西門子250千瓦軟啟動器

3RW4076-6BB44 SIRIUS 軟起動器 S12 432 A，250 kW/400 V，40 °C 200 - 460 V AC，230 V AC 螺釘端子

西門子開發出首艘電動汽車輪渡

 ·     渡船僅需10 分鐘即可完成充電過程

 ·     該渡船重量相較傳統渡船減半，大大節約能源使用

西門子攜手挪威造船廠Fjellstrand開發出了首艘電動汽車輪渡。該船長 80 米，可承載 120 輛汽車和 360 位乘客。從 2015 年起，該輪渡將被用于跨挪威松恩峽灣的 Lavik 和 Oppedal 兩個城鎮之間的航線上。

該渡船所采用的電池能在輪渡往返間隙進行充電，充電過程僅需10分鐘。目前用于這條航線的汽車輪渡平均每年耗用近 100 萬升柴油，排放 2,680 噸的二氧化碳，37 噸的氮氧化物。為了參加由挪威交通部組織的招標，Norled 公司特別打造了此款電動汽車輪渡。后，Norled 公司贏得了從 2015 年至 2025 年此航線的經營許可權。

該汽車輪渡的船體根據電力驅動系統的要求進行了特殊設計。作為雙體船身即把2個瘦長的船體橫向連在一起組成的船，其在水中受到的阻力相較傳統輪渡更小。此外，兩個船身均采用鋁材制造，而非傳統的鋼材。該渡船沒有裝備柴油發動機，而是采用電機來驅動兩個螺旋槳。電機由一個重達10 噸的電池組供電。比起傳統設計，新的設計使得該船的重量減半。目前該航線使用的傳統汽車輪渡，其發動機的功率高達 1,500千瓦，而新型渡船的電池功率僅需 800 千瓦。在正常情況下，如果渡船以時速10 海里的航速航行，400 千瓦的電池功率就能夠滿足發動機的需求。

新汽車輪渡的突出特點是僅用10 分鐘就可完成電池充電過程。然而，位于航線兩端的兩個小鎮的電網無法在短時間內提供足夠的電力，輪渡公司為此在每個港口都安裝了電池組，這些電池組可以在汽車輪渡返航期間通過當地電網慢慢充電。挪威政府目前已經有意將航行時間在 30 分鐘以內的渡船全部換成電動船，這將把挪威大陸和沿海岸線的眾多島嶼通過數百條渡船連接起來。

1 概述

    根據通訊接口的不同，SINAMICS S120的控制單元分兩類：

· 支持PROFINET IO的控制單元：CU310-2 PN，CU320-2 PN

· 支持PROFIBUS DP的控制單元：CU310-2 DP，CU320-2 DP

    對于支持PROFIBUS DP通訊的控制單元，可以使用Y-Link模板將CU3x0-2 DP接入到S7-400H冗余系統中。

    對于支持PROFINET IO通訊的控制單元，在固件版本V4.8之前，一直沒有相應的解決方案。但從固件版本V4.8開始，SINAMICS S120增加了一個新功能，開始支持與S7-400H冗余系統的PROFINET通訊。一個帶有3個CU310-2 PN的S7-400H系統連接示意圖，如圖1-1所示。

西門子250千瓦軟啟動器

圖1-1  連接示意圖：S7-400H與S120的PROFINET通訊

    S7-400H系統由兩個相互冗余的控制器組成，兩個CPU一用一備，雙方通過光纖連接，保持數據同步。如果一個CPU故障停機，另一個CPU會立即投用，這大大降低了系統停機的風險，提高了系統可靠性。S120配合S7-400H系統使用時，同樣具有以上優點，在一個CPU出現故障時S120無需停機，在切換CPU的過程中，上一個連接的設定值將被凍結并仍然有效。

    但是，目前這種配置不支持PROFINET IRT模式，不支持設備共享（Shared Device），而且只能使用控制單元的板載PN接口實現系統冗余。

2 通訊連接與配置

2.1 硬件需求

在SINAMICS S120配合S7-400H系統進行PN通訊時，需要以下硬件：

· SIMATIC S7-400H控制系統

帶有PROFINET接口的H-CPU，型號為 41xH

· SINAMICS S120控制單元

帶PROFINET接口的 控制單元，CU310-2 PN 或 CU320-2 PN

2.2 通訊拓撲

S120與S7-400H的PROFINET冗余通訊連接有兩種拓撲結構。

2.2.1 不使用交換機的通訊拓撲

不使用交換機時，可以將S120控制單元上的兩個PN接口分別與S7-400H系統的兩個CPU相連接，如圖2-1所示。

圖2-1 不使用交換機：S120與S7-400H的連接拓撲

2.2.2 使用交換機的通訊拓撲

可以使用交換機同時與S7-400H系統的兩個CPU相連接，S120控制單元只使用一個PN接口與交換機相連接，如圖2-2所示。

圖2-2 使用交換機：S120與S7-400H的連接拓撲

2.3  硬件組態示例

使用SIMATIC PCS7軟件可以完成項目硬件組態和后續調試。以2.2節中圖2-1與圖2-2的拓撲為例，其硬件組態如圖2-3所示。

圖2-3 硬件組態示例