто или редко одно устройство тормозит весь производственный процесс из-за проблемы. Поэтому важно с точки зрения доступности, чтобы привод приводился в неисправное состояние, только если важно для самозащиты. Кроме того, необходимо, чтобы причина проблемы была определена и устранена как можно быстрее.

Особенности и меры по повышению доступности:

• Параллельное соединение, например, поддерживать аварийный режим работы (возможно также на низких скоростях), если не исправен блок питания
• Автоматическая перезагрузка
• Автоподхват
• Регулирование V_dc с кинетической буферизацией
• Резервирование (оборудования, связи и т.д.)

Заданные значения и команды

Канал заданных значений является связующим звеном между источником установки и управлением двигателя. Преобразователь имеет опцию, которая позволяет одновременный ввод двух установок. Генерация и последующая модификация общей установки (влияющая на направление, пропускную частоту, разгон/торможение) состоится в канале заданного значения.

Различные источники команды обычно обусловлены требованиями для работы привода из разных мест (локального/удаленного места), в различных ситуациях (стандартном/аварийном режиме) и/или чем-то иным. Технология BiCo позволяет SINAMICS настроить и объединить источники команд и источники заданных значений полностью индивидуально.

Следующее можно использовать для переключения:

• Переключение набора данных
• Переключение элементов между блоками свободной функции (FFB)
• Фиксированные значения

Ограничители и функции контроля

Ограничители или ограничения используются для ограничения ввода и/или вывода переменных в зависимости от подсоединенного станка, а это значит, что не все переменные позиционирования используются на всем диапазоне, но ограничиваются рационально для повышения безопасности и качества производственного процесса.

Таймеры/счетчики используются для получения информации или справки о ходе процесса.

• Запись информации приложений для производителей
• Запись рабочего времени для пользователей
• Настраиваемый таймер для контроля определенных интервалов
• Настраиваемые таймеры для запуска деятельности в определенные промежутки времени (например, работа по техническому обслуживанию)

Контроль используется для раннего обнаружения условий, которые могут быть вредоносными или даже опасными для подключенного станка, чтобы во время их устранить. Если соответствующая контрмера не производится, то защитная реакция преобразователя, в конечном счете, приведет к аварийному отключению.

Диагностика

Подгруппа диагностики включает в себя все те функции, которые помогают определить возможные причины проблем.
В случае возникновения проблем в процессе, или в рабочей машине, требуется дальнейшая обработка измеряемых параметров в преобразователе. С этой целью различные сигналы должны быть соотнесены по времени, а затем исследованы.

К ним относятся:

• Ошибка и буфер аварийных сигналов
• Диагностический буфер
• Список недостающих сигналов, которые прерывают работу
• Отслеживание для временного задания профилей сигналов
• Моделирование ввода-вывода
• Проверка переданного содержания
• Состояние терминала

Защита

Все функции защиты нейтрализуют все возможные повреждения преобразователя и/или двигателя. Вот почему пороги выключения не могут параметрироваться, но они настраиваются на заводе и устанавливаются на постоянной основе, чтобы соответствовать встроенным компонентам. Пороговые значения для аварийного сигнала могут быть настроены как непостоянный параметр для порога выключения некоторых контролируемых процессов. Таким образом, профилактическая мера, которая реагирует на изменения процесса, по-прежнему может подавать сигнал при наступлении тревоги.

Защита интеллектуальной собственности клиента от несанкционированного доступа и копирования является также важной, как и функции защиты аппаратных средств и защиты параметризации.

• Защита от записи (NEW)
• Защита ноу-хау (NEW)
• Защита от копирования (NEW)

Общие инженерные функции

Все функции преобразователя реализованы для того, чтобы обеспечить общий инженерный подход к их обработке независимо от того, какой тип привода выбран, то есть, если функция используется в приводе X, то он может быть сконфигурирован интуитивно и эксплуатироваться таким же образом в приводе Y. Получаемые данные, следовательно, могут быть легко и эффективно использоваться повторно. Конфигурация и средства ввода в эксплуатацию в особенности, такие как SIZER, STARTER и Startdrive, отражают этот подход.

Для получения дополнительной информации, см. в разделе "Инжененые инструменты".

Специальное применение и отраслевые функции

Сименс применил эти технологические функции (стандартные и/или усовершенствованные), чтобы создать огромное число решений для применения.
Эти приложения могут быть загружены с сайта поддержки приложений Siemens.
Затем приложения можно скачать на управляющие модули, активировать и настроить с помощью инструмента ввода в эксплуатацию STARTER.

Применение и сектор ноу-хау

В зависимости от функции технологии, может потребоваться лицензия для приложения (см. раздел "SINAMICS S120").

В некоторых узконаправленных управляющих модулях (например, CU230P 2) специфические функции также являются неотъемлемой частью программного обеспечения.

Эти приложения доступны для скачивания на странице поддержки приложений Siemens http://www.siemens.com/sinamics-applications