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- 목 차-
Ⅰ지멘스가 지향하는 Safety Integrated의 개념 Ⅱ지멘스의 모션 컨트롤 제품 라인업 현황 Ⅲ세티프티가 통합된 모션 제품군 현황 및 특장점 Ⅳ모션에 세이프티가 통합됐을 때 유저가 얻을 수 있는 이점 |
Ⅲ. 세이프티가 통합된 모션 제품군 현황 및 특장점
요구되는 모션 프로필에 따라서, 다양한 컴포넌트가 모터의 이동을 위하여 배치된다.
지멘스는 개별 애플리케이션 프로필을 위한 효과적인 안전 콘셉트의 경제적인 실행을 보장하는 통합된 안전 특징을 가진 이해하기 쉬운 제품 포트폴리오를 제공한다.
● 일정 속도로 가장 쉬운 이동을 위한 Motor Starter
● 모터의 가변 속도 동작을 위한 범용 드라이브
● 정밀하고 다이내믹한 위치제어와 모션 제어 수행을 위한 드라이브
● 머신 툴의 경로 제어를 위한 수치제어 컨트롤러
1. Safety Motor Starter
Safety motor starer SMATIC ET 200S Safety motor starer SMATIC ET 200pro
만일 애플리케이션이 오직 일정 속도로 네트워크 내에서 모터를 동작하기 위해서 필요로 한다면, Motor Starter는 모터를 제어하고, 기동전류를 제한하며, 부드러운 스타팅을 위해서 사용된다.
게다가, SIRIUS 제품군부터 개별 디바이스까지 지멘스는 SIMATIC 환경에서의 사용을 위한 SIMATIC ET 200 I/O 시스템과 통합된 Motor Starter를 제공한다. 이것은 특히 여러 개의 모터와 함께 하는 자재 핸들링 애플리케이션 사용에 유용하다. 예를 들면 자동차 분야이다. STO 안전 기능은 부가적인 모듈을 통해 SIMATIC ET200S / ET 200pro I/O 시스템의 Motor Starter와 함께 추가적으로 실행될 수 있다.
■ SIMATIC ET 200S motor starter
7.5kw까지 스위칭 할 수 있는 IP20 보호등급을 가진 ET 200S I/O 시스템을 위한 Motor Starter.
■ SIMATIC ET 200pro motor starter
5.5kw까지 스위칭 할 수 있는 IP65 보호등급을 가진 ET 200pro I/O 시스템을 위한 Motor Starter.
Motor Starter는 설치와 데이터 양쪽 모두의 관점에서 SIMATIC ET 200S / ET 200pro I/O 시스템과 완벽히 통합된다.
그러므로 설치, 결선 그리고 시운전은 효과적으로 실행될 수 있다. Motor starters는 이러한 I/O 시스템의 시스템 메커니즘에 이용되므로 오류발생에 대한 이벤트를 진단하는 것 또한 간단하게 해준다.
주요 특징
● Direct starter, Reversing switch, Reversing starter와 같은 삼상 유도 전동기의 스위칭
● 간단한 조립 및 결선
● 직접-조립 통신과 백 플레인 버스 내의 레일 공급에 의해서 여러 개의 모터 드라이브 솔루션의 간단한 설치
● 효과적인 진단
IP20 과 IP65 보호등급은 필수적으로 서로 다른 2개의 이용 가능한 안전 개념을 나타낸다.
■ SAFETY MOTOR STARTER SOLUTIONS LOCAL
은 지역적으로 제한된 안전 애플리케이션을 위한 이상적인 시스템이다. 이러한 것은 자동으로 기능을 하며 따라서 안전 제어 상에서 의존적이지 않다.
■ SAFETY MOTOR STARTER SOLUTIONS PROFIsafe
와 함께 안전 제어와 PROFIBUS 혹은 PROFINET 버스 시스템은 가장 요구되며 네트워크화된 안전 애플리케이션을 위한 추가적인 솔루션을 제공한다.
PROFIBUS DP 혹은PROFINET을 통한 안전 기능의 제어는 PROFIsafe 프로필을 사용함으로써 가능하다. Motor Starter는 EN 954-1, Category 4 그리고 IEC 61508 SIL3 등과 관련하여 인증을 받았다.
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Safety lntegrated : integrated safety concept with PROFlsafe
2. 통합안전 기능을 내장한 범용 드라이브
범용 드라이브는 가변 속도가 필요한 모터를 제어하는 데에 사용된다.
전형적인 분야는 가변 속도가 필요한 모터를 제어하는 표준 애플리케이션 -펌프, 팬, 컴프레서, 컨베이어 어플리케이션- 이다. 그러나 범용 드라이브는 압출기와 호이스트 등에도 사용이 가능하다.
지멘스는 다양한 주요 애플리케이션을 위한 다양한 형태로 범용 드라이브를 폭넓게 제공한다. 제품은 안전 정지와 같은 기본적인 통합 안전 기능을 갖고 있을 뿐만 아니라, 고품질의 통합 안전 기능으로 특성화 되어 있기도 하다.
다음과 같은 통합 안전 기능을 가진 범용 드라이브를 사용할 수 있다.
■ SINAMICS G120
제어 패널에 장착하는 장치로써 37kW~250KW를 가진 단일 드라이브를 위한 모듈화 범용 드라이브
SINAMICS G120은 제어 패널 상에서 실행하기 위한 IP20 보호등급의 범용 드라이브이다. 이것은 초기에는 산업과 일반 상업 분야에서의 펌프, 팬, 송풍장치, 압축기, 그리고 컨베이어 시스템 등의 제어를 위해 개발되었다.
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SINAMICS G120, frequency inver
ter with safety control unit
주요 특징
● V/F 제어 또는 벡터 제어(센서리스 벡터 제어 포함)를 이용하여 0.37kW~250KW의 출력 범위를
가진 삼상 유도 전동기의 가변 속도 제어
● 토크 제어
● 드라이브와 관련된 센서와 구동장치의 연결과 처리를 위한 디지털 입력/출력 단자 탑재
● PROFIBUS DP, PROFINET의 추가적인 통신
● 조밀하고, 공간 절약형 설계
● 회생 에너지(옵션) 제어를 통한 높은 에너지 효율
● EMC 필터 탑재, 제동 유닛 탑재와 과열 보호 기능
● 방열 판에 의한 냉각과 강제 냉각 팬 탑재
● 높은 펄스 주파수에 의한 전기 소음 감소
STO, SS1, SLS 그리고 SBC 는 통합 안전 기능으로써 사용 가능하다. SS1과 SLS 기능은 엔코더를 필요로 하지 않는다. PROFIBUS DP 혹은 PROFINET을 통한 안전 기능의 제어는 PROFIsafe 프로필을 이용함으로써 가능하다. 이와 같이, 안전 기능은 고장-안전 입력의 탑재를 통하여 제어할 수 있다. 통합 안전 기능은 EN 954-1, Category 3, IEC 61508 SIL2 그리고 EN ISO 13849-1 PLd와 관련하여 인증을 받았다.
■ SINAMICS G120D
SINAMICS G120/G120DConfiguration example SINAMICS G120D, distributed frequency inverter with
safety control unit advantage
분산 제어를 위한 높은 보호등급을 가진 0.37kW~7.5KW의 단일 드라이브를 위한 범용 드라이브 SINAMICS G120D는 분산 제어를 위해 보호등급 IP65의 범용 드라이브이다. 주된 사용 분야는 컨베이어 시스템이다. 예. 자동차, 공항 물류, 분산 물류/육상 모노레일 컨베이어, 식 음료 분야 등.
주요 특징
● V/F 제어 또는 벡터 제어(센서리스 벡터 제어 포함)를 이용하여 0.75kW~7.5KW의 출력 범위를 가
진 삼상 유도 전동기의 가변 속도 제어
● 드라이브와 관련된 센서와 구동 장치의 연결과 처리를 위한 디지털 입력/출력 단자 탑재
● PROFIBUS DP, PROFINET의 추가적인 통신
● 조밀하고, 공간 절약형 설계
● 에너지 회생(옵션)을 통한 높은 에너지 효율
● 대류(0.75kW~3kW) 또는 내장 팬( ~4kW)을 이용한 냉각 방식
● EMC 필터 탑재, 제동 유닛 탑재, 과열 보호 기능
STO, SS1, SLS 그리고 SBC는 통합 안전 기능으로써 사용 가능하다. SS1과 SLS 기능은 엔코더가 필요하지 않다. PROFIBUS DP 혹은 PROFINET을 통한 안전 기능의 제어는 PROFIsafe 프로필을 이용함으로써 가능하다. 이와 같이, 안전 기능은 고장-안전 입력의 탑재를 통하여 제어할 수 있다. 통합 안전 기능은 EN 954-1, Category 3, IEC 61508 SIL2 그리고 EN ISO 13849-1 PLd와 관련하여 인증을 받았다.
■ SINAMICS G130
75kW~800KW의 출력 범위를 가진 단일 드라이브를 위한 모듈화 범용 드라이브
■ SINAMICS G150
75kW~800KW의 출력 범위를 가진 사용 가능한 컨버터 캐비닛
이러한 주파수 컨버터는 SIMATIC의 통합 솔루션을 위한 SIM
ATIC 설계 내의 컨버터에 의해서 실행된다.
SIMAMICS G130과 SINAMICS G150 캐비닛 장비는 에너지 회생
제어를 제외한 고성능 가변 속도를 제어를 위해 고안 되었다.
주요 적용분야는 컨베이어 시스템, 펌프, 팬, 압축기, 압출기,
믹서기 그리고 압연기 등이다
SIMAMICS G130은 제어 패널에 설치하기 위하여 저온 보호기능
이 포함된 내장형 모듈이며, SINAMICS S150은 패널 타입이기 SINAMICS G130 snd SINAMICS
때문에 별도의 결선 작업 없이 바로 사용이 가능하다. G150 frequency converters
주요 특징
● 전원 측에서 V/f 제어 또는 vector제어(속도 센서 유/무)를 사용하는 유도전동기와 동기 전동기
의 가변 속도 운전
- 75kW~800kW (SINAMICS G130)
- 75kW~1500kW (SINAMICS G150)
● 드라이브와 관련된 센서나 구동장치와의 연결과 처리를 위해 디지털 입력/출력. 아날로그 입력/
출력장치가 탑재되어있다
● PROFIBUS DP 통신의 선택이 가능하다.
● 설치가 간편하고 공간을 절약할 수 있는 디자인이다.
● EMC 필터, 브레이크 컨트롤, 과열 방지기능이 내장되어 있다.
● 방열판을 통한 냉각과 내장된 강제 냉각 팬
● 고급 조작 패널(AOP30)의 메뉴를 이용한 시운전, 작동, 진단이 가능하다
● 보호 등급
- SINAMICS G130: IP20 (~315kW) or IP00 (250kW~)
- SINAMICS G150: IP20, 옵션으로 IP21, IP23, IP43 and IP54 선택 가능
STO와 SS1은 통합 안전 기능으로써 사용이 가능하다. 이 통합 안전 기능들은 EN ISO 13849-1에 의거하여 Cat. 3 그리고 PLd 등급의 인증을 받았다. 또한 IEC 61508에 의거하여 SIL2등급의 인증을 받았다.
■ SIMATIC ET 200pro FC
SIMATIC ET 200pro I/O 시스템의 분산 제어를 위한, 최대 1.5KW의 단일 드라이브를 위한 범용 드라
이브
■ SIMATIC ET 200S FC
4kW까지 사용 가능한 IP20 보호 등급의 주파수 컨버터
■ SIMATIC ET 200pro FC
1.5kW까지 사용 가능한 IP65 보호 등급의 주파수 컨버터
컨버터는 구조와 데이터 모두 SIMATIC 200S/ET 200pro I/O 시스템에 완전히 통합되어 있다.
그러므로 설치, 결선 그리고 시운전을 매우 효과적으로 수행할 수 있다. 이 컨버터는 이러한 I/O 시스템의 시스템 메커니즘에 이용되므로 오류발생에 대한 이벤트를 진단하는 것 또한 간단하게 해준다.
■ SIMATIC ET 200S FC
SIMATIC ET 200pro I/O 시스템의 분산 제어를 위한, 4KW의 단일 드라이브를 위한 범용 드라이브
SINAMINCS 드라이브 제품 군의 드라이브를 보완하기 위해 지멘스는 SIMATIC 환경에 특화된 드라이브가 내장되어있는 SIMATIC ET 200 I/O 시스템을 제공한다. 이 시스템은 또한 선택적으로 통합안전 기
능을 선택할 수 있다.
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SINAMICS ET200 proFC and
SINAMICS ET200FC
주요 특징
● 전원 측에서 V/F 제어 또는 벡터 제어(센서리스 벡터 제어 포함)를 사용하는 유도 전동기와 동
기 전동기의 가변 속도 제어
- 4kW (SIMATIC ET 200S FC)
- 1.5kW (SIMATIC ET 200pro FC)
● 토크 제어
● 보호 등급
- SIMATIC ET 200S FC: IP20
- SIMATIC ET 200pro FC: IP65
● 에너지 회생(옵션)을 통한 높은 에너지 효율
● Self-Assembling 통신과 백 플레인 버스 내의 레일 공급에 의해서 여러 개의 모터 드라이브 솔루
션의 간단한 설치
● 효과적인 진단
STO, SS1, SLS 그리고 SBC 는 통합 안전 기능으로써 사용 가능하다. SS1과 SLS 기능은 엔코더를 필요로 하지 않는다. PROFIBUS DP 혹은 PROFINET을 통한 안전 기능의 제어는 PROFIsafe 프로파일을 이용함으로써 가능하다. 통합 안전 기능은 EN 954-1, Category 3, IEC 61508 SIL2 그리고 EN ISO 13849-1 PLd와 관련하여 인증을 받았다.
3. 통합안전 기능의 고성능 모터 컨트롤 드라이브
지멘스는 모든 종류의 애플리케이션이 요구하는 통합 안전 기능의 드라이브를 제공한다.
빠른 동작 수행, 강한 힘, 때로는 움직이는 큰 물체의 경우, 낮은 지연시간의 통합 안전 기능은 인명 사고나 재료의 손해에 대해 일반적인 안전 개념보다 훨씬 높은 수준의 보호를 제공한다. 추가적으로, 완전히 새로운 안전 기능들은 기존에 가능하지 않던 전혀 새로운 안전 개념들을 높은 비용 효율로써 실행 할 수 있다. 결과적으로 생산성을 심각하게 낮추지 않으면서 기계와 장비의 안전성을 높일 수 있다.
다음과 같은 드라이브들을 사용할 수 있다.
■ SINAMICS S110
간단한 위치 제어 작업을 위한 단축 드라이브
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SINAMICS S110 - posifioning drive
주요 특징
● 동기 서보 모터의 위치 제어, 그리고 0.12kW~90kW 출력 범위의 유도 전동기
● 회전, 선형축의 위치 제어
● Point-to-point 위치 제어, 단순 교차 프로파일, Flying 위치 제어
● 상대적 교차 진행, 절대 위치 제어
● Jerk limitation 위치 제어
STO, SOS, SS1, SS2, SLS, SSM 그리고 SBC 는 통합 안전 기능으로써 사용 가능하다. 안전 관련된 신호들은 Fail-safe를 탑재한 입력/출력 단자 또는 PROFIsafe 프로파일을 이용하는 PROFIBUS를 통해 전송이 가능하다.
SINAMICS S110은 다음과 같은 곳에 적용이 가능하다.
● 장비 운용, 공급, 설비 제거
● 물건 적재, 기계 조립
● 실험실의 자동화
● 금속가공, 목재, 유리, 세라믹 산업
● 인쇄 기계
● 로터리 테이블, 위치 제어
● 데스트 베이
● 태양열 판 추적
만약 SINAMICS S110 전원 용량이나 기능이 애플리케이션을 위해 증가되어야 한다면, SINAMICS S120시스템으로 쉽게 변경 적용이 가능하다.
■ SINAMICS S120
고성능 드라이브 시스템
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SINAMICS S120 - The various designs with their rspective power ranges
SINAMICS S120은 단축, 다축 애플리케이션의 고성능 작업을 위한 드라이브 시스템이다.
다음과 같은 특징과 특성들을 가진다.
● 0.12kW~4500kW의 출력 범위의 다양한 버전의 단축, 다축 애플리케이션을 위해 서로 혼용이 가능
하다. (그림 참조).
● 다양한 제어 방법: V/F 제어, 벡터 제어, 서보 제어
● 직접 구동 전동기(토크 모터, 선형 모터)가 포함된 동기모터, 유도전동기의 구동
● 포괄적인 기능 범위: 간단한 위치 제어 기능, 통합 제어 로직, 수치 기능 SIMOTION 제어 시스템
과 함께 사용하여, 기계장치와 시스템은 동기화, 동적 동작, 성능이 요구되는 경우에도 완전한
자동화가 가능하다.
● 다양한 냉각 방식: 공기, 액체, 그리고 방열판을 이용한 방식
● 다양한 입력 정류 방식
- Basic Line Module (unregulated infeed)
- Smart Line Module (unregulated infeed and feedback)
- Active Line Module (regulated infeed and feedback)
이런 다양성과 확장성 때문에, SINAMICS S120에 기초하는 드라이브 솔루션은 기계작업과 엔지니어링의 거의 모든 모션 컨트롤 애플리케이션에 적용할 수 있다.
STO, SOS, SS1, SS2, SLS, SSM 그리고 SBC는 통합 안전 기능으로써 사용 가능하다. 안전 관련된 신호들은 Fail-safe를 탑재한 입력/출력 또는 PROFIsafe 프로파일을 이용하는 PROFIBUS를 통해 전송이 가능하다.
이러한 속성들로 인하여, SINAMICS S120은 특히 다음과 같은 곳에 적용이 가능하다.
● 포장 기계
● 플라스틱 성형 기계
● 방직 기계
● 인쇄 기계
● 페이퍼 머신
● 크레인 호이스트
● 핸들링, 조립 시스템
● Rolling Mills
● Test bays
● 목재, 유리, 세라믹 산업을 위한 기계장치
Typical configuration of a motion control drive configuration based on
SINAMICS S120 drives with integrated safety features
그림에서 나타내는 것은 SINAMICS S120을 이용한 전형적인 설정 방법이다.
● 안전과 관련된 동작은 light curtains, laser scanner, position switch, 그리고 다른 안전 부품
들에 의해서 실행된다.
● 신호의 검출과 전송은 고정결선을 통한 디지털 입력, 혹은 직접 Profibus를 통해 상위의 안전 제
어장치로 전송된다.
● 안전과 관련된 신호는 SINAMIC S7-315F과 같은 상위 단계에서 처리된다.
● 상황에 따라, SINAMICS S120드라이브 시스템에서 버스 시스템을 통해 적절한 안전 기능이 작동
된다.
● 드라이브에서 다양한 통합 안전 기능들이 사용가능하다. 각각의 개별적인 기능들의 선택
은 PROFIsafe 프로토콜의 적절한 선택에 따른다. 통합 안전 기능들은 개별 드라이브 축이나
혹은 모든 축 그룹에 의해서도 동작한다.
이러한 개략적인 시스템 개념에 기초하여, 유연하고 강력한 안전 기능들이 특별한 결선 작업 없이 실행될 수 있다. 먼저, 안전 규약들은 한 개의 기계 종류에 간단히 적용될 수 있다.
게다가, 안전 속도 제한과 같은 고품질의 안전 특징들은 특히 유지보수와 설정에 있어서 쉽게 실행이 가능하다. 공장의 생산성에 영향을 주지 않으면서 안전 위험 요소들을 낮게 유지할 수 있다.
■ SINAMICS S150
동적인 단일 드라이브가 요구되는 드라이브 캐비닛
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다른 안전 컴포넌트와 함께 사용하여, SINAMICS S110과
SINAMICS S120은 높은 안전 요구를 만족 시킬 수 있으며
고정 결선 혹은 - 더 간편하게 - PROFISafe 프로파일을
사용하는 표준 필드버스를 통해 자동화 솔루션에 통합될
수 있다.
SINAMICS S150 캐비닛 유닛은 infeed 제어와 에너지 피드
백 기능을 가지기 때문에, 특히 높은 동적 작동이나 속도
정확성이 요구되는 경우, 높은 회생 에너지의 빈번한 제동
주기 작업, 4상한 운전에 적당하다. 컨버터 캐비닛 유닛은 SINAMICS S150 - converter cabinet
75kW에서 1200kW의 전력 범위에서 사용이 가능하다.
SINAMICS S150은 다음과 같이 동적인 작동과 reproducible 처리가 엄격히 요구되는 어떠한 어플리케이션에도 사용이 가능하다.
● Test bay 드라이브
● 원심분리기
● 엘리베이터, 크레인
● 크로스커터, 절단기
● 컨베이어 벨트
● 프레스
● 케이블 winches