Siemens G120 vs S120 : Différences clés et comment choisir

Siemens G120 vs S120: les principales différences et le choix

1. Introduction

Les deux moteurs Siemens SINAMICS G120 et SINAMICS S120 sont équipés d'un contrôleur de processus PID, mais les deux entraînements diffèrent sensiblement par leur conception fonctionnelle, leur champ d'application,et caractéristiques de performanceLe choix de la mauvaise plateforme peut entraîner une sur-ingénierie ou une sous-performance, qui entraînent toutes deux des conséquences de coûts réels.

Cet article compare le G120 et le S120 à travers quatre dimensions principales: fonctions et architecture de base, configuration de paramètres, scénarios d'application et optimisation des performances.Que vous soyez ingénieur OEM, intégrateur de système ou spécialiste des achats, ce guide vous aidera à identifier le bon entraînement Siemens pour votre projet.

2. Vue d' ensemble du produit

2.1 Siemens SINAMICS G120 est une marque de véhicule

Le SINAMICS G120 est un entraînement à courant alternatif modulaire à usage général pour des applications industrielles standard.Il associe une unité de commande (CU) à un module de puissance (PM) qui peut être sélectionné indépendamment en fonction des besoins en puissance et en boîtier.

• Plage de puissance: 0,37 kW 250 kW (norme 3 AC 380 V)
• Mode de commande: V/f, vecteur en boucle ouverte, vecteur en boucle fermée
• Contrôleur PID intégré pour le niveau, la température, la pression et la vitesse
• Le rapport est publié par la Commission européenne.
• Sécurité: STO (Torque éteint en toute sécurité) en série
• Emballage: norme IP20; IP55 par montage à pression

Par défaut, la sortie G120 est liée au point de réglage de la vitesse (P1070).La réponse par étape analogique dépasse généralement 10 secondes, ce qui rend le G120 le mieux adapté au contrôle stable à l'état d'équilibre plutôt qu'aux applications transitoires rapides.

2.2 Siemens SINAMICS S120

Le SINAMICS S120 est un système d'entraînement modulaire de haute performance conçu pour des applications exigeantes de contrôle de mouvement et de processus.Son architecture de bus CC partagée permet à plusieurs modules moteur de partager un seul module de ligne, permettant l'échange d'énergie entre les axes.

• Plage de puissance: 0,12 kW plusieurs MW
• Mode de commande: Vecteur, Servo, V/f
• PID avancé avec réglage automatique, deux réglages évolutifs et blocs de fonctions f (x)
• Réaction de l'encodeur requise pour le mode servo; canal dérivé flexible pour le PID complexe
• Sécurité: STO, SS1, SLS, SDI, SOS, SSM jusqu'à SIL 2 / PLe (catégorie 4)
• La communication: PROFIBUS, PROFINET, EtherNet/IP, DRIVE-CLiQ est également disponible.

Le canal dérivé du S120 peut se connecter librement pour contrôler l'écart ou les valeurs mesurées réelles.

3. Comparaison des spécifications

4Les principales différences expliquées

4.1 Architecture de base et capacité de PID

Le G120 prend en charge un contrôle PID simple en boucle fermée pour le niveau, la température et la pression du liquide idéal pour les ventilateurs, les pompes et les charges similaires où les exigences de réponse dynamique sont modestes.Son PID en boucle simple est simple à configurer et bien éprouvé dans les applications utilitaires et HVAC.

Le S120 offre un environnement de contrôle nettement plus riche: le niveau du liquide, la température, la position du rouleau flottant, la tension et le contrôle coordonné multi-variables sont tous pris en charge nativement.Il dispose également de deux réglages évolutifs, un positionneur électrique flexible et un générateur de fonction de rampe.

4.2 Réaction dynamique

La réponse analogique de l'étape G120 dépasse généralement 10 secondes, ce qui est bien adapté au contrôle à l'état d'équilibre, mais limitant pour les applications transitoires rapides.Le S120 offre des temps de cycle de commande courants aussi courts que 62.5 μs, essentiels pour les applications CNC, la robotique, l'impression et le remontage.

4.3 Fonctions de sécurité

Les deux entraînements prennent en charge STO (Safe Torque Off). Le S120 fournit en outre une bibliothèque de sécurité certifiée selon la norme IEC 62061 (SIL 2) et ISO 13849 (PLe / Cat 4):

• SS1 ️ Arrêt sécurisé 1
• SLS Velocité limitée en toute sécurité
• Indicateur de direction de sécurité
• S.O.S. Arrêt de fonctionnement sûr
• MUS

4.4 Intégration et évolutivité des systèmes

Le G120 s'intègre via PROFIBUS ou PROFINET, chaque unité étant configurée indépendamment.Le S120 s'intègre profondément avec le portail TIA et SINUMERIK via DRIVE-CLiQ permettant l'identification automatique des paramètres et le diagnostic centraliséDans le cas d'une ligne d'emballage à 6 axes, l'intégration DRIVE-CLiQ a réduit le temps de mise en service de 40% environ.

5. Configuration du paramètre PID

5.1 G120 Configuration du PID

Activer le PID en définissant P2200 = 1. Source de point de réglage: P2253 = r2050.1 (PROFINET) ou r755.0 (AI0).0Pour le régulateur de pression de barre, régler P595 = 3 et P596 = 10 (100% = 10 bar).

5.2 S120 Réglage du PID

S120 PID nécessite l'ajustement des paramètres P, I et D en fonction des caractéristiques dynamiques de l'objet contrôlé. Le paramètre d'inversion logique P2306 doit être configuré avec soin.La fonction de réglage automatique du S120 identifie automatiquement les paramètres du modèle de moteur et optimise les paramètres du PI, réduisant considérablement l'effort de mise en service.

6Exemples typiques d'applications

6.1 G120 Scénarios d'application

Régulation en boucle fermée de la vitesse du ventilateur:Les constantes de temps PID varient généralement entre des dizaines de secondes idéal pour les forces à l'état d'équilibre du G120.

L'alimentation en eau à pression constante:Le capteur de pression + la pompe + le PID intégré maintiennent une pression d'eau stable pour des exigences de réponse dynamique modérées.

Régulation à température constante:Les capteurs de température avec boucle PID permettent une régulation précise des systèmes de chauffage ou de refroidissement.

Exemple de cas usine de traitement des eaux:G120 avec PROFINET contrôlé 12 moteurs de pompe via SCADA.

6.2 S120 Scénarios d'application

Contrôle de la position du rouleau flottant:S120 réagit rapidement aux perturbations externes pour un positionnement stable et fiable dans les lignes de processus continues.

Régulation de la tension:Un réglage précis du couple de sortie du moteur permet un contrôle précis des variations de tension lors du remontage et de l'impression.

Contrôle coordonné à plusieurs variables:Régulation simultanée du niveau et du débit du liquide, avec deux réglages évolutifs pour des exigences de contrôle complexes.

Exemple de cas Ligne d'emballage à grande vitesse:S120 avec 6 axes synchronisés a remplacé un système de servo hydraulique. Le débit a augmenté de 30%, la consommation d'énergie a diminué de 15% et les coûts de maintenance hydraulique ont été éliminés.

7Comment choisir: Guide de décision

Sélectionnez G120 si:

• Votre charge est une pompe, ventilateur, convoyeur, compresseur, mélangeur ou centrifugeuse
• La précision de la vitesse sous V/f ou vecteur en boucle ouverte (≥ ± 0,5%) est acceptable.
• Vous avez besoin d'un lecteur autonome rentable avec simple câblage PID
• Une installation compacte IP55 est requise
• Le budget est une contrainte principale du projet

Choisir S120 si:

• Votre machine nécessite une précision au niveau du servo ou une réponse rapide au couple (< 10 ms)
• Vous avez besoin de synchroniser 2 ou plusieurs axes moteurs
• L'application implique le CNC, la robotique, l'impression, l'enroulement ou le contrôle de la tension
• La sûreté fonctionnelle avancée (SS1, SLS, SDI ¢ SIL 2) doit être certifiée
• La récupération d'énergie entre les axes est importante pour le coût d'exploitation

8. Optimisation des performances

G120:La fonction adaptative (firmware V4.7.13+) ajuste automatiquement les constantes de temps PID. Le mode de réglage fin (P2251 = 1) permet un contrôle de précision près du point de réglage.La fonction f (x) prend en charge les caractéristiques non linéaires telles que les courbes des pales d'hélice sans dispositifs externes.

S120:L'identification automatique élimine les itérations manuelles de réglage PI. L'ajustement P/I/D vise l'oscillation et l'écart d'état d'équilibre.Les stratégies multi-zones et en cascade traitent de la dynamique des processus au-delà de la capacité de boucle unique.

9Coût et coût total de possession

Un G120 pour un moteur de 15 kW coûte généralement 30 à 50% d'un système S120 équivalent.

• Espace et câblage du panneau:Le bus en courant continu partagé S120 réduit le câblage dans les systèmes multi-axes
• Économies d'énergie:Les modules de régénération S120 peuvent réduire les coûts énergétiques de 10 à 25% dans les applications de freinage fréquent
• Maintenance:Les deux plateformes prennent en charge le diagnostic prédictif via PROFINET
• Temps d'entraînement:S120 avec TIA Portal et DRIVE-CLiQ peut réduire le temps de mise en service jusqu'à 40% dans les projets complexes

Pour les applications à moteur unique, le G120 gagne presque toujours sur le TCO. Pour les systèmes à 3 axes et plus, le S120 devient souvent compétitif en termes de coûts lorsque la récupération d'énergie et la réduction du travail de câblage sont pris en compte.

10. Références de modèle commun

Remarque: Vérifiez toujours les numéros d'article à l'aide du configurateur Siemens SIZER ou contactez votre distributeur autorisé, car les options affectent le code de commande.

Conclusion

Les deux Siemens SINAMICS G120 et S120 sont des produits exceptionnels dans leurs domaines respectifs:

• G120= l'outil approprié pour les applications d'entraînement industriel standard (pompes, ventilateurs, convoyeurs, compresseurs)
• S120= l'outil approprié pour le contrôle du mouvement, le multi-axe de haute précision et le contrôle avancé des processus

Si vous n'êtes pas sûr de la plateforme qui correspond à votre application, contactez notre équipe d'ingénieurs pour connaître les spécifications du moteur, le type de charge et les exigences de contrôle.Nous fournissons les véritables entraînements Siemens SINAMICS G120 et S120 avec toute la documentation, garantie et support technique.