Tùy thuộc vào yêu cầu về hệ truyền động mà ta có thể xây dựng hệ thống phần cứng khác nhau, nhưng tối thiểu cần :
- Một khối điều khiển - Một bộ lọc và cuộn kháng - Một khối chỉnh lưu
31 Với các phần cứng như vậy và thêm các thiết bị bảo vệ hoặc modul bổ trợ thì ta cơ bản vận hành được một đến hai động cơ, với yêu cầu mở rộng thêm thì ta chỉ cần ghép nối thêm thiết bị phần cứng cần thiết mà không cần tác động vào cấu trúc phần cứng cũ.
Kết nối nguồn và bộ chỉnh lưu
Ở đây ta đi trình bày chi tiết kết nốt dây của bộ chỉnh lưu loại Active Line Module thực tế của bàn thí nghiệm bộ Sinamics S120 , các kết nối dây cho bộ chỉnh lưu loại khác gần như tương tự có thể tìm đọc thêm trong các tài liệu hướng dẫn sử dụng ở phần tài liệu tham khảo cuối báo cáo.
Theo hình 3.3, ta có các phần tử trong mạch điện gồm : - Aptomat, cầu chì, contacter
- Bộ Active Interface Module - Bộ Active Line Module - Bộ nguồn 24V
- Bộ lọc Line Filter (tùy chọn)
Về phần đi dây động lực, dây nguồn 3 pha sẽ cần thông qua đấu nối các thiết bị bảo vệ/dóng cắt như aptomat,cầu chì, contacter trước khi đi vào đầu vào L1,L2,L3 của modul tích hợp cuộn kháng và bộ lọc Active Line Module. Thông qua bộ Active Line Module này nguồn đầu vào sẽ được lọc bớt thành phần tần số khác tần số lưới để đưa nguồn điện lưới này ra đầu ra U2,V2,W2 kết nối với chân đầu vào U1,V1,W1 của bộ chỉnh lưu Active Line Module. Sau quá trình chỉnh lưu ta được nguồn DC cấp cho chỉnh lưu qua 2 đầu ra DCP(cực dương) và DCN(cực âm). Ngoài ra, bộ chỉnh lưu còn cấp nguồn nuôi 24V cho bộ nghịch lưu qua 2 chân kết nối M(0V) và +(24V).
Phần mạch nguồn điều khiển 24V cấp từ bộ nguồn bên ngoài có công dụng cấp nguồn mạch điện tử cho bộ Active Interface Module và bộ chỉnh lưu Active Line Module. Ngoài ra ta có kết nối cho việc sử dụng cảm biến nhiệt độ của bộ chỉnh lưu khi kết nối cặp chân (Temp+;Temp-) với cặp chân tương ứng (T1,T2) thuộc cầu đấu X121 của bộ Active Interface Module. Cặp chân(EP +24V;EP M) cần được kết nối đầu vào 24V thông qua tiếp điểm thường mở phản hồi trạng thái của thiết bị đóng cắt nguồn điện cho ứng dụng có trả năng lượng về lưới.
32
Hình 3.3 Sơ đồ nối dây bộ Active Line Module
Kết nối động cơ và bộ nghịch lưu
Đối với modul nghịch lưu loại Single/Double Motor Module thì các chân kết nối chức năng là tương đồng. Hình 3.4 là kết nối chân của một Single Motor Module gồm :
- Chân nguồn DC cho nghịch lưu : chân DCP(cực dương) và chân DCN(cực âm) chính là chân đầu ra của modul chỉnh lưu
- Chân nguồn DC cho điều khiển : Chân M(0V) và chân +(24V) của modul chỉnh lưu
- Chân đầu ra kết nối động cơ : 3 chân đấu dây U2,V2,W2
- Chân kết nối phanh hãm điện từ: Chân BR+(24V) và chân BR-(GND) - Chân kết nối với cảm biến nhiệt động cơ (chân X21.1 và X21.2) : chân
Temp+ và chân Temp-.
- Chân enable chức năng an toàn (chân X21.3 và X21.4) : chân EP +24V và chân EP M1 ( cần kết nối tiếp điểm thường mở và có hiệu lực khi đã kích hoạt chức năng “Safety Integrated Basic Functions” bằng phần mềm). - Chân cấp nguồn quạt tản nhiệt (chân X12.1 và X12.2) : Chân + (48V) và
33 - Cổng truyền thông X202 : Kết nối với Sensor Module để nhận tín hiệu từ
encorder gắn với động cơ.
Đối với bộ nghich lưu loại Double Motor Module 2 bộ các chân kết nối là tương tự cho 2 động cơ được kết nối với ký hiệu và chức năng các chân không đổi.
Hình 3.4 Sơ đồ nối dây bộ Single Motor Module
Kết nối khối điều khiển
Các khối điều khiển của hệ Sinamics S120 có khá nhiều loại mã thiết bị khác nhau, cung cấp số lượng cổng chức năng vào ra và truyền thông khác nhau. Ta sẽ giới thiệu về khối CU320-DP để biết qua về cấu hình chân kết nối của bộ điều khiển, từ hình 3.5 ta thấy rằng :
- Nguồn đầu vào 24V kết nối với cổng kết nối X124
- 8 cổng đầu vào số (4 cổng thuộc X122 và 4 cổng thuộc X132) - 8 cổng đầu vào/ra số (4 cổng thuộc X122 và 4 cổng thuộc X132) - Cổng Profibus X126 kết nối cài đặt/truyền dữ liệu với PC
- Cổng truyền thông nối tiếp X140 kết nối truyền dữ liệu đến PC
Chức năng cụ thể của các chân đầu vào/ra số được cấu hình cài đặt thông qua phần mềm Starter, ta có thể mở rộng các cổng vào ra bằng các Terminal Module lặp thêm.
34
Hình 3.5 Chân kết nối khối CU320-DP
Kết nối cáp dữ liệu truyền thông Driver-CliQ
Hệ thống s120 dùng chuẩn kết nối dữ liệu DRIVER-CLiQ cho mọi kết nối dữ liệu giữa các khối. Kết nối dữ liệu chuẩn DRIVER-CLiQ cho phép khối Control unit tự động nhận diện các khối thành phần và thông số của các khối này.
* Luật kết nối cáp bắt buộc:
- Một đường cáp dữ liệu DRIVER-CLiQ nối đến khối điều khiển bao gồm tối đa 14 nút.
- Số lượng các khối nghịch lưu kết nối tới khối điều khiển không vượt quá 8 (khối nghịch lưu kép tính bằng 2 khối).
- Khi sử dụng kiểu điều khiển U/f thì tối đa 4 khối thành phần được kết nối trên một đường dữ liệu của khối điều khiển.
35 - Không kết nối dữ liệu kép giữa hai khối thành phần.
- Một cấu trúc kết nối chỉ được phép có một khối điều khiển.
Hình 3.6 Trường hợp kết nối cáp dữ liệu sai
- Đặc biệt với cỡ Booksize:
+ Trong chế độ điều khiển servo và U/f chỉ có thể kết nối một khối chỉnh lưu vào khối điều khiển. Trong chế độ điều khiển vector có thể kết nối tối đa là 4 khối chỉnh lưu.
+ Trong chế độ điều khiển servo có thể kết nối khối chỉnh lưu và các khối nghịch lưu trên cùng một đường dữ liệu DRIVER-CLiQ.
+ Trong chế độ điều khiển vector một khối chỉnh lưu và các khối nghịch lưu phải được kết nối trên các đường dữ liệu DRIVER-CLiQ khác nhau. + Không thể kết nối song song các khối chỉnh lưu và nghịch lưu.
* Luật đi dây cáp Driver-CLiQ đề xuất:
Để cho chức năng cấu hình tự động trong phần mềm starter có thể phân chia các encoder về các khối nghịch lưu, ta cần tuân thủ thêm các luật sau (áp dụng cho tất cả các khối thành phần trừ khối điều khiển) :
- Một khối chỉnh lưu cần được kết nối trực tiếp đến cổng DRIVER-CLiQ X100 trên khối điều khiển, chú ý :
+ Nhiều khối chỉnh lưu có thể được kết nối trên một đường dữ liệu DRIVER-CliQ.
+ Nếu cổng X100 không khả dụng thì cổng cao hơn của khối điều khiển sẽ được sử dụng.
- Các thiết bị ngoại vi nên được kết nối đến cổng DRIVER-CLiQ X103 của khối điều khiển.
- Trong chế độ điều khiển servo ,khối nghịch lưu cỡ booksize cần được kết nối đến cổng X100 của khối điều khiển.
- Encoder của khối nghịch lưu thứ nhất trong khối nghịch lưu kép cần được nối đến cổng DRIVER-CLiQ X202.
- Encoder của khối nghịch lưu thứ hai trong khối nghịch lưu kép cần được nối đến cổng DRIVER-CLiQ X203.
- Trong khối nghịch lưu đơn encoder nên được kết nối đến cổng DRIVER- CLiQ X202.
Giả sử sử dụng bộ Power Module kết hợp bộ Control Unit Adapter ( PM340 + CUA31) thì đường kết nối cáp DRIVER-CliQ cần đứng ở cuối một đường dữ liệu.
36
Hình 3.7 Ví dụ về kết nối Driver-CLiQ