زیمنس یکی از رهبران جهانی در زمینه درایوهای فرکانس متغیر (VFD) است و خانواده‌ی SINAMICS را برای طیف وسیعی از کاربردها از پمپ‌های با توان جزئی تا سیستم‌های صنعتی چند مگاواتی، ارائه می‌دهد. این راهنما به مقایسه سری های مختلف درایو زیمنس، معرفی خط تولید درایوهای VFD زیمنس SINAMICS و توضیح نقش شرکت اتوماسیون فرسان در پشتیبانی از مشتریان برای تعویض و تعمیر درایوها می‌پردازد.
مروری بر خانواده درایوهای SINAMICS زیمنس
درایو زیمنس سری SINAMICS برای پاسخگویی به تقریباً تمامی نیازهای کنترل موتور طراحی شده است. از کنترل ساده یک موتور تا سیستم‌های پیچیده چندمحوره. سبد محصولات زیمنس شامل درایوهای ولتاژ پایین (Low Voltage) برای ولتاژهای متداول کارخانه‌ای (۲۳۰ ولت، ۴۸۰ ولت و ۶۰۰ ولت) و نیز درایوهای ولتاژ متوسط (Medium Voltage) برای توان‌های بالا است.
دامنه توانی این خانواده از ۰٫۱۲ کیلووات تا ۸۵ مگاوات را دربر می‌گیرد. از فن‌های کوچک تا آسیاب‌های صنعتی عظیم. به همین دلیل زیمنس تقریباً برای هر نوع کاربردی درایوی متناسب دارد.
این خانواده به چند سری اصلی تقسیم می‌شود که هرکدام برای بخشی خاص از بازار طراحی شده‌اند:
SINAMICS V-Series
سری پایه و جمع‌وجور برای کاربردهای ساده. مدل معروف آن درایو V20 زیمنس است؛ یک درایو اقتصادی برای حرکات پایه‌ای با نصب سریع و هزینه پایین. این مدل توان‌هایی از ۰٫۱۲ تا ۳۰ کیلووات (تقریباً ۱/۶ تا ۴۰ اسب بخار) را پوشش می‌دهد و برای پمپ‌ها، فن‌ها، نوار نقاله‌ها و ماشین‌آلات سبک صنعتی مناسب است.
ویژگی‌های شاخص:
- پنل کاربر داخلی و عملکرد ذخیره انرژی با بهینه‌سازی خودکار شار (Automatic Flux Optimization).
- بازه ولتاژی گسترده (تک‌فاز ۲۳۰ ولت و سه‌فاز ۴۰۰ تا ۴۸۰ ولت).
- بدنه مقاوم و نصب آسان برای ماشین‌سازی‌های OEM که به دنبال درایوی مقرون‌به‌صرفه هستند.
SINAMICS G-Series
G120
درایوهای کاربرد عمومی (General-Purpose) برای موتورهای صنعتی با کارایی و انعطاف‌پذیری بیشتر نسبت به سری V. مدل شاخص آن درایو G120 زیمنس است؛ یک سیستم مدولار با ماژول توان (Power Module) و واحد کنترل (Control Unit) مجزا برای انتخاب آزادانه توان و قابلیت‌های کنترلی.
ویژگی‌ها و مدل‌ها:
- بازه توانی: ۰٫۵۵ تا ۲۵۰ کیلووات (۰٫۷۵ تا ۳۳۵ اسب بخار).
- مدل G120C (Compact): طراحی یکپارچه برای توان تا حدود ۱۵۰ اسب بخار.
- مدل G120X: بهینه برای پمپ، فن و کمپرسور با کنترل PID اختصاصی و برنامه‌نویسی ساده HVAC.
- مدل‌های G130/G150: مخصوص توان‌های بالا (صدها کیلووات) برای کاربردهای سنگین مانند اکسترودر، نوار نقاله بزرگ و پمپ‌های صنعتی.
قابلیت‌ها:
- پشتیبانی از حالت‌های کنترلی Sensorless Vector، V/Hz و فیدبک انکودر برای کنترل حلقه بسته.
- دارا بودن ایمنی داخلی مانند Safe Torque Off (STO) و فیلترهای EMI/RFI برای رعایت استانداردهای EMC.
- ادغام کامل در چارچوب TIA (Totally Integrated Automation) برای ارتباط آسان با PLC زیمنس و سیستم‌های HMI زیمنس.
SINAMICS S-Series
sinamics s120
طراحی شده برای موشن کنترل (Motion Control) و درایوهای سروو (Servo Drives) با کارایی بالا. مدل شاخص آن درایو S120 زیمنس است؛ یک سیستم مدولار چندمحوره برای هماهنگی چند درایو در ماشین‌هایی مانند دستگاه‌های بسته‌بندی، چاپ و رباتیک.
درایوهای S120 دارای:
- بازیابی انرژی (Regenerative Feedback)
- پاسخ‌دهی سریع
- پشتیبانی از هر دو نوع موتور القایی و سرووی مغناطیس دائم (PM Servo) هستند.
کارکردها و کاربردها:
- موقعیت‌یابی دقیق، همزمان‌سازی و ایمنی پیشرفته.
- جایگزینی برای سیستم‌های قدیمی زیمنس مانند MasterDrive یا SIMODRIVE.
- دامنه توانی: از چند کیلووات در هر محور تا صدها کیلووات در پیکربندی‌های چندمحوره.
همچنین مدل درایو V90 زیمنس برای کاربردهای سرووی جمع‌وجور با موتورهای SIMOTICS S-1FL6 طراحی شده است.
درایوهای ولتاژ متوسط و DC زیمنس
اگرچه تمرکز اصلی زیمنس بر درایوهای AC ولتاژ پایین (تا حدود ۶۹۰ ولت AC) است، اما این شرکت درایوهای ولتاژ متوسط را نیز تحت برند SINAMICS عرضه می‌کند. مدل‌هایی مانند SINAMICS GM150 / GL150 و SINAMICS GH180 برای کاربردهای سنگین در صنایع نظیر خطوط انتقال نفت و گاز، معدن و فلزات به کار می‌روند و قادر به تأمین توان‌های بسیار بالا هستند.
همچنین زیمنس در زمینه درایوهای DC (مبدل‌های تریستوری برای موتورهای DC) نیز فعال بوده و سری SINAMICS DC Master را برای این منظور ارائه کرده است.
نسل‌های پیش از SINAMICS
پیش از عرضه خانواده درایوهای SINAMICS، زیمنس سری‌های MICROMASTER و SIMOVERT / MASTERDRIVES را تولید می‌کرد. بسیاری از صنایع هنوز از درایوهای Micromaster 420 / 440 یا واحدهای MasterDrive استفاده می‌کنند.
زیمنس طی بیش از ۱۰ سال گذشته، به تدریج خانواده Micromaster را از خط تولید خارج کرد و آن را با سری SINAMICS جایگزین نمود، چراکه مدل‌های Micromaster 4 به محدودیت عملکردی و فنی خود رسیده بودند. تولید نهایی برخی از مدل‌های این خانواده تا سال ۲۰۲۷ به‌طور رسمی متوقف خواهد شد.
در مقایسه، درایوهای جدید SINAMICS نسبت به نسل‌های قدیمی مزایایی چون:
- ظرفیت توان بالاتر،
- ارتباطات داخلی PROFINET / EtherNet/IP،
- عملکردهای ایمنی مجتمع،
- بازده انرژی بهتر،
- و ابزارهای پیکربندی مدرن دارند.
زیمنس، برای جایگزینی یا به‌روزرسانی درایوهای Micromaster، کیت‌های Retrofit و راهنماهای انتخاب ارائه می‌دهند.
برای مثال، درایو Micromaster 440 مورد استفاده در یک پمپ را می‌توان با SINAMICS G120 یا G120X جایگزین کرد که اغلب تنها نیاز به تغییرات جزئی در سیم‌کشی و پارامترها دارد.
برنامه‌ریزی برای این تغییر نسلی تصمیمی هوشمندانه است و شرکت اتوماسیون زیمنس می‌تواند در شناسایی درایو جایگزین یا ارائه راه‌حل‌های Retrofit کمک کند.
کارایی و ویژگی های درایوهای VFD زیمنس
درایوهای SINAMICS زیمنس به‌خاطر کیفیت مهندسی بالا و قابلیت‌های پیشرفته خود شهرت دارند و با استانداردهای صنعتی هم‌راستا هستند:
۱. حالت‌های کنترل موتور:
درایوهای زیمنس از کنترل ساده V/f (ولت بر هرتز) تا کنترل برداری (Vector Control) پشتیبانی می‌کنند.
بسیاری از مدل‌ها هر دو حالت بردار باز (بدون انکودر) و بردار بسته (با فیدبک انکودر) را برای کنترل دقیق سرعت یا گشتاور فراهم می‌سازند.
۲. ظرفیت اضافه‌بار (Overload):
زیمنس نوع سرویس درایوها را به‌صورت Low Overload و High Overload طبقه‌بندی می‌کند.
به‌طور معمول، درایوی مثل SINAMICS می‌تواند تا ۱۱۰٪ جریان نامی برای ۶۰ ثانیه (وظیفه عادی) یا ۱۵۰٪ برای ۶۰ ثانیه (وظیفه سنگین) تحمل کند.
این انعطاف امکان انتخاب درایوی کوچکتر را در کاربردهایی که گاهی به گشتاور بالا نیاز دارند، فراهم می‌کند.
مدل G120 قابلیت تعریف پروفایل‌های مختلف بار را دارد.
۳. بهره‌وری انرژی:
درایوهای SINAMICS با تنظیم سرعت موتور نسبت به نیاز واقعی، مصرف انرژی را کاهش می‌دهند — به‌ویژه در بارهای گشتاور متغیر مانند فن‌ها و پمپ‌ها.
ویژگی‌هایی مانند کاهش خودکار شار (Automatic Flux Reduction) و حالت ECO در سری V20 کارایی سیستم را افزایش می‌دهند.
درایوها می‌توانند مصرف و صرفه‌جویی انرژی را به‌صورت لحظه‌ای نمایش دهند و در حالت استندبای یا خواب (Hibernation) قرار گیرند تا مصرف بیهوده کاهش یابد.
۴. حفاظت و استانداردها:
درایوهای زیمنس مطابق با استانداردهای بین‌المللی IEC 61800-5-1 (ایمنی) و IEC 61800-3 (تداخل الکترومغناطیسی) طراحی می‌شوند.
ویژگی‌های حفاظتی شامل محافظت اضافه‌بار، عبور از افت یا افزایش ولتاژ و وجود فیلترهای داخلی EMI جهت رعایت استاندارد CE (EN 61800-3) است.
اکثر مدل‌ها دارای گواهی UL برای ایالات متحده هستند.
زیمنس سطوح حفاظتی مختلف مانند IP20، IP55/NEMA12 و پوشش بردهای الکترونیکی (Conformal Coating) برای محیط‌های خورنده ارائه می‌دهد.
۵. ارتباط و یکپارچگی:
درایوهای زیمنس به‌صورت بومی از شبکه‌های PROFINET و PROFIBUS پشتیبانی می‌کنند.
بسیاری از مدل‌ها همچنین سازگار با Modbus RTU / TCP و EtherNet/IP هستند.
ابزارهای نرم‌افزاری مانند StartDrive (در محیط نرم افزار TIA Portal زیمنس) یا SINAMICS Starter برای پیکربندی و عیب‌یابی وجود دارد.
در مدل V20، ماژول اختیاری Smart Access یک نقطه‌دسترسی Wi-Fi ایجاد می‌کند تا از طریق لپ‌تاپ یا موبایل بتوان درایو را بی‌سیم تنظیم و مانیتور کرد.
۶. ایمنی و عملکردهای داخلی:
بسیاری از مدل‌های SINAMICS دارای Safety Integrated هستند؛ مانند Safe Torque Off (STO) با سطح ایمنی SIL2 یا SIL3 برای قطع سریع گشتاور بدون نیاز به کنتاکتور خارجی.
مدل‌های پیشرفته‌تر از عملکردهای ایمنی دیگر مانند SS1 (توقف ایمن)، SLS (سرعت محدود ایمن) و … پشتیبانی می‌کنند.
درایوها همچنین ورودی/خروجی‌های قابل‌برنامه‌ریزی (I/O) و کنترل PID داخلی دارند، به‌طوری‌که می‌توانند چند موتور (مثل پمپ‌ها) را به‌صورت چرخشی کنترل کنند.
در مدل V20، ماکروهای آماده برای حالت‌های کنترلی مختلف و قابلیت کپی‌برداری پارامترها از طریق SD Card یا Keypad Loader وجود دارد.
نکات کلیدی هنگام تعویض برند درایو
در زمان جایگزینی درایو Siemens VFD با برند دیگر، باید برخی مسائل فنی و نصب را برای انتقال بدون مشکل در نظر گرفت:
۱. ابعاد فیزیکی و محل نصب:
ابعاد و وزن درایو جدید معمولاً با مدل قبلی تفاوت دارد. ممکن است لازم باشد چیدمان تابلو اصلاح یا سوراخ‌های نصب مجدداً ایجاد شوند. میزان دفع حرارت و فاصله تهویه را بررسی کنید. برخی تولیدکنندگان صفحات آداپتور برای هماهنگی با الگوی نصب رقبا ارائه می‌دهند.
۲. سازگاری با موتور:
اطمینان حاصل کنید درایو جدید با مشخصات موتور شما (ولتاژ، جریان نامی، اضافه‌بار و نوع موتور – القایی یا سروو مغناطیس دائم، اسپایندل پرسرعت و غیره) سازگار باشد.
۳. سیم‌کشی کنترلی و ورودی/خروجی (I/O):
پیش از نصب، ترمینال‌های کنترلی درایو زیمنس (دستورات استارت/استاپ، ورودی آنالوگ سرعت و …) را با ترمینال‌های مشابه در درایو جدید مطابقت دهید. نقشه ترمینال‌ها را دقیقاً تطبیق دهید تا عملکردها به‌درستی برقرار باشند.
۴. پارامترها و تنظیمات:
قبل از جداسازی درایو قدیمی، از تنظیمات آن نسخه پشتیبان بگیرید یا موارد کلیدی مانند مشخصات پلاک موتور، زمان شتاب/کاهش، فرکانس حداقل/حداکثر، چندسرعته‌ها، پروفایل V/F سفارشی را یادداشت کنید.
سپس همین مقادیر را در درایو جدید اعمال نمایید.
تکنسین‌های شرکت اتوماسیون فرسان معمولاً درایوهای جایگزین را مطابق با منطق درایو اصلی برنامه‌ریزی می‌کنند و در صورت ارائه پارامترها، حتی قبل از ارسال، دستگاه را پیش‌پیکربندی می‌نمایند.
۵. استانداردها و تأییدیه‌ها:
اطمینان یابید درایو جدید با استانداردهای سایت شما (مثل UL508A برای تابلوها یا محدودیت‌های IEEE‑519 برای هارمونیک شبکه) مطابقت دارد.
درایوهای زیمنس معمولاً دارای گواهی UL هستند، بنابراین جایگزین انتخابی نیز باید دارای تأییدیه مشابه باشد تا الزامات ایمنی و قانونی رعایت شود.
تعمیر و پشتیبانی درایوهای زیمنس
شرکت اتوماسیون زیمنس دارای تجهیزات آزمایش کامل برای عیب‌یابی دقیق درایوهاست. این شرکت علاوه بر فروش درایوهای جدید، به عنوان مرکز تعمیر سطح کارخانه‌ای برای تعمیر درایو زیمنس، تعمیر سافت استارتر زیمنس، تعمیر hmi زیمنس، موتورها و تجهیزات الکترونیکی صنعتی فعالیت می‌کند.
برای درایوهای زیمنس، هم تعمیر و هم جایگزینی معادل انجام می‌شود — از Micromasterهای قدیمی تا SINAMICSهای جدید.
پشتیبانی در محل:
مدل کاری اتوماسیون فرسان عمدتاً ارسال درایو جهت تعمیر به کارگاه است؛ اما برای پروژه‌های بزرگ یا مناطق خاص، سرویس میدانی در محل (On‑Site) نیز ارائه می‌شود.
بسیاری از مشتریان برای جلوگیری از توقف، یک درایو یدکی نگهداری می‌کنند یا از این شرکت، واحد جایگزین سریع دریافت کرده و درایو معیوب را ارسال می‌نمایند.
جمع‌بندی
درایو VFD زیمنس (سری SINAMICS) ابزارهایی قدرتمند برای کنترل حرکت صنعتی هستند و به دلیل کیفیت و یکپارچگی عالی با سیستم‌های اتوماسیون زیمنس شهرت دارند.
انتخاب صحیح باید با توجه به توان، عملکرد، شرایط محیطی و قابلیت ارتباطی انجام شود. عواملی مانند زمان تحویل، پشتیبانی محلی و آشنایی تیم تعمیرات نیز نقش مهمی در تصمیم‌گیری دارند.
شرکت اتوماسیون فرسان راهکاری جامع برای صنایع فراهم می‌کند. رویکرد این شرکت بر شفاف‌سازی گزینه‌ها، ارائه تضمین کیفیت و پشتیبانی سریع استوار است. با تکیه بر تجربه مهندسی، شناخت استانداردهای صنعتی و نمونه‌های واقعی، این شرکت به مشتریان کمک می‌کند بیشترین زمان کارکرد و کمترین هزینه توقف را تجربه کنند.
اگر نیاز به درایو جایگزین یا تعمیر تخصصی درایو زیمنس دارید، تیم اتوماسیون فرسان نمایندگی زیمنس آماده پشتیبانی است. از انتخاب درایوهای بهینه انرژی گرفته تا احیای کامل یک درایو «خاموش»، این مجموعه تجربه و سرعت لازم برای حفظ پایداری خطوط تولید را در اختیار دارد.
