西門(mén)子6ES7211-0BA23-0XB0西門(mén)子6ES7211-0BA23-0XB0

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微型電網(wǎng)：通往電力自給自足的道路

與利用可再生能源的發(fā)電設(shè)施不同的是，常規(guī)電廠供應(yīng)的不只是電能，它們還提供從源頭確保電網(wǎng)可靠運(yùn)行的系統(tǒng)服務(wù)。因此，如果到2050年，可再生能源發(fā)電量能占到德國(guó)總發(fā)電量的80%，那么，就必須開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的新型解決方案。西門(mén)子下的一個(gè)研究小組所開(kāi)發(fā)的微型電網(wǎng)等解決方案，便是適用于此的可選方案之一，它們終將能在世界其他地區(qū)發(fā)揮重要作用。

IREN2項(xiàng)目的研究人員正在Wildpoldsried開(kāi)發(fā)適合可再生能源并網(wǎng)發(fā)電的可持續(xù)發(fā)展電網(wǎng)。為此，他們將建造并分析具備獨(dú)立操作能力的微型電網(wǎng)原型，以及拓?fù)潆姀S原型。

德國(guó)正在全力推進(jìn)可再生能源的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型?？稍偕茉凑嫉聡?guó)能源構(gòu)成的比重已達(dá)25%左右。然而，如果德國(guó)要實(shí)現(xiàn)到2050年，將可再生能源發(fā)電比例提高至80%的能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)，那么，將需要向電網(wǎng)輸送更多利用可再生能源生產(chǎn)的電能。事實(shí)上，屆時(shí)可再生能源的發(fā)電量，甚至需要超過(guò)當(dāng)前德國(guó)高峰時(shí)段的用電總量。

時(shí)至今日，德國(guó)可再生能源發(fā)電設(shè)施的裝機(jī)容量，已令其電網(wǎng)瀕臨崩潰。必須建設(shè)智能電網(wǎng)，以保證即使發(fā)電量隨天氣而波動(dòng)，分布式發(fā)電系統(tǒng)也能持續(xù)不斷地為電力用戶提供充足的電能。與當(dāng)今電網(wǎng)不同的是，智能網(wǎng)絡(luò)不僅能平衡電能的生產(chǎn)和消耗，而且可以分配電能，其調(diào)控范圍直達(dá)終用電環(huán)節(jié)。

為了保證這種方法的有效性，從2011年到2013年，作為德國(guó)開(kāi)展的IRENE（可再生能源與電動(dòng)交通系統(tǒng)集成）計(jì)劃的一部分，西門(mén)子下的一個(gè)研究小組，在德國(guó)南部Allgäu地區(qū)的Wildpoldsried市，建造了一個(gè)智能電網(wǎng)，并進(jìn)行了試驗(yàn)。在IRENE研究項(xiàng)目中，Michael Metzger博士是西門(mén)子派出的項(xiàng)目經(jīng)理。他解釋說(shuō)，Wildpoldsried是這個(gè)項(xiàng)目的理想啟動(dòng)地點(diǎn)。他說(shuō)：“早在2010年，Wildpoldsried利用風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電設(shè)施生產(chǎn)的電能，就已達(dá)到其用電量的兩倍左右。換句話說(shuō)，它已經(jīng)具備我們預(yù)期未來(lái)將在整個(gè)德國(guó)看到的條件。”

重疊系統(tǒng)

如今，Wildpoldsried的智能電網(wǎng)已經(jīng)能夠靈活地平衡當(dāng)?shù)夭▌?dòng)不定的電能供應(yīng)和用電需求，從而維持電網(wǎng)穩(wěn)定。有許多技術(shù)幫助實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)，包括兩個(gè)可控制配電變壓器和一個(gè)蓄電池組裝置。當(dāng)?shù)氐闹悄茈娋W(wǎng)還配備了一個(gè)*的測(cè)定系統(tǒng)、一套技術(shù)的通信基礎(chǔ)設(shè)施，以及分布式可再生能源發(fā)電系統(tǒng)，如光伏發(fā)電和沼氣發(fā)電設(shè)施。有了這些系統(tǒng)和智能電網(wǎng)，如今，Wildpoldsried的發(fā)電量已達(dá)到其居民用電量的五倍以上，大大超過(guò)這個(gè)只有2,500人的小型社區(qū)高峰時(shí)段的需求量。這樣一來(lái)，IRENE計(jì)劃的合作伙伴便能創(chuàng)造理想的技術(shù)條件，朝著實(shí)現(xiàn)德國(guó)2050能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)跨進(jìn)一步。

不過(guò)，相比Wildpoldsried而言，在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的挑戰(zhàn)要艱巨得多。來(lái)自德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)的Torsten Sowa，是IRENE計(jì)劃的合作伙伴之一。他表示，“就當(dāng)前的技術(shù)水平而言，我們?nèi)悦媾R著一個(gè)重大挑戰(zhàn)。因?yàn)楫?dāng)今的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)，尚不能提供所謂的系統(tǒng)服務(wù)，如提供無(wú)功功率，以維持多電源電網(wǎng)的電壓。換句話說(shuō)，要想實(shí)現(xiàn)2050目標(biāo)，我們需要一個(gè)新型解決方案。”

取代常規(guī)電廠

于是，IREN2計(jì)劃應(yīng)運(yùn)而生。由德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和能源部出資開(kāi)展的這個(gè)計(jì)劃，為期三年。其目標(biāo)是使用分布式發(fā)電系統(tǒng)和組件，如蓄電池組、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、沼氣發(fā)電系統(tǒng)和柴油發(fā)電機(jī)等來(lái)改造Allgäu地區(qū)現(xiàn)有的電網(wǎng)，使之能夠提供常規(guī)電廠如今提供的系統(tǒng)服務(wù)。

在Wildpoldsried，西門(mén)子安裝了一臺(tái)調(diào)壓變壓器，以消除電壓波動(dòng)的影響——這種裝置是高壓電網(wǎng)上的標(biāo)配設(shè)備，但用在電壓較低的配電網(wǎng)中卻是一個(gè)。

這一轉(zhuǎn)變將主要涉及兩個(gè)概念：

首先，參與研究的計(jì)劃伙伴將研究如何將Wildpoldsried的電網(wǎng)轉(zhuǎn)變成微型電網(wǎng)。當(dāng)上一級(jí)主電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，Wildpoldsried微型電網(wǎng)應(yīng)當(dāng)能自動(dòng)與之脫離，并繼續(xù)作為一個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)向當(dāng)?shù)毓?yīng)電能。Metzger解釋說(shuō)：“這種微型電網(wǎng)的分散性質(zhì)，使之能夠以經(jīng)濟(jì)劃算的方式，幫助保障供電，哪怕它繼續(xù)吸納高比例的可再生能源發(fā)電。”

第二步涉及考察微型電網(wǎng)作為所謂的拓?fù)潆姀S，能夠以什么方式運(yùn)行。拓?fù)潆姀S是指，可再生能源發(fā)電系統(tǒng)與附加組件交互作用，從而像如今的常規(guī)電廠那樣調(diào)節(jié)電網(wǎng)的某個(gè)網(wǎng)段。

開(kāi)路先鋒

Sowa說(shuō)：“一旦我們能夠證明這種拓?fù)潆姀S的可行性和經(jīng)濟(jì)性，我們就能朝著實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型邁出又一個(gè)重要步伐。然后，我們必須確定需要?jiǎng)?chuàng)造什么樣的條件，以及必須將哪些影響因素納入考慮，才能在德國(guó)其他地區(qū)推廣我們的模式。我們希望我們的研究結(jié)果起到開(kāi)路先鋒的作用，而不只是一個(gè)實(shí)踐示例。”

從紅色到綠色到藍(lán)色：IREN2計(jì)劃的研究人員將逐步在Wilpoldsried擴(kuò)展其試驗(yàn)電網(wǎng)

Sowa口中的“我們”，是指IRENE計(jì)劃的所有合作伙伴。包括位于Allgäu的肯普滕應(yīng)用技術(shù)大學(xué)。這所大學(xué)與亞琛工業(yè)大學(xué)共同負(fù)責(zé)IREN2計(jì)劃的科學(xué)研究工作，以及建造和調(diào)試微型電網(wǎng)。另一個(gè)合作伙伴是Allgäu的AÜW供電公司，與IRENE一期計(jì)劃一樣，AÜW供電公司提供用于研究的電網(wǎng)。AÜW供電公司希望藉此進(jìn)一步發(fā)展其電網(wǎng)技術(shù)，以應(yīng)對(duì)能源轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)，從而從中受益。同在IRENE計(jì)劃中一樣，西門(mén)子將利用IREN2計(jì)劃的研究成果，進(jìn)一步發(fā)展其面向德國(guó)及市場(chǎng)的智能電網(wǎng)解決方案。此外，來(lái)自肯普滕的IT服務(wù)提供商IDKOM Networks也作為AÜW公司的IT服務(wù)提供商，間接參與了IRENE計(jì)劃。為了便于公司根據(jù)新興智能電網(wǎng)市場(chǎng)的需求，來(lái)調(diào)整其產(chǎn)品組合，IDKOM側(cè)重于滿足在智能電網(wǎng)中使用數(shù)據(jù)解決方案的技術(shù)要求。

適于推廣的模式？

IREN2研究人員所設(shè)想的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型不僅對(duì)能源轉(zhuǎn)型有重要意義；同時(shí)，它也是適合在電網(wǎng)覆蓋不全的地區(qū)使用的解決方案。因此，德國(guó)經(jīng)濟(jì)合作和發(fā)展部已明確表示，它對(duì)IREN2計(jì)劃的研究成果十分感興趣。如果Wildpoldsried的研究人員取得成功，那么，德國(guó)經(jīng)濟(jì)合作和發(fā)展部可能將獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)解決方案與分布式可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的組合，視為解決許多區(qū)域的能源短缺問(wèn)題的有效手段。譬如，在非洲，仍有約5億人尚未通電。從這個(gè)意義上講，對(duì)于許多比德國(guó)更迫切地需要進(jìn)行能源轉(zhuǎn)型的國(guó)家，Wildpoldsried有點(diǎn)像個(gè)實(shí)驗(yàn)室。

西門(mén)子西門(mén)子6ES7307-1KA02-0AA0電源模塊西門(mén)子開(kāi)關(guān)量模塊6ES7321-1BH10-0AA0原裝S7-300是模塊化PLC，記電源模塊，CPU模塊，存儲(chǔ)卡模塊，IO模塊，導(dǎo)軌，通信模塊，功能模塊等客戶用S7-300，電源模塊，CPU模塊，存儲(chǔ)卡模塊，IO模塊，導(dǎo)軌這些都是必要的

西門(mén)子西門(mén)子6ES7307-1KA02-0AA0電源模塊西門(mén)子S7-300PLC擴(kuò)展模塊  西門(mén)子PLC產(chǎn)品的種類(lèi)繁多。PLC的型號(hào)不同,對(duì)應(yīng)著其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等均各不相同,適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此,合理選用PLC,對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。

西門(mén)子PLC模塊S7-300系列：

20個(gè)不同的CPU:

7種標(biāo)準(zhǔn)型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)

6 個(gè)緊湊型 CPU（帶有集成技術(shù)功能和 I/O）（CPU 312C、CPU 313C、CPU 313C-2 PtP、CPU 313C-2 DP、CPU 314C-2 PtP、CPU 314C-2 DP）

5 個(gè)故障安全型 CPU（CPU 315F-2 DP、CPU 315F-2 PN/DP、CPU 317F-2 DP、CPU 317F-2 PN/DP、CPU 319F-3 PN/DP）

2種技術(shù)型CPU(CPU 315T-2 DP, CPU 317T-2 DP)歷史

編輯

西門(mén)子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經(jīng)歷了C3,S3,S5,S7系列，已成為應(yīng)用非常廣泛的可編程控制器。     

1、西門(mén)子公司的產(chǎn)品早是1975年投放市場(chǎng)的SIMATIC S3，它實(shí)際上是帶有簡(jiǎn)單操作接口的二進(jìn)制控制器。

2、1979年，S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代，該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器。

3、20世紀(jì)80年代初，S5系統(tǒng)進(jìn)一步升級(jí)——U系列PLC，較常用機(jī)型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。

4、1994年4月，S7系列誕生，它具有更化、更高性能等級(jí)、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢(shì)，其機(jī)型為：S7-200、300、400。

5、1996年，在過(guò)程控制領(lǐng)域，西門(mén)子公司又提出PCS7（過(guò)程控制系統(tǒng)7）的概念，將其優(yōu)勢(shì)的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線）、COROS（監(jiān)控系統(tǒng)）、SINEC（西門(mén)子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)）及控調(diào)技術(shù)融為一體。

6、西門(mén)子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自動(dòng)化系統(tǒng)，將PLC技術(shù)溶于全部自動(dòng)化領(lǐng)域。

由初發(fā)展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市場(chǎng)，停止生產(chǎn)，而S7系列PLC發(fā)展成為了西門(mén)子自動(dòng)化系統(tǒng)的控制核心，而TDC系統(tǒng)沿用SIMADYN D技術(shù)內(nèi)核，是對(duì)S7系列產(chǎn)品的進(jìn)一步升級(jí)，它是西門(mén)子自動(dòng)化系統(tǒng)，功能強(qiáng)的可編程控制器。

西門(mén)子PLCS7-400系列

算還能進(jìn)行復(fù)雜的矩陣運(yùn)算。它不僅可用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行直接控制，還可以對(duì)多個(gè)下一級(jí)的可編程序控制器進(jìn)行監(jiān)控。

西門(mén)子大型機(jī)有S7-400 ：處理速度0.3ms / 1k字；

存貯器512k ；I/O點(diǎn)12672；

控制性能

可以分為機(jī)、中檔機(jī)和低檔機(jī)。

低檔機(jī)

這類(lèi)可編程序控制器，具有基本的控制功能和一般的運(yùn)算能力。工作速度比較低，能帶的輸入和輸出模塊的數(shù)量比較少。

比如，德國(guó)SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-200就屬于這一類(lèi)。

中檔機(jī)   

這類(lèi)可編程序控制器，具有較強(qiáng)的控制功能和較強(qiáng)的運(yùn)算能力。它不僅能完成一般的邏輯運(yùn)算，也能完成比較復(fù)雜的三角函數(shù)、指數(shù)和PID運(yùn)算。工作速度比較快，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量也比較多，輸入和輸出模塊的種類(lèi)也比較多。

比如，德國(guó)SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-300就屬于這一類(lèi)。

機(jī)

這類(lèi)可編程序控制器，具有強(qiáng)大的控制功能和強(qiáng)大的運(yùn)算能力。它不僅能完成邏輯運(yùn)算、三角函數(shù)運(yùn)算、指數(shù)運(yùn)算和PID運(yùn)算，還能進(jìn)行復(fù)雜的矩陣運(yùn)算。工作速度很快，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量很多，輸入和輸出模塊的種類(lèi)也很全面。這類(lèi)可編程序控制器可以完成規(guī)模很大的控制任務(wù)。在聯(lián)網(wǎng)中一般做主站使用。

比如，德國(guó)SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-400就屬于這一類(lèi)。