西门子和三菱都是用的梯形图多,西门子也极少有人用高级语言或者汇编
两者的差距就好比东风日产汽车和德国大众汽车一样,外形不同,内置不同,软件不同,很多不同,但是可以实现的功能相同
之所以都说要先学三菱是因为三菱在数据处理上要简单,容易上手,不用去考虑什么是字节、字、双字,仅仅这一点就让很多人难以入门西门子,三菱只有一个字数据存储。另外三菱的编程软件自带仿真,这点也比西门子方便很多。
西门子PLC上升沿触发的问题。
经过T0的定时,T0的常闭触点会通断,为什么{(P)指令最好要和Set指令结合使用。因为P指令就是在一个扫描周期内进行。所以你后面的移位操作还不一定能执行呢。你可以在中间做一个过渡,(P)之后是Set m0.0,然后利用M0.0进行移位操作,下降沿Rst m0.0。P}没法检测到上升沿,从而使MD12进行移位操作呢?程序就只有这样子,没用到其他什么变量了
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面向能源用户的群组解决方案
Caterva是一家由西门子协助创建的新公司,它让电力用户在电网中的角色变得日益重要。Caterva试点项目的参与者用太阳能发电自给自足,剩余电量馈入电网,帮助电网稳定运行。
在位于巴伐利亚乡村的家中,Andreas Seubert在地下室安装了一个1.8米高的钢制电池柜,其中一侧是堆叠的锂电池,另一侧有逆变器、智能仪表、电子开关设备,以及一个带有处理器和移动通信设备的卡片大小的电路板;同时,他还在房顶上安装了大量太阳能板。整个系统充分展现了专家们所说的分布式配电概念。
初步试验
如果德国能够成功实现能源转型,则储能系统(ESS,如 Seubert地下室的储能系统)未来将在可持续能源网中发挥重要作用。因为这种系统有助于在无风、无阳光的日子保持电网频率稳定,弥补供电缺口。目前,这项工作仍然依赖常规发电厂(比如能够快速启动的燃气电厂)。
然而,位于慕尼黑的Caterva公司正在展示另外一种方法。公司总经理Markus Brehler说,“Caterva是一个拉丁词,意指‘群组’”。群组的原理非常简单,就是储存光伏组件产生的电能,如Seubert家锂电池中储存的光伏电能。每个电池柜的总输出功率为20千瓦,容量为21千瓦时(kWh)。通过电网将一个地区所有建筑物中的电池柜互联,可形成一个总输出功率超过1兆瓦的群组或虚拟储能系统。电池柜通过移动无线设备控制,柜中的电子系统允许控制中心搭接Caterva参与者的电池或对这些电池充电。如果电网需要更多电能,“控制中心就会从电池群中获取电能”来平衡电能波动。Seubert如是说。
这一创新概念最初由西门子新型业务部门(SNB)提出,之后由西门子研究院不同部门加以完善,直至群组软件基础版完成。另外,SNB的专家还协助创建了Caterva,这是因为当西门子股份公司无法像外部公司那样很好、很快或很灵活地进一步发展一个很有前途的经营理念时,这些专家就需要负责创建新公司。在担任Caterva总经理之前,Brehler曾在另一家西门子分公司EnOcean GmbH工作,并在那里积累了丰富的经验。未来,西门子会以多种方式继续为Caterva提供支持。举例来说,它将电池柜与所有硬件进行了连接,并且还是该公司的小股东之一。
几个月前,Caterva与能源供应商N-Ergie携手合作,共同启动了初步试验,最终会有大约65个民营光伏业主参加。有了这种储能系统,这些业主会利用更多的自产电能,其比例从没有储能系统的仅仅30%激增至平均60%至80%之间。
Seubert今年52岁,是西门子包装机部门经理,他是参加该项目的第一人。在2013年秋季,当他和家人搬进位于德特尔巴赫小镇的新家时,他在自家房顶上安装了太阳能板。太阳能板在阳光灿烂的日子能够生产大量电能,然而令Seubert苦恼的是,他家的用电量相对较少。虽然未立即使用的电能会馈入电网,Seubert也会获得相应的收入,但他的长期目标是,脱离对能源供应商的依赖。
积极响应
Seubert认为自己购买电池来储存太阳能不划算。他表示:“专家们建议我不要这样做,因为他们仍然认为,对于私人家庭来说,高性能电池太贵了。”一个偶然的机会,他知道了Caterva项目。“一位在西门子从事智能电网技术工作的同事告诉我,如何通过电池和智能技术加入能源供应系统。”Seubert说。在他注册加入试点项目之后,Caterva于2014年夏初在他的地下室安装了新ESS装置。Caterva急需与Andreas Seubert这样的先锋合作,从而证明群组概念的巨大潜能。携手开展试点项目的N-Ergie的情况也是如此。NErgie企业战略发展部项目经理Ingo Sigert表示:“我们在能源转型方式方面一直都在努力。” Sigert坚信,能源供应公司必须提供创新解决方案,方能在市场上长期立足。因此,N-Ergie最近将一个70米高的热水蓄热系统投入了运营。这堪称欧洲最高的蓄热系统之一,它与具有集成式生物质能供热站的联合循环电厂进行了连接。N-Ergie面临的一个主要问题是,如何在一个可再生能源发电量波动很大的网络中,解决能源储存和电网监管的问题。“当Caterva找到我们,并介绍了其群组概念后,我们立即就被这个概念迷住了。”Sigert解释道。两家公司很快达成合作协议,并且还邀请了爱尔兰根-纽伦堡大学(FAU)参与进来。大学的科研人员将为试点项目提供支持,直至2019年。Sigert表示:“在未来一段时间,随着从可再生能源获得的电能越来越多,我们能逐渐积累经验。”
每个项目合作伙伴都有自己的具体任务。N-Ergie负责在其电网区域联系在房顶上安装了相对较新的太阳能电池板的客户。“客户的响应一直非常积极。我们很快找到了超过25个潜在参与者,并且有望很快找到其余参与者。”Sigert说。Caterva是参与者的合同合作伙伴。公司会为参与者们提供用于钢制电池柜的系统,并将其联网。“参与者只需支付租金。在试点阶段,费用总计为4,000欧元左右。”Brehler解释道。各户向德国电网支付的电费(目前电价为27欧分/度)与自产电能成本之间的差额完全可以抵消这笔费用。目前来看,该项目每度电可节省10至15欧分。Caterva之所以能够提供如此优惠的租赁条件,是因为它能够向电网运营商提供用于调节供需、平衡电网的电能,由此获得收入。
群组协调
N-Ergie提供统领性的基础设施。未来,该公司的控制中心不仅要管理其发电厂,而且还将管理Caterva项目群组。Brehler表示:“主要任务之一是,协调好这个群。”移动设备用来将数据从参与者地下室中的ESS装置传输到控制中心。这样,N-Ergie便能随时了解电池的电量。
与此同时,ESS装置也能“了解”因电力供需不平衡而导致的电网频率波动。举例来说,当分布式发电的产能过多或常规发电发生故障时,就会出现这种情况。在这种情况下,需要立即将电能馈入电网或从电网获取电能,以弥补发电量与耗电量之间的缺口,并将电网频率保持在50赫兹的水平。过去,这项工作由常规发电站(如燃气电厂)负责。
自2011年开始,德国也允许分布式发电商承担这项工作,前提是他们需要至少向电网馈入一兆瓦的调节电能。在2030年系统服务路线图中,德国能源署(DENA)计划让更多分布式发电商执行此工作。但在此之前,德国需要测试并运用新技术,如Caterva的技术。Brehler表示:“我们必须立即行动,以便能在未来五年内找到稳定电网的解决方案。”
最近刚刚启动的这个试点项目只是长远发展的起点。N-Ergie正在考虑集成全德国的光伏组件业主,因为,如Sigert所说,“这个群越大,越有助于稳定电网”。德国特别适合实施以“带着太阳入网”为口号的Caterva概念。德国的民营光伏组件业主大约有110万,远超世界上任何其他国家,这表明,与能源转型相关的新经营理念具有巨大的潜在商机。Markus Brehler也对此深信不疑。他表示:“我们正在寻找对未来能源概念业务模式感兴趣的基础设施投资商。”但未来还有很长的路要走。就现在而言,Seubert比较满意的是,他地下室的系统非常稳定。他表示:“我希望有一天,家中的电力非常充足,即使发生大范围的停电事故也能如此。而如果家里的电力足以让我在电视上看一场重要的足球比赛,那我就更满意了。”如今,Seubert的愿望应该已经能实现了。
西门子如何测试新业务模式
自2012年开始,西门子新型业务部门(SNB)被并入西门子研究院的创新风险投资部门。其任务是,在对西门子有利的业务领域设立初创公司,从而为测试快速、灵活的创新业务模式创造机会。这些初创公司在管理上独立于西门子之外,由经验丰富的企业家领导。西门子新型业务部门仅作为风险资本投资商对这些分公司提供财务支持。西门子可以日后决定是否要将这些初创公司并入组织架构,以便在整个西门子范围内扩展其业务运营。
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还记得2001年斯皮尔伯格导演的大片《人工智能》吗?机器人小男孩大卫不仅具有人类的行为和思考能力,还能像普通孩子一样同父母进行情感交流。为了成为真正的人类,重获母爱,他甘愿在海底被冰封了2000年,以换来和母亲一天的独处。
曾经只存在于科幻电影中的情节似乎已不再遥不可及。不久前,人工智能程序AlphaGo以3:0战胜中国的围棋世界冠军柯洁,在这场举世瞩目的智力对弈中笑到了最后。
“人工智能”和“机器学习”的神秘面纱已悄然揭开。在瑞典,在西门子软件帮助下,海上风机能自我学习,自动分析风速、风向等数据,调节设置,实现风力的最大利用。而在瑞士日内瓦地下100米深处,科学家正利用大型强子对撞机,模拟137亿年前的宇宙大爆炸,希望破解宇宙诞生之谜。西门子软件分析对撞机的海量数据,提前预警元器件故障。
电厂的远程诊断也有着类似的原理,即从海量数据中习得规律,作出最佳决策。在郑州,国家电力投资集团公司(国家电投)河南远程诊断中心已经上线运行。发电机组的健康状况由千里之外的“专家大夫”悉心呵护。在还没引发“疾病”之前,“细菌”就被扼杀在摇篮。国家电投是中国唯一同时拥有水电、火电、核电和新能源资产的综合能源企业。
爱学习的诊断高手
数字化变革正在席卷各行各业,而大数据更是被称为价值连城的“石油”,电力企业也无法再任其在机器轰鸣、产线轮转之间白白流失。
在电力需求持续上升的今天,大容量、高精密的机组对电厂的维护水平提出了更高的要求。而对大型电力集团来说,旗下电厂分布广泛,运营难度和成本相应增加。应对这些挑战都离不开数字技术的力量。国家电投先人一步,成为电厂数字化的探路先锋。
目前,国家电投河南远程诊断中心连接监视国家电投旗下7家电厂的14台发电机组,装机容量共达到680万千瓦。
每台机组都有成千上万个运行参数由传感器实时采集,如机组的负荷、水泵的电流等,并传输至远程诊断中心的集中数据库。经过特训的智能模型如同“大脑”一般机敏,能自动分析这些海量数据,一旦发现异常,便会立即预警。技术专家根据预警的优先级,利用西门子SPPA-M3000电厂生产管理平台,对设备进行诊断,并在平台中进行诊断报告的编写、查询和发布等。
那么智能模型的“火眼金睛”是如何炼成的呢?根据电厂的运行需要和机组的特点,技术专家在西门子电厂高级智能诊断系统SPPA-D3000中针对不同设备,建立不同功能的模型,包括故障预测、性能优化等。此后,通过神经元网络算法,智能模型对电厂6-12个月内的历史数据进行学习和训练,直到能够准确识别设备在不同运行状态下的正常参数范围。
“打个比方,要训练一个人的健康模型,就要让它不断学习这个人过去慢走、快跑、吃饭时的正常血压、脉搏等数据,模型才会更加‘知识渊博’。”西门子电站自动化有限公司信息工程部负责人肖国涛说。
非计划停机给电厂带来的损失巨大。据估算,一台100万千瓦的蒸汽轮机机组1天能发电约1600万度。如果按照1度电0.3元来计算,停机1天给电厂造成的损失就有480万元。这还不包括每次机组启停耗费的燃料成本。
会“思考”电厂
在中国,插上了大数据的翅膀,数字化电厂不再是镜花水月。而西门子无疑是将这一梦想变为现实的重要助力。
除了西门子数字化电厂软件之外,西门子数字化服务结合强大的数据分析和网络安全技术,通过远程维护和优化,帮助电厂提高设备的运行效率和可用性。
对于发电机组这样的尖端设备来说,精心呵护尤其必要。一台蒸汽轮机和燃气轮机有着上千个零部件,在运行时要承受巨大的机械和热能压力。以西门子8000H燃气轮机为例,燃烧室中的温度可达1600度,远超火山喷发岩浆的温度。并且高温气体以每秒100米的速度流动,相当于第2级强的龙卷风的速度。
通过数字化服务,西门子不仅能为电厂提供高级诊断服务,还能精准预测部件使用寿命,帮助电厂更灵活、合理地安排维护周期,降低备件库存,优化电厂资产。
与普通IT公司提供的数据分析服务相比,我们最大的优势在于能够融合西门子独有的设备设计数据,全球各地的已装机设备运行数据,以及我们在电力领域100多年的丰富经验和专业知识。”西门子中国研究院发电与天然气创新中心数字化部总监汤禹成表示。“并且客户能在需要的地方进行数据分析,既可以利用云计算设备,也可以在本地利用现场的智能联网设备进行。”
“对中国市场来说,数字化电厂的意义更加非比寻常。比如,将来如果中国开放电力竞价上网,西门子服务专家还能结合电厂运行状态、电网数据等,帮助电厂决定最佳的竞标电价,使其经济收益最大化。”他补充道。