6SL3224-0XE41-6UA0 – Biến tần G120 PM240 3AC 160kW  Siemens

Download tài liệu biến tần G120

➢ Sinamics G120 Catalogue

6SL3224-0XE41-6UA0 G120 PM240 3AC 160kW chính là trái tim mạnh mẽ, là giải pháp truyền động điện ưu việt mà mọi hệ thống sản xuất công nghiệp hiện đại đang tìm kiếm, mang đến hiệu suất vượt trội và độ tin cậy tuyệt đối cho các ứng dụng động cơ công suất lớn.

Với sự đồng hành của thanhthienphu.vn, việc tiếp cận và ứng dụng bộ biến đổi tần số tiên tiến này, một thiết bị truyền động 160kW mạnh mẽ, trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết, mở ra kỷ nguyên mới cho hiệu quả vận hành và tiết kiệm năng lượng, giúp doanh nghiệp bạn vươn xa.

1. Cấu Tạo Tinh Vi Của Biến Tần 6SL3224-0XE41-6UA0

Mô-đun Công Suất (Power Module – PM240): Đây là trái tim của biến tần, nơi diễn ra quá trình chuyển đổi năng lượng. PM240 trong mã 6SL3224-0XE41-6UA0 được trang bị các linh kiện bán dẫn công suất IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) thế hệ mới nhất. Các IGBT này có khả năng chuyển mạch ở tần số cao, giúp giảm tổn hao năng lượng, tăng hiệu suất và tạo ra dạng sóng đầu ra gần sin hơn, thân thiện với động cơ.

• Bộ chỉnh lưu (Rectifier): Chuyển đổi điện áp xoay chiều (AC) từ lưới điện thành điện áp một chiều (DC) cung cấp cho mạch trung gian DC link.
• Mạch trung gian DC link (DC Link Circuit): Bao gồm các tụ điện dung lượng lớn, có vai trò lưu trữ năng lượng và ổn định điện áp DC. Điều này giúp biến tần hoạt động ổn định ngay cả khi có biến động điện áp đầu vào hoặc thay đổi tải đột ngột.
• Bộ nghịch lưu (Inverter): Sử dụng các IGBT để chuyển đổi điện áp DC từ DC link thành điện áp AC có tần số và biên độ thay đổi, cung cấp cho động cơ. Quá trình này được điều khiển chính xác bởi bộ vi xử lý.
• Bộ hãm tích hợp (Integrated Braking Chopper): Một tính năng vô cùng giá trị, cho phép kết nối trực tiếp với điện trở hãm (braking resistor). Khi động cơ giảm tốc hoặc dừng đột ngột, năng lượng dư thừa từ động cơ sẽ được tiêu tán qua điện trở hãm dưới dạng nhiệt, thay vì trả ngược về lưới hoặc gây quá áp trên DC link. Điều này rất quan trọng cho các ứng dụng có quán tính lớn hoặc yêu cầu dừng nhanh, chính xác như cầu trục, thang máy, máy ly tâm.

Mô-đun Điều Khiển (Control Unit – CU): Đây là bộ não của biến tần, tương thích với nhiều loại Control Unit khác nhau của dòng SINAMICS G120 (ví dụ CU240E-2, CU250S-2). Mô-đun điều khiển chứa bộ vi xử lý mạnh mẽ, thực hiện các thuật toán điều khiển phức tạp, giao tiếp với người dùng và các hệ thống tự động hóa khác.

• Các cổng giao tiếp: Tùy thuộc vào loại Control Unit được chọn, biến tần có thể hỗ trợ nhiều chuẩn giao tiếp công nghiệp phổ biến như PROFINET, PROFIBUS DP, EtherNet/IP, Modbus RTU, CANopen. Điều này cho phép 6SL3224-0XE41-6UA0 dễ dàng tích hợp vào các hệ thống điều khiển hiện có (PLC, SCADA, HMI) của nhiều hãng khác nhau.
• Ngõ vào/ra số và tương tự (Digital/Analog I/O): Cung cấp các kênh đầu vào để nhận tín hiệu điều khiển (start/stop, tín hiệu đặt tốc độ) và các kênh đầu ra để phản hồi trạng thái (running, fault, actual speed).
• Khe cắm thẻ nhớ (Memory Card Slot): Cho phép lưu trữ và sao chép bộ thông số, giúp việc thay thế hoặc cấu hình hàng loạt biến tần trở nên nhanh chóng và tiện lợi.

Bảng Điều Khiển Vận Hành (Operator Panel – OP): Tùy chọn lắp đặt thêm các loại bảng điều khiển như BOP-2 (Basic Operator Panel) hoặc IOP-2 (Intelligent Operator Panel) để dễ dàng cài đặt thông số, giám sát trạng thái và chẩn đoán lỗi trực tiếp trên biến tần mà không cần kết nối với máy tính. IOP-2 còn có giao diện đồ họa trực quan và hỗ trợ đa ngôn ngữ, bao gồm cả tiếng Việt (tùy phiên bản firmware).

2. Tính Năng Vượt Trội Của Biến Tần 6SL3224-0XE41-6UA0

Tiết Kiệm Năng Lượng Tối Ưu:

• Điều khiển Vector Không Gian (SVC) và Điều khiển V/f với ECO mode: Các thuật toán điều khiển tiên tiến giúp tối ưu hóa từ thông trong động cơ, giảm thiểu tổn thất năng lượng, đặc biệt hiệu quả trong các ứng dụng tải biến đổi như bơm, quạt. Chế độ ECO mode tự động điều chỉnh điện áp đầu ra theo tải thực tế, có thể tiết kiệm đến 20-30% điện năng tiêu thụ so với các phương pháp điều khiển truyền thống. Một nghiên cứu của Bộ Năng Lượng Hoa Kỳ (DOE) cho thấy việc sử dụng biến tần cho động cơ có thể giảm tiêu thụ năng lượng từ 20% đến 70% tùy ứng dụng.
• Chức năng ngủ đông (Hibernation Mode): Tự động dừng biến tần và động cơ khi không có nhu cầu hoạt động (ví dụ, áp suất trong hệ thống bơm đã đạt ngưỡng), và tự khởi động lại khi có yêu cầu, giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ không cần thiết.
• Tính toán và hiển thị năng lượng tiêu thụ: Giúp người dùng theo dõi và quản lý việc sử dụng năng lượng một cách hiệu quả.

Hiệu Suất Vận Hành Vượt Trội và Độ Tin Cậy Cao:

• Khả năng điều khiển chính xác cao: Dù là điều khiển V/f cho các ứng dụng đơn giản hay điều khiển vector không cảm biến (SLVC) cho các ứng dụng đòi hỏi mô-men khởi động cao và đáp ứng động học tốt, PM240-2 160kW đều mang lại sự ổn định và chính xác.
• Khả năng chịu quá tải ấn tượng: Với chế độ High Overload (HO) cho phép quá tải 150% trong 60 giây và Low Overload (LO) cho phép 110% trong 60 giây, biến tần này sẵn sàng đáp ứng các yêu cầu khởi động nặng nề hoặc các biến động tải đột ngột trong các dây chuyền sản xuất cơ khí, chế tạo máy.
• Chức năng tự động khởi động lại (Automatic Restart): Sau khi mất điện tạm thời, biến tần có thể tự động khởi động lại và bắt kịp tốc độ động cơ đang quay tự do (flying restart), giảm thiểu thời gian dừng máy.
• Thiết kế bền bỉ: Linh kiện chất lượng cao, bo mạch được phủ lớp bảo vệ (coated PCBs) giúp chống ẩm, bụi bẩn và các yếu tố môi trường khắc nghiệt trong nhà máy, khu công nghiệp.

An Toàn Tích Hợp Toàn Diện (Safety Integrated):

• Chức năng Safe Torque Off (STO) tích hợp sẵn: Đạt tiêu chuẩn an toàn SIL 2 (IEC 61508) và PL d (ISO 13849-1). Chức năng này ngắt mô-men xoắn đến động cơ một cách an toàn mà không cần dùng contactor ngoài, giúp giảm chi phí, tiết kiệm không gian tủ điện và tăng độ tin cậy cho hệ thống an toàn. Đây là một yếu tố cực kỳ quan trọng giúp các doanh nghiệp đảm bảo an toàn lao động, giảm thiểu nguy cơ tai nạn.
• Khả năng mở rộng với các chức năng an toàn cao cấp hơn: Khi kết hợp với các Control Unit phù hợp (ví dụ CU250S-2), có thể triển khai các chức năng an toàn tiên tiến như Safe Stop 1 (SS1), Safely Limited Speed (SLS), Safe Brake Control (SBC).

Dễ Dàng Lắp Đặt, Cài Đặt và Vận Hành:

• Thiết kế mô-đun: Giúp việc lắp đặt và thay thế nhanh chóng, đơn giản.
• Giao diện người dùng thân thiện: Với Bảng điều khiển BOP-2 hoặc IOP-2 (tùy chọn), việc cài đặt thông số, giám sát và chẩn đoán lỗi trở nên trực quan. IOP-2 còn hỗ trợ nhiều ngôn ngữ, bao gồm cả tiếng Việt (khi được hỗ trợ firmware).
• Phần mềm cấu hình mạnh mẽ: SINAMICS Startdrive (tích hợp trong TIA Portal) hoặc STARTER (độc lập) cung cấp giao diện đồ họa trực quan, hướng dẫn từng bước, giúp kỹ sư điện dễ dàng cấu hình, tối ưu hóa và sao lưu thông số.
• Chức năng tự động dò thông số động cơ (Motor Identification): Giúp tối ưu hóa các thông số điều khiển cho từng loại động cơ cụ thể.

Kết Nối Linh Hoạt và Tích Hợp Hệ Thống Dễ Dàng:

• Đa dạng lựa chọn Control Unit: Cho phép lựa chọn giao thức truyền thông phù hợp với hệ thống tự động hóa hiện có như PROFINET, PROFIBUS DP, EtherNet/IP, Modbus RTU. Điều này đặc biệt quan trọng cho các kỹ sư tự động hóa trong việc xây dựng các dây chuyền sản xuất tự động, lắp ráp robot.
• Khả năng kết nối với nhiều loại cảm biến và thiết bị ngoại vi: Thông qua các đầu vào/ra analog và digital.

3. Hướng Dẫn Kết Nối Biến Tần 6SL3224-0XE41-6UA0 Với Phần Mềm

A. Hướng dẫn kết nối và làm việc với SINAMICS Startdrive (trong TIA Portal): SINAMICS Startdrive là công cụ được khuyến nghị cho các hệ thống tích hợp với PLC SIMATIC S7 của Siemens, mang lại một môi trường kỹ thuật đồng nhất.

Bước 1: Tạo dự án mới hoặc mở dự án hiện có trong TIA Portal.

• Khởi chạy TIA Portal.
• Chọn Create new project hoặc Open existing project.

Bước 2: Thêm thiết bị biến tần vào dự án.

• Trong Project tree, nhấp đúp vào Add new device.
• Trong cửa sổ Add new device, chọn Drives & Starters -> SINAMICS -> SINAMICS G120.
• Chọn chính xác loại Control Unit (ví dụ CU240E-2 PN) và Power Module (PM240-2, 160kW, 6SL3224-0XE41-6UA0). Bạn có thể tìm kiếm theo mã đặt hàng.
• Đặt tên cho biến tần và nhấp Add.

Bước 3: Thiết lập kết nối vật lý.

• Kết nối cáp USB từ PC đến cổng USB trên Control Unit, hoặc cáp Ethernet đến cổng PROFINET của Control Unit.
• Đảm bảo biến tần đã được cấp nguồn.

Bước 4: Cấu hình giao diện kết nối trong TIA Portal.

• Trong TIA Portal, chuyển sang chế độ Online.
• Sử dụng chức năng Accessible devices để TIA Portal quét và tìm kiếm biến tần.
• Nếu sử dụng kết nối Ethernet, đảm bảo địa chỉ IP của PC và biến tần cùng dải mạng hoặc cấu hình IP cho biến tần.

Bước 5: Tải cấu hình và đi vào vận hành (Commissioning).

Sau khi kết nối thành công, bạn có thể truy cập vào giao diện cấu hình của biến tần.

Sử dụng Commissioning wizard (trình hướng dẫn cấu hình) để cài đặt các thông số cơ bản:

• Chọn chế độ điều khiển (V/f, SLVC).
• Nhập thông số động cơ từ nhãn mác (điện áp, dòng điện, công suất, tần số, tốc độ).
• Cấu hình các đầu vào/ra (DI/DO, AI/AO).
• Thiết lập các giới hạn (tốc độ tối thiểu/tối đa, dòng điện giới hạn).

Thực hiện Motor Identification (nhận dạng động cơ) để tối ưu hóa thông số điều khiển.

Sau khi hoàn tất cấu hình, tải chương trình xuống biến tần.

Bước 6: Giám sát và tối ưu hóa.

• Sử dụng các công cụ chẩn đoán (Diagnostics) và theo dõi trực tuyến (Trace) để giám sát các thông số vận hành như tốc độ, dòng điện, điện áp, mô-men.
• Tinh chỉnh các thông số điều khiển để đạt hiệu suất tối ưu.

B. Hướng dẫn kết nối và làm việc với STARTER (công cụ độc lập): STARTER là một công cụ mạnh mẽ, chuyên dụng cho việc cấu hình các dòng biến tần SINAMICS và MICROMASTER của Siemens.

Bước 1: Tạo dự án mới hoặc mở dự án hiện có trong STARTER.

• Khởi chạy phần mềm STARTER.
• Chọn Project -> New… hoặc File -> Open…

Bước 2: Chèn thiết bị biến tần vào dự án.

• Trong cây dự án, nhấp chuột phải và chọn Insert single drive unit.
• Chọn dòng SINAMICS G120, sau đó chọn đúng Control Unit và Power Module tương ứng.

Bước 3: Thiết lập kết nối vật lý và cấu hình giao diện.

• Tương tự như với TIA Portal, kết nối cáp USB hoặc Ethernet.
• Trong STARTER, vào Target system -> Accessible nodes hoặc Establish connection.
• Chọn giao diện kết nối phù hợp (ví dụ: S7USB cho kết nối USB, hoặc Ethernet cho kết nối qua cổng mạng).
• STARTER sẽ quét và hiển thị các thiết bị tìm thấy.

Bước 4: Đi vào vận hành (Commissioning) với STARTER.

• Sau khi kết nối, nhấp vào nút Connect to target system.
• STARTER cung cấp một trình hướng dẫn cấu hình (Commissioning wizard) tương tự như Startdrive.
• Thực hiện các bước nhập thông số động cơ, chọn chế độ điều khiển, cấu hình I/O, và nhận dạng động cơ.
• Lưu và tải cấu hình xuống biến tần.

Bước 5: Sử dụng các công cụ nâng cao.

STARTER cung cấp nhiều công cụ mạnh mẽ như Control panel để điều khiển trực tiếp biến tần, Function diagrams để hiểu rõ logic hoạt động, Trace để ghi lại và phân tích dữ liệu vận hành, và Parameter lists để truy cập toàn bộ thông số.

4. Lập Trình Biến Tần 6SL3224-0XE41-6UA0

A. Các khái niệm cơ bản trong lập trình biến tần:

• Thông số (Parameter – p): Mỗi chức năng, cài đặt của biến tần được quy định bởi một hoặc nhiều thông số. Các thông số này có thể được truy cập và thay đổi thông qua Bảng điều khiển (BOP/IOP) hoặc phần mềm. Ví dụ: p1082 là thông số cài đặt tốc độ tối đa, p0304 là thông số điện áp định mức của động cơ.
• Khối chức năng (Function Blocks): Nhiều chức năng phức tạp được tổ chức dưới dạng các khối chức năng, giúp đơn giản hóa việc cấu hình.
• BiCo (Binector-Connector technology): Công nghệ kết nối tín hiệu số (binector) và tín hiệu analog (connector) một cách linh hoạt bên trong biến tần. Điều này cho phép người dùng tùy chỉnh logic điều khiển mà không cần đấu dây phức tạp bên ngoài. Ví dụ, bạn có thể gán một đầu vào số DI cho chức năng khởi động/dừng, hoặc một đầu vào analog AI cho việc điều chỉnh tốc độ.

B. Các bước lập trình cơ bản:

Bước 1: Chuẩn bị và An toàn.

• Luôn đảm bảo an toàn điện trước khi tiến hành bất kỳ thao tác nào. Ngắt nguồn cung cấp cho biến tần nếu cần thiết.
• Tham khảo kỹ tài liệu kỹ thuật của biến tần (Operating Instructions, Parameter List) do Siemens cung cấp. Đây là nguồn thông tin chính thống và chi tiết nhất.
• Kết nối biến tần với phần mềm cấu hình (Startdrive/STARTER) như đã hướng dẫn ở mục trước.

Bước 2: Cài đặt thông số động cơ (Motor Data).

Đây là bước cực kỳ quan trọng để biến tần có thể điều khiển động cơ một cách chính xác và hiệu quả. Các thông số cần nhập bao gồm:

• p0304: Điện áp định mức của động cơ (V)
• p0305: Dòng điện định mức của động cơ (A)
• p0307: Công suất định mức của động cơ (kW hoặc hp)
• p0308: Hệ số công suất định mức của động cơ (cos φ)
• p0310: Tần số định mức của động cơ (Hz)
• p0311: Tốc độ định mức của động cơ (rpm)

Sau khi nhập các thông số này, cần thực hiện quá trình Nhận dạng động cơ (Motor Identification – p1900). Có các chế độ nhận dạng khác nhau (ví dụ: nhận dạng khi dừng, nhận dạng khi quay). Quá trình này giúp biến tần tự động tối ưu hóa các thông số điều khiển nội bộ.

Bước 3: Lựa chọn chế độ điều khiển.

p1300: Thông số lựa chọn chế độ điều khiển. Các giá trị phổ biến:

• 0: Điều khiển V/f với đặc tuyến tuyến tính.
• 2: Điều khiển V/f với đặc tuyến bình phương (thích hợp cho bơm, quạt).
• 19: Điều khiển V/f với chức năng FCC (Flux Current Control) giúp cải thiện đáp ứng.
• 20: Điều khiển Vector không cảm biến (SLVC – Sensorless Vector Control) cho tốc độ.
• 21: Điều khiển Vector không cảm biến (SLVC) cho mô-men.

Lựa chọn chế độ điều khiển phù hợp với yêu cầu của ứng dụng. SLVC thường được ưu tiên cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác và đáp ứng động học cao.

Bước 4: Cấu hình các thông số vận hành cơ bản.

Nguồn lệnh điều khiển (Command Source) và Điểm đặt tốc độ (Setpoint Source):

• p0700: Lựa chọn nguồn lệnh chính (ví dụ: 2 = từ Terminal DI, 5 = từ Fieldbus).
• p1000: Lựa chọn nguồn điểm đặt tốc độ (ví dụ: 2 = từ Analog Input, 5 = từ Fieldbus, p1001 đến p10xx cho các điểm đặt cố định).

Thời gian tăng tốc/giảm tốc:

• p1120: Thời gian tăng tốc (Ramp-up time).
• p1121: Thời gian giảm tốc (Ramp-down time).

Giới hạn tốc độ:

• p1080: Tốc độ tối thiểu.
• p1082: Tốc độ tối đa.

Giới hạn dòng điện: p0640: Giới hạn dòng điện của động cơ.

Bước 5: Cấu hình đầu vào/ra (I/O Configuration).

Sử dụng công nghệ BiCo để gán chức năng cho các đầu vào số (DI) và đầu ra số (DO), cũng như cấu hình các đầu vào analog (AI) và đầu ra analog (AO).

Ví dụ gán DI cho chức năng ON/OFF và JOG:

• Gán p0701 (chức năng của DI0) = 1 (ON/OFF1).
• Gán p0702 (chức năng của DI1) = 12 (JOG right).

Ví dụ cấu hình AI cho điểm đặt tốc độ:

• Gán p1000 = 2 (Setpoint từ AI).
• Cấu hình p0756 – p0760 để scal dải tín hiệu analog cho AI0.

Bước 6: Cấu hình các chức năng nâng cao (tùy chọn).

• Điều khiển PID tích hợp: Cho các ứng dụng điều khiển vòng kín như duy trì áp suất, nhiệt độ.
• Tốc độ cố định (Fixed Speeds): Cài đặt trước các cấp tốc độ để lựa chọn nhanh.
• Chức năng Flying Restart: Khởi động lại động cơ đang quay tự do.
• Chức năng bù trượt (Slip Compensation): Cải thiện độ chính xác tốc độ trong chế độ V/f.
• Các chức năng bảo vệ: Bảo vệ quá nhiệt động cơ (qua cảm biến PTC/KTY), bảo vệ quá dòng, quá áp, thấp áp, chạm đất.

Bước 7: Sao lưu và Tài liệu hóa.

• Sau khi hoàn tất cấu hình và thử nghiệm, hãy sao lưu bộ thông số (Parameter set) vào máy tính hoặc lên Bảng điều khiển IOP-2. Điều này rất quan trọng cho việc phục hồi nhanh chóng khi có sự cố hoặc cần thay thế thiết bị.
• Ghi chép lại các thay đổi quan trọng và cấu hình cuối cùng.

5. Hướng Dẫn Khắc Phục Một Số Lỗi Thường Gặp Trên Biến Tần 6SL3224-0XE41-6UA0

6. Thanhthienphu.vn Đồng Hành Cùng Bạn Với Giải Pháp Biến Tần 6SL3224-0XE41-6UA0

Bạn có khao khát sở hữu một hệ thống vận hành trơn tru, ổn định, tiết kiệm từng đồng chi phí điện năng mỗi ngày không? Bạn có muốn giảm thiểu thời gian dừng máy đột xuất, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm để tăng năng lực cạnh tranh trên thị trường? Bạn có đặt sự an toàn của người lao động và thiết bị lên hàng đầu? Nếu câu trả lời là có, thì 6SL3224-0XE41-6UA0 chính là mảnh ghép hoàn hảo mà bạn đang tìm kiếm.

Tại Thanh Thiên Phú, chúng tôi không chỉ cung cấp sản phẩm chính hãng Siemens với mức giá cạnh tranh nhất, mà còn mang đến một hệ sinh thái dịch vụ hỗ trợ toàn diện. Đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm, am hiểu sâu sắc về sản phẩm và các ứng dụng công nghiệp của thanhthienphu.vn luôn sẵn sàng:

• Tư vấn chuyên sâu: Giúp bạn lựa chọn chính xác cấu hình biến tần, Control Unit và các phụ kiện đi kèm phù hợp nhất với yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng, từ bơm, quạt, máy nén khí, băng tải, máy đùn nhựa, máy dệt, cho đến các dây chuyền sản xuất tự động phức tạp.
• Hỗ trợ kỹ thuật nhanh chóng: Giải đáp mọi thắc mắc về lắp đặt, cài đặt, lập trình và vận hành sản phẩm.
• Dịch vụ hậu mãi chu đáo: Cam kết đồng hành cùng bạn trong suốt vòng đời sản phẩm, hỗ trợ xử lý sự cố và bảo trì.
• Cung cấp giải pháp tự động hóa tổng thể: Ngoài biến tần, chúng tôi còn cung cấp PLC, HMI, động cơ và các thiết bị điện công nghiệp khác, giúp bạn xây dựng một hệ thống đồng bộ và hiệu quả.

Đừng chần chừ nữa Hãy nhấc máy và gọi ngay cho chúng tôi qua:

• Hotline: 08.12.77.88.99
• Địa chỉ: 20 đường 29, Khu phố 2, Phường Cát Lái, Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh.
• Website: thanhthienphu.vn

Đội ngũ chuyên gia của thanhthienphu.vn luôn sẵn lòng lắng nghe, tư vấn và mang đến cho bạn giải pháp thiết bị điện công nghiệp, điều khiển động cơ tối ưu nhất. Sự hài lòng và thành công của quý khách hàng chính là niềm tự hào và động lực phát triển của thanhthienphu.vn.

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.

• 6SL3224-0XE42-0UA0
• 6SL3225-0BE35-5UA0
• 6SL3210-1PE23-8AL0
• 6SL3225-0BE37-5UA0