6SE7021-8TB51 – Biến tần Simovert Siemens

Download tài liệu SINAMICS SIMOVERT

➢ SINAMICS SIMOVERT Catalogue

6SE7021-8TB51 Simovert Masterdrives, trái tim mạnh mẽ của hệ thống truyền động Siemens, mang đến giải pháp điều khiển động cơ chuẩn mực, giúp các kỹ sư và doanh nghiệp tại Việt Nam nâng tầm hiệu suất và chinh phục những thách thức công nghệ mới, và thanhthienphu.vn tự hào là người đồng hành đáng tin cậy, mang đến thiết bị này cùng dịch vụ tư vấn chuyên sâu.

1. Cấu tạo sản phẩm 6SE7021-8TB51

• Khối Công Suất (Power Module – PM): Đây là trái tim vật lý của biến tần, chịu trách nhiệm chính trong việc chuyển đổi nguồn điện xoay chiều (AC) đầu vào thành nguồn điện một chiều (DC) thông qua bộ chỉnh lưu (Rectifier), sau đó nghịch lưu (Inverter) nguồn DC này thành nguồn AC có tần số và điện áp thay đổi để cấp cho động cơ. Khối công suất của 6SE7021-8TB51 được thiết kế với các linh kiện bán dẫn công suất cao (IGBT), hệ thống tản nhiệt hiệu quả (quạt và cánh tản nhiệt), và các mạch bảo vệ tích hợp (quá dòng, quá áp, thấp áp, quá nhiệt) đảm bảo hoạt động an toàn và bền bỉ. Cụ thể, bộ chỉnh lưu thường sử dụng công nghệ Diode hoặc Thyristor, và bộ nghịch lưu sử dụng IGBT với tần số đóng cắt cao (ví dụ 2kHz đến 16kHz), cho phép điều khiển động cơ mượt mà và giảm tiếng ồn.
• Khối Điều Khiển (Control Unit – CU): Đây là bộ não của biến tần, nơi xử lý mọi thuật toán điều khiển, giao tiếp và thực hiện các chức năng logic. Đối với 6SE7021-8TB51 (phiên bản Vector Control), khối điều khiển thường là loại CUVC (Control Unit Vector Control). Nó chứa vi xử lý mạnh mẽ, bộ nhớ lưu trữ chương trình và tham số, các cổng giao tiếp (USS, hoặc khe cắm cho bo mạch truyền thông), các cổng I/O (Digital Input/Output, Analog Input/Output) để nhận tín hiệu từ cảm biến, nút nhấn và gửi tín hiệu điều khiển đến các thiết bị khác. Khối điều khiển quyết định phương pháp điều khiển (V/f, Vector), tính toán momen, tốc độ, và thực hiện các chức năng bảo vệ phức tạp.
• Bo Mạch Giao Tiếp (Communication Board – CB – Tùy chọn): Mặc dù 6SE7021-8TB51 có cổng USS tích hợp, để kết nối vào các mạng công nghiệp phổ biến và phức tạp hơn như Profibus DP, DeviceNet, CANopen hay Industrial Ethernet (Profinet), người dùng cần lắp thêm các bo mạch giao tiếp tùy chọn vào khe cắm trên Khối Điều Khiển. Ví dụ, bo mạch CBP2 cho phép kết nối Profibus DP với tốc độ lên đến 12 Mbit/s, tích hợp biến tần vào hệ thống điều khiển tự động hóa lớn một cách liền mạch.
• Bảng Điều Khiển Vận Hành (Operator Panel – OP – Tùy chọn): Một số phiên bản có thể đi kèm hoặc lắp thêm bảng điều khiển như OP1S hoặc PMU (Parameterization Unit) cho phép người dùng theo dõi trạng thái hoạt động, cài đặt tham số trực tiếp trên biến tần mà không cần kết nối máy tính.
• Các Phụ Kiện Khác: Bao gồm các bộ lọc đầu vào (Line Filter) để giảm nhiễu điện từ (EMC), điện trở hãm (Braking Resistor) để tiêu tán năng lượng tái sinh trong quá trình hãm động cơ, cuộn kháng đầu vào/ra (Line/Motor Reactor) để bảo vệ biến tần và động cơ, cải thiện chất lượng điện năng.

2. Các tính năng chính của sản phẩm 6SE7021-8TB51

• Điều Khiển Vector Hiệu Suất Cao (High-Performance Vector Control): Đây là tính năng cốt lõi của phiên bản VC (Vector Control). Cho phép điều khiển chính xác cả tốc độ và momen của động cơ không đồng bộ AC, ngay cả ở tốc độ rất thấp (gần bằng 0) mà không cần hoặc có cần phản hồi từ encoder.
• Chế Độ Điều Khiển V/f (Voltage/Frequency Control): Bên cạnh Vector Control, biến tần vẫn hỗ trợ chế độ V/f tiêu chuẩn và các biến thể (V/f tuyến tính, V/f bình phương, FCC – Flux Current Control) cho các ứng dụng đơn giản hơn như bơm, quạt, băng tải thông thường, giúp tiết kiệm chi phí và đơn giản hóa cài đặt.
• Khả Năng Chịu Quá Tải Mạnh Mẽ: Biến tần được thiết kế để chịu được dòng quá tải trong một khoảng thời gian nhất định (ví dụ: 150% dòng định mức CT trong 60 giây), đảm bảo khả năng khởi động các tải nặng và xử lý các biến động tải đột ngột mà không bị lỗi.
• Chức Năng Tiết Kiệm Năng Lượng: Tích hợp các thuật toán tối ưu hóa từ thông và chế độ nghỉ (Hibernation mode) khi không tải, giúp giảm đáng kể lượng điện năng tiêu thụ, đặc biệt hiệu quả cho các ứng dụng bơm, quạt hoạt động liên tục, góp phần giảm chi phí vận hành – một nhu cầu cấp thiết của mọi doanh nghiệp. Các nghiên cứu cho thấy việc sử dụng biến tần có thể tiết kiệm từ 20-50% năng lượng so với phương pháp điều khiển động cơ truyền thống.
• Tích Hợp Chức Năng An Toàn (Safety Integrated – Tùy chọn): Có khả năng tích hợp các chức năng an toàn cơ bản như STO (Safe Torque Off) thông qua đấu nối phần cứng hoặc các module mở rộng, giúp dừng động cơ an toàn khi có sự cố, đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn máy móc quốc tế (ví dụ: ISO 13849-1 PL d, IEC 62061 SIL 2), giảm thiểu rủi ro tai nạn lao động.
• Khả Năng Giao Tiếp Linh Hoạt: Ngoài cổng USS/RS485 tích hợp sẵn, việc hỗ trợ nhiều chuẩn giao tiếp công nghiệp phổ biến qua các bo mạch mở rộng (Profibus DP, DeviceNet, CANopen, Ethernet/IP, Profinet) cho phép 6SE7021-8TB51 dễ dàng tích hợp vào bất kỳ hệ thống điều khiển nào (PLC, HMI, SCADA), tạo thành một hệ thống tự động hóa đồng bộ và hiệu quả.
• Chức Năng Công Nghệ Tích Hợp: Bao gồm bộ điều khiển PID tích hợp (cho điều khiển vòng kín nhiệt độ, áp suất, lưu lượng), chức năng định vị cơ bản, điều khiển đa bơm/quạt, chức năng bắt tốc độ động cơ đang quay (Flying restart), giúp giảm thiểu việc sử dụng PLC bên ngoài cho các tác vụ đơn giản.
• Phần Mềm Cấu Hình Thân Thiện: Sử dụng phần mềm DriveMonitor hoặc STARTER của Siemens trên máy tính giúp việc cài đặt tham số, chẩn đoán lỗi, sao lưu/phục hồi cấu hình trở nên trực quan và dễ dàng hơn rất nhiều so với việc cài đặt qua màn hình tích hợp.

3. Hướng dẫn kết nối sản phẩm 6SE7021-8TB51 với phần mềm

A. Các yêu cầu cần chuẩn bị:

1. Máy tính: Laptop hoặc PC cài đặt hệ điều hành Windows tương thích (kiểm tra yêu cầu cụ thể của phiên bản phần mềm).

2. Phần mềm Siemens:

• DriveMonitor: Phần mềm cũ hơn, nhẹ, tập trung vào dòng Masterdrives và các dòng biến tần Siemens thế hệ tương đương. Thường đủ dùng cho các tác vụ cơ bản với 6SE70.
• STARTER: Phần mềm mới hơn, mạnh mẽ hơn, hỗ trợ nhiều dòng biến tần và hệ thống truyền động Siemens (bao gồm cả Simotion, Sinamics). Có thể cần thiết nếu hệ thống của bạn phức tạp hoặc muốn sử dụng các tính năng nâng cao.
• Bạn có thể tải các phần mềm này từ trang web hỗ trợ của Siemens Industry Online Support (SIOS).

3. Cáp kết nối: Tùy thuộc vào cổng giao tiếp bạn sử dụng:

• Kết nối qua cổng USS (RS485) trên X103: Cần một bộ chuyển đổi USB sang RS485 (loại chất lượng tốt, hỗ trợ cách ly quang nếu cần) và cáp nối từ bộ chuyển đổi đến cổng X103 của biến tần (thường là chân 2 (RxD/TxD-N) và chân 7 (RxD/TxD-P), chân 9 là GND). Lưu ý đấu nối đúng cực tính.
• Kết nối qua bo mạch giao tiếp (ví dụ Profibus): Cần cáp Profibus và card giao tiếp Profibus cho máy tính (ví dụ CP 5711 USB adapter). Cách này phức tạp hơn và thường dùng khi tích hợp vào mạng lớn.
• Kết nối qua cổng RS232 trên một số bo mạch tùy chọn (nếu có): Cần cáp RS232 (DB9) và có thể cần bộ chuyển đổi USB sang RS232 nếu máy tính không có cổng COM.

B. Các bước thực hiện kết nối (Ví dụ với DriveMonitor qua USS/RS485):

Bước 1: Cài đặt phần mềm và Driver: Cài đặt DriveMonitor (hoặc STARTER) lên máy tính. Cài đặt driver cho bộ chuyển đổi USB sang RS485. Sau khi cài đặt, kiểm tra trong Device Manager (Windows) để xác định cổng COM ảo được gán cho bộ chuyển đổi (ví dụ: COM3).

Bước 2: Kết nối phần cứng:

• Tắt nguồn biến tần 6SE7021-8TB51 (đảm bảo an toàn).
• Kết nối cáp từ bộ chuyển đổi USB-RS485 vào cổng X103 trên khối điều khiển CUVC của biến tần. Đảm bảo đấu đúng chân tín hiệu (tham khảo tài liệu kỹ thuật của biến tần và bộ chuyển đổi). Ví dụ: Chân 7 (P+) của bộ chuyển đổi vào chân 7 (P+) của X103, Chân 2 (N-) của bộ chuyển đổi vào chân 2 (N-) của X103.
• Kết nối đầu USB của bộ chuyển đổi vào máy tính.
• Cấp nguồn trở lại cho biến tần.

Bước 3: Cấu hình tham số giao tiếp trên biến tần:

• Truy cập menu tham số của biến tần (sử dụng màn hình OP1S hoặc PMU nếu có).
• Tìm đến nhóm tham số liên quan đến giao tiếp USS trên cổng X103 (thường là P580-P59x hoặc tương đương).
• Đặt địa chỉ USS cho biến tần (P582, ví dụ: 0).
• Đặt tốc độ Baudrate (P581, ví dụ: 9600 bps hoặc 19200 bps). Tốc độ này phải khớp với cài đặt trên phần mềm.
• Các tham số khác như Parity, Data bits thường để mặc định (ví dụ: 8 data bits, no parity, 1 stop bit).
• Lưu lại cấu hình tham số.

Bước 4: Thiết lập kết nối trên DriveMonitor:

• Mở phần mềm DriveMonitor.
• Tạo một Project mới hoặc mở Project có sẵn.
• Vào menu Target system -> Establish connection... hoặc biểu tượng tương tự.
• Chọn giao diện kết nối là cổng COM ảo đã xác định ở Bước 1 (ví dụ: COM3).
• Thiết lập các thông số giao tiếp (Baudrate, Parity,…) phải khớp với cài đặt trên biến tần (Bước 3).
• Nhập địa chỉ USS của biến tần (ví dụ: 0).
• Nhấn nút Connect hoặc OK.

Bước 5: Xác nhận kết nối và làm việc:

• Nếu kết nối thành công, DriveMonitor sẽ hiển thị trạng thái “Online” và bạn có thể bắt đầu đọc/ghi tham số, theo dõi trạng thái, chẩn đoán lỗi,…
• Nếu kết nối thất bại, kiểm tra lại dây cáp, các bước đấu nối, cài đặt tham số trên biến tần và phần mềm, đảm bảo không có xung đột cổng COM.

4. Cách lập trình sản phẩm 6SE7021-8TB51

Bước 1: Xác định yêu cầu ứng dụng: Trước khi bắt đầu, cần hiểu rõ ứng dụng cần điều khiển là gì (bơm, quạt, băng tải, máy nén, cần trục,…), loại động cơ sử dụng (công suất, điện áp, dòng điện, tốc độ định mức, có encoder hay không), yêu cầu về tốc độ, momen, chế độ vận hành (chạy/dừng, đảo chiều), phương pháp điều khiển (nút nhấn cục bộ, tín hiệu từ PLC, mạng truyền thông), các chức năng bảo vệ cần thiết.

Bước 2: Nhập thông số động cơ: Đây là bước cực kỳ quan trọng để biến tần có thể tính toán và điều khiển động cơ một cách chính xác, đặc biệt với chế độ Vector Control. Các tham số cần nhập bao gồm:

• P100: Lựa chọn chế độ điều khiển (ví dụ: 2 = V/f tuyến tính, 3 = V/f bình phương, 20 = Vector Control không cảm biến, 21 = Vector Control có cảm biến).
• P101: Điện áp định mức động cơ (từ nhãn động cơ).
• P102: Dòng điện định mức động cơ (từ nhãn động cơ).
• P103: Công suất định mức động cơ (từ nhãn động cơ).
• P104: Tần số định mức động cơ (thường là 50Hz hoặc 60Hz).
• P105: Tốc độ định mức động cơ (vòng/phút, từ nhãn động cơ).
• P107, P108,...: Các tham số liên quan đến điện trở stator, rotor, điện cảm,… (có thể cần thực hiện chức năng Motor Identification – P115 để biến tần tự động đo đạc).

Bước 3: Cài đặt giới hạn vận hành: Thiết lập các giới hạn an toàn và phù hợp với ứng dụng:

• P303: Tần số tham chiếu tối đa (thường bằng tần số định mức P104).
• P304: Điện áp tối đa đầu ra.
• P291, P292: Giới hạn dòng điện (để bảo vệ động cơ và biến tần).
• P310, P311,...: Tốc độ tối thiểu, tối đa.

Bước 4: Cấu hình nguồn lệnh và tần số tham chiếu: Xác định tín hiệu nào sẽ điều khiển biến tần chạy/dừng và đặt tốc độ:

• P554 (ON/OFF1): Chọn nguồn lệnh khởi động/dừng (ví dụ: 1 = Bảng điều khiển OP1S, 2 = Ngõ vào số DI1, 7 = Profibus,…).
• P443 (Setpoint Source): Chọn nguồn đặt tần số/tốc độ (ví dụ: 1 = MOP – Potentiometer trên OP1S, 2 = Ngõ vào tương tự AI1, 7 = Profibus,…).
• Cấu hình các ngõ vào/ra số (DI/DO) và tương tự (AI/AO) cho các chức năng cụ thể (chạy thuận/nghịch, lỗi, tốc độ đạt,…) thông qua các nhóm tham số P550-P575 (DI), P580-P59x (DO), P600-P64x (AI), P650-P67x (AO).

Bước 5: Cài đặt thời gian tăng/giảm tốc:

• P462: Thời gian tăng tốc (từ 0Hz đến tần số tối đa).
• P464: Thời gian giảm tốc (từ tần số tối đa về 0Hz).
• P466, P467: Kiểu đường dốc tăng/giảm tốc (tuyến tính, đường cong S).

Bước 6: Tối ưu hóa và chức năng nâng cao (Tùy chọn):

• Thực hiện Motor Identification (P115=1 hoặc 3) để tối ưu hóa điều khiển Vector. Lưu ý: Động cơ có thể quay trong quá trình này.
• Cấu hình bộ điều khiển PID tích hợp (P470-P49x) nếu cần điều khiển vòng kín.
• Cài đặt các chức năng bảo vệ (quá nhiệt động cơ P381, mất pha P361,…).
• Thiết lập các chức năng công nghệ như bắt tốc độ (P183), hãm DC (P393),…

Bước 7: Lưu tham số và chạy thử:

• Lưu toàn bộ tham số đã cài đặt vào bộ nhớ EEPROM (thường là P971=1 hoặc qua lệnh trên phần mềm).
• Chạy thử nghiệm ở tốc độ thấp, kiểm tra chiều quay, phản ứng với lệnh chạy/dừng, tín hiệu tốc độ. Tăng dần tốc độ và kiểm tra dưới điều kiện tải khác nhau.

Ví dụ ứng dụng đơn giản: Điều khiển băng tải bằng nút nhấn:

Yêu cầu: Chạy/dừng bằng DI1, đặt tốc độ cố định 25Hz khi chạy.

Cài đặt cơ bản:

• Nhập thông số động cơ (P100-P105).
• Chọn chế độ V/f (P100=2).
• Cài đặt nguồn lệnh ON/OFF1 là DI1 (P554=2).
• Cài đặt nguồn tần số tham chiếu là Tần số cố định (Fixed Frequency) (P443=?). Tìm tham số tương ứng cho Fixed Frequency.
• Cài đặt giá trị Tần số cố định 1 là 25Hz (ví dụ P401=25.00).
• Cấu hình DI1 là lệnh ON/OFF1 (P561=…).
• Cài đặt thời gian tăng/giảm tốc (P462, P464).
• Lưu tham số (P971=1).

Lập trình 6SE7021-8TB51 đòi hỏi sự tỉ mỉ và kiến thức kỹ thuật. Thanhthienphu.vn với đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn trong quá trình này. Đừng ngần ngại liên hệ 08.12.77.88.99 hoặc truy cập thanhthienphu.vn để nhận tài liệu hướng dẫn chi tiết và tư vấn giải pháp phù hợp nhất.

5. Khắc phục một số lỗi thường gặp trên 6SE7021-8TB51

6. Liên Hệ thanhthienphu.vn Ngay Hôm Nay

6SE7021-8TB51 Simovert Masterdrives không chỉ là một bộ biến tần, mà là một giải pháp toàn diện giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, tiết kiệm chi phí năng lượng, đảm bảo an toàn vận hành và nâng cao đáng kể năng lực cạnh tranh trong thời đại công nghiệp 4.0.

Hãy hành động ngay hôm nay để:

• Nhận tư vấn chuyên sâu: Đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm của chúng tôi sẵn sàng lắng nghe vấn đề của bạn, phân tích yêu cầu hệ thống và đề xuất cấu hình 6SE7021-8TB51 tối ưu nhất.
• Khám phá giải pháp toàn diện: Chúng tôi không chỉ bán biến tần, chúng tôi cung cấp giải pháp tích hợp, bao gồm cả việc lựa chọn phụ kiện (lọc, điện trở hãm,…), hỗ trợ lắp đặt, cài đặt và chuyển giao công nghệ.
• Yên tâm về chất lượng và dịch vụ: Cam kết sản phẩm chính hãng, bảo hành uy tín và hỗ trợ kỹ thuật nhanh chóng, giúp hệ thống của bạn vận hành ổn định và hiệu quả lâu dài.
• Nắm bắt cơ hội nâng cấp: Thay thế thiết bị cũ, lạc hậu bằng công nghệ điều khiển vector tiên tiến, tiết kiệm năng lượng và nâng cao hiệu suất tức thì.

Hãy nhấc máy và gọi ngay cho chúng tôi qua Hotline: 08.12.77.88.99 Hoặc ghé thăm chúng tôi tại địa chỉ: 20 đường 29, Khu phố 2, Phường Cát Lái, Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh. Hoặc truy cập Website: thanhthienphu.vn để tìm hiểu thêm thông tin và các sản phẩm khác.

Hãy để thanhthienphu.vn trở thành đối tác tin cậy, cùng bạn khai phá sức mạnh của 6SE7021-8TB51 Simovert Masterdrives.

Thanh Thiên Phú là đại lý Siemens tại Việt Nam cung cấp các dòng sản phẩm PLC Siemens, HMI Siemens, biến tần Siemens, bộ nguồn Siemens, công tắc ổ cắm Siemens, thiết bị điện Siemens, thiết bị đo lường Siemens, động cơ Siemens chính hãng, luôn có các chương trình khuyến mãi cho các sản phẩm Siemens.

• 6SE7022-6EC51
• 6SX7010-0FB00
• 6SX7010-0FC00
• 6SE7022-6TC51