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分布式I/O系统和能源数据管理

作者:朱加伟 菲尼克斯(中国)投资有限公司2012.05.31阅读 4336

        无缝传输能源数据且独立于任意总线
        能源对于当今科技发展和整个社会的繁荣来说,的确是一个至关重要的因素。1973年的第一次石油危机揭示了我们对于能源有多么得依赖。第一次,人类开始认识到石油燃料的总量是有限的。
        对于结束这种依赖方案的研究,从可再生能源开始,如风力发电光伏发电,已经得到长远的发展。今天,无可争议的事实是控制工程网版权所有,只有智能地混合所有已存在的能源形态,才能确保这类研究的成功进展。在这种情况下,能源在它产生的地方使用,在有风www.cechina.cn,太阳或者小区的天然气站点。网络工程可以产生智能的分布式能源生产工厂,也就是所谓的“智能电网”(图1)。


图1  智能的分布式能源生产网络  

        高效能源的使用减少了成本
        目前,关于未来能源的使用和构成的决定已经做出。多种能源形式的生产,处理和存储已经做出重要变革。专家认为资源的节约使用是唯一真正解决长期能源利用率的关键。因为这种方法对于全球的气候来说也起着一种积极地作用,能源的存储变成一种重要的趋势。很多人开始买节能灯,使用能效等级A++的洗衣机,住在能源认证的居室,开低油耗的汽车。这些行为不仅仅是由环保意识推动的,也是由于能源的越来越贵,降低成本的迫切愿望来推动的。科技整合到灯,洗衣机,汽车和住房,通过控制和有效利用能源,减少了消耗。那些对于日常生活物品可以适用的CONTROL ENGINEERING China版权所有,同样可以在工厂和机器中得到应用。
        这种技术叫做能效自动化。所有终端的相关信息和数据必须尽可能被过程获取并且评估,以便得到精准的数据。
        在这种假定下,能源本身提供信息。菲尼克斯电气的IT-Powered自动化概念,可以提供一种自动化解决方案,通过现场总线或以太网,提供数据采集和传输,进行集中式或分布式的处理。这种信息通过以太网络,可以传送到上一级控制系统或办公室电脑使用。这也被称作垂直集成(图2)。


图2  垂直集成的信息采集和处理

        电机管理模块延长了工作时间
        在信息链条里,来自菲尼克斯电气的电子马达管理模块(MMM)和电子能源管理模块(EMM)(图3)获取数据和控制相应的执行器。


图3  菲尼克斯电气的电子马达管理模块和电子能源管理模块

        使用这类模块,电气参数如电流CONTROL ENGINEERING China版权所有,电压和有效功率可以被采集,附加直接的能源消耗和操作时间。电子马达管理模块可以被设定参数,所以当一个指定的参数超过或没达到。电机就能自动的停机。这意味着,可以持续地监视那些集成到机器或工厂里的电机状态。这样,磨损和宕机风险可以被提前发现,以便维护人员根据具体的信息进行维修和更换。同时,能量峰值也可以被识别,过程可以被配置设定为高能效。无论马达在哪里使用,例如,传送带,泵或者阀门,使用电机管理模块都是非常有意义的。
        能量管理模块获取能源数据
        能量管理模块(EMM)只获取能量数据,他们是非常通用性的。一个新的,但是日益变得重要的应用领域是获取电动汽车充电站的使用数据。这种场合应用了小型且分布式的控制单元CONTROL ENGINEERING China版权所有,单元使用小型控制器,例如 菲尼克斯电气的ILC 150 GSM/GPRS,通过集成在PLC内部的调制解调器来接入网络。
        能量管理模块的另一个作用是在服务器室监视能量数据。使用这类模块,能量指令可以更好地发布,过载所导致的停机风险可以被降到最低,且峰值能量周期可以被更换成更优的比率应用。
        智能的能量管理也可实现以下应用:
        ■  监视舰船上的冷却容器
        ■  监视移动电话无线发射站的能量数据
        ■  工业生产车间的能量管理
        IFS主站模块在一个Inline站点中集成设备总线
        最大组装32个管理模块并自动地连接成一个设备总线-接口系统总线(IFS),使用T-bus导轨连接器安装。因为使用了菲尼克斯电气Inline模块,与控制器的耦合可独立于任何总线或网络。众多的附加功能-例如,数字量和模拟量信号也可以集成到一个Inline站点,通过新的IFS主站模块。数字量和模拟量模块通过一根屏蔽电缆连接到设备总线。屏蔽层可以轻易地连接到Inline的屏蔽。接口系统总线和I/O系统之间的连接,确保能源数据在它产生的地方和中央控制室之间透明地传输。(图4)


图4  分布式IO和能源数据的无缝集成             

        FDT/DTM技术实现用户界面友好的配置。
        支持FDT/DTM技术来设置管理模块的参数,数据可以完全提供给操作人员,而独立于控制之外。FDT代表总线设备工具。这包含了一个标准框架应用,在这个框架下设备数据可以被观察和参数化而独立于设备制造商之外。相关的来自不同制造商的软件描述被称为设备类型管理器(DTM)。通过菲尼克斯电气的解决方案,客户在配置低层设备总线和分配适当参数时有两种选项。第一个选择是使用菲尼克斯电气编程软件PC Worx。这种通常是那些使用了菲尼克斯电气Inline控制器,例如100系列可编程PLC的用户。
        另一个选择是通过Automation-Xplorer 作为框架应用,读取Inline-IFS主站。要实现这种方法,用户可使用笔记本通过USB适配器连接Inline-IFS主站。这意味着他可以独立于上一级的控制系统之外去参数化模块。在这两种选择中,被设定的数据都被存储在IFS主站模块的可插拔记忆模组中,所以系统在一个模块被更换后,可以很快地被重新配置启动。
        结论
        高效的能耗管理对于客户来说,是一个非常重要的需求。用户通过菲尼克斯电气的方案,可以简单且极具性价比来实现能效管理。
        通过获取能量数据的管理模块,电机控制,Inline I/O模块之间的连接实现了一种从能量消耗点到控制器和管理层系统的无缝信息流,而无论你使用什么样的总线或网络。因此,用户几乎可以优化工厂和机器里所有的设备,去实现能效管理,从而降低成本。
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