明日之舟:诞生于数据的海洋
为了节省燃料,国际条例要求船舶在未来大幅提高能源效率。借助于*的流动模拟软件,西门子正在帮助船舶制造商实现这一目标。
说到夏日航行,人们会想到阳光、蓝天和惬意的海风。但是他们常常忘记,目前正在运行的约7万艘商用船和游轮正在消耗重质燃油,加剧着**的空气污染。此外,许多船只效率不高,需要消耗较多不洁燃料。因此,总部设于伦敦的国际海事组织根据现行规定提出要求,2025年起建造的新船必须比2014年之前建造的船只能源效率提高至少30%。
如何在短短几年内将船舶的燃料消耗减少近1/3?诺伯特·布尔登(Norbert Bulten)深谙其道。“船舶的设计起着至关重要的作用,尤其是驱动系统、螺旋桨、传动装置,以及围绕船舵和螺旋桨的水流。”他解释道。布尔登是船用技术企业瓦锡兰集团(Wärtsilä)的产品性能经理,在过去的20年中一直致力于优化驱动系统的设计。从一开始,他便运用计算机以及西门子的软件进行流量计算。这种计算被称为计算流体动力学(CFD)。简单来说,CFD能够确定船舶的驱动系统是否能在船体周围形成较佳水流,是否存在阻力,以及发动机动力是否有效转化为推进力。现在瓦锡兰用于CFD的软件平台是来自西门子的Simcenter STAR-CCM+。
螺旋桨的设计借助了西门子NX平台上的CAD程序。之后,计算机使用流动模拟技术实现在设计过程中提高船只能源效率。
起初的保守态度
布尔顿介绍道,仅在20年前,航运公司还对CFD缺乏信心。“几十年来,我们行业的公司一直依赖于在水槽中进行测试。船模在水中拖动行进,以此测试船舶设计的好坏。”起初,布尔顿和他的团队只对单独部件进行数据测算,例如螺旋桨及其周围环境。不过,他已经多次证明,CFD在测试阶段也可以做出很大贡献。例如,对于那些还在建造中就已显示出流动阻力增长的船只,它可以对其进行改善。利用CFD技术,只需对设计进行细微调整,并且当船只还在干船坞时就对其进行相应的再焊接。仅几天的调试工作就可使船只达到完备状态。“尽管如此,这些公司很长一段时间仍然对CFD持保留意见。”Bulten说道。不过,情况迅速发生了改变。如今,CFD已经被用于按照实际比例对船舶进行整体设计。“仅需一台计算机,就可以再现一艘大船在水中运行的真实表现。这让我们能够全面了解流量特性。”其中,螺旋桨的设计起着关键作用。“与汽车制造不同,每艘船的*特性要求我们必须为它定制开发较优化的螺旋桨。设计这种螺旋桨是一门艺术。”螺旋桨是借助西门子NX平台上的CAD程序设计而成。接着,计算机使用CAD在设计中提升船舶的能源效率。
来自马士基集团的“艾玛·马士基号”:2006年下水时,这艘400米的巨轮是有史以来较大的集装箱船。它的瓦锡兰发动机是世界上较强大的往复式发动机之一。
船舶技术*:来自美国瓦锡兰公司的诺伯特·布尔顿。
来自芬兰渡轮公司维京游轮(Viking Line)的“Viking Grace号”客轮。
“Viking Grace号”客轮发动机舱内部的瓦锡兰发动机。
这种个性化的计算程序对于船舶的改造同样具有价值。受到2008年经济危机的影响,航运行业开始采取降低大型集装箱船运行速度的方法来节省燃油。他们将速度从之前的28海里/小时降低到20海里/小时。然而,在低速运行时,配备有六个桨叶和巨大表面的传统螺旋桨效率较低。“我们较终说服了船舶运营商使用装配有四个桨叶和较小表面的新型窄螺旋桨,同时使用CFD来调整每艘船的螺旋桨设计。日积月累,这种改造使船厂能够在几年内节省大量燃料。”布尔顿说。
可观的可靠性
近几年来,布尔顿**,这要归功于他计算真实尺寸船舶效率的能力。布尔顿的一个客户较近订购了一艘航速**过13海里/小时的轮船。水槽中的模型试验结果预测该船的设计将不能达到期望的航速,而在Simcenter STAR-CCM+上运行的CFD程序结果则表明可以实现。较终,客户决定根据初始设计建造该船。事实证明布尔顿是正确的。在2018年初的一次试航中,这艘船轻松实现了13海里/小时的速度。“这向我们和许多行业*证明了如今CFD至少与水箱中的测试一样有效。”布尔顿说道。
尽管CFD相比水箱测试拥有多项优势,但他们有一个共同点:船只仍然需要在真实条件下进一步测试。的确,两种测试方式目前都是在平静的水中以巡航速度进行的。布尔顿希望使CFD计算更加动态化。他说:“在未来,我们希望为CFD程序提供真实测量数据,这些数据来自海上船舶的实际操作,包括螺旋桨操作、湍流以及波浪的影响。为了达到这个目的,未来我们将在CFD程序中创建船只的‘数字化双胞胎’,并在准真实条件下通过计算机进行测试,以便优化设计效率。”鉴于这一前景,布尔顿相信CFD如今正处在一个新时代的开始。他说:“在水箱中进行测试可能会越来越多地被计算机中的测算所取代。”
(西门子代理)专业销售西门子S7-200/300/400/1200/1500PLC,ET200/O:ET200S、
ET2 00M、ET200SP、ET200PRO、3RW系列软启动器(3RW30/3RW40/3RW44/3RW31)、
3RK系列电 机启动器、数控系统、变频器(MM420/MM430/MM440/S110/S120/G120/
G120C/V10/V20/V6 0/V80/V90/G130/G150)、人机界面、触摸屏、伺服、电机、
西门子通讯电缆、现场总线、DP接头、工 控机,西门子低压电器,仪器仪表等,
并可提供西门子维修服务,工程余货回收
简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于维护:
安装模块:
只需简单地将模块挂在安装导轨上,转动到位然后锁紧螺钉。 集成的背板总线:
背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连,总线连接器插在外壳的背面。 模块采用机械编码,更换较为容易:
更换模块时,必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构,可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。 现场证明可靠的连接:
对于信号模块,可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。 TOP 连接:
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。 规定的安装深度:
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内,并有前盖保护。因此,所有模块应有明确的安装深度。 无插槽规则:
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
扩展
若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时,则可对 S7-300(除 CPU 312 和 CPU 312C 外)进行扩展:
中央控制器和3个扩展机架较多可连接32个模块:
总共可将 3 个扩展装置(EU)连接到中央控制器(CC)。每个 CC/EU 可以连接八个模块。 通过接口模板连接:
每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是被插在 CPU 旁边的插槽中,并自动处理与扩展装置的通信。 通过 IM 365 扩展:
1 个扩展装置较远扩展距离为 1 米;电源电压也通过扩展装置提供。 通过 IM 360/361 扩展:
3 个扩展装置, CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的较远距离为 10m。 单独安装:
对于单独的 CC/EU,也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离:长达 10m。 灵活的安装选项:
CC/EU 既可以水平安装,也可以垂直安装。这样可以较大限度满足空间要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口:
连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。 用于点到点连接的通信处理器 多点接口 (MPI), 集成在 CPU 中;
是一种经济有效的方案,可以同时连接编程器/PC、人机界面系统和其它的 SIMATIC S7/C7 自动化系统。
PROFIBUS DP进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 主站/从站接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
电源模板
6ES7307-1BA00-0AA0电源模块(2A)
6ES7307-1EA00-0AA0电源模块(5A)
6ES7307-1KA01-0AA0电源模块(10A)
S7-300 CPU可编程控制器
6ES7312-1AE13-0AB0CPU312,32K内存
6ES7312-5BE03-0AB0CPU312C,32K内存 10DI/6DO
6ES7313-5BF03-0AB0CPU313C,64K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7313-6BF03-0AB0CPU313C-2PTP,64K内存 16DI/16DO
6ES7313-6CF03-0AB0CPU313C-2DP,64K内存 16DI/16DO
6ES7314-1AG13-0AB0CPU314,96K内存
6ES7314-6BG03-0AB0CPU314C-2PTP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7314-6CG03-0AB0CPU314C-2DP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7315-2AG10-0AB0CPU315-2DP, 128K内存
6ES7315-2EH13-0AB0CPU315-2 PN/DP, 256K内存
6ES7317-2AJ10-0AB0CPU317-2DP,512K内存
6ES7317-2EK13-0AB0CPU317-2 PN/DP,1MB内存
6ES7318-3EL00-0AB0CPU319-3 PN/DP,1.4M内存
储存卡
6ES7953-8LF20-0AA0SIMATIC Micro内存卡 64kByte(MMC)
6ES7953-8LG11-0AA0SIMATIC Micro内存卡128KByte(MMC)
6ES7953-8LJ20-0AA0SIMATIC Micro内存卡512KByte(MMC)
6ES7953-8LL20-0AA0SIMATIC Micro内存卡2MByte(MMC)
6ES7953-8LM20-0AA0SIMATIC Micro内存卡4MByte(MMC)
6ES7953-8LP20-0AA0SIMATIC Micro内存卡8MByte(MMC)
西门子总代理 西门子PLC模块6ES7222-1HD22-0A01200系列产品概述
特别提示SIMATIC S7-400H控制器已**升级为V6版-5H PN/DP控制器!
CPU 315F与有关的程序采用STEP 7语言的梯形图(LAD)和功能图(FBD)编制。与运行有关的功能范围和数据类型均限于在此处设置。编译时使用特定的格式和参数,可以创建相关程序。在单个CPU中,程序可以同时与故障程序一起运行(共存),无任何。
高**的通讯能力和强大的集成接口使SIMATIC S7-400成为较适合诸如对整个进行协调的较大任务控制器的选择。CPU的分级使得性能的可扩展成为可能。
智慧型连锁店
连锁超市、百货商店和快餐店等是典型的拥有成百上千家门店的零售企业。一般而言,同一家连锁企业旗下的所有门店都具有相同的用电需求,因此,覆盖整个连锁企业的自动能源管理系统(EMS)对其大有裨益。一个典型的例子是,西门子EMS系统通过采集数据并持续优化美国各地的大约1500家ALDI超市的运营,取得了令人瞩目的成效。
提高能效是每个人的当务之急——其中一个较重要的原因是,*使用的能源才是较清洁的能源。现实中存在巨大的节能潜力,特别是在楼宇、工业和交通等领域。
西门子专注于提高能效的例子数不胜数,包括通过优化汽车工业机器人运动从而优化能耗的研究项目,以及可以大幅降低大型建筑物环境足迹的解决方案。西门子新落成的总部大厦即为其中的**。
准确找出浪费环节
据美国环境保护署称,美国商业建筑物的能源平均有30%是被浪费掉的。通常,其中四分之三的浪费集中在两个方面:室内温湿度控制——即暖通空调(HVAC)系统——和照明。这种严重低能效的原因很简单:大多数建筑物当初建造之时,还没有人考虑过可持续发展问题。
怎么办呢?尽管只要将旧设备更换为更先进的新系统就可以在一定程度上改善能效,但这样的翻新改造不仅耗费财力物力和时间,而且基本无助于解决优化建筑物的长期总体能效、测定建筑物能效和对同一连锁企业中的数百座类似建筑物的能效表现进行比较等问题。
采用现场控制技术,能源相关系统均配备传感器以持续监测其性能。
提炼数据
西门子楼宇科技集团旗下、总部设在德克萨斯州奥斯汀市的零售和商业系统(RCS)业务部门提供的现场控制EMS系统,可以解决所有这些问题。RCS总经理Marcus Boerkei解释道:“在连锁型建筑物安装EMS系统,好比给它们配备了一个神经系统。可以持续监测设备性能的传感器安装在能源相关系统中,包括暖通空调系统和照明系统,以及光伏发电系统、告示牌、冷藏间和垃圾压缩机等。”
此外,西门子EMS解决方案在购物区部署二氧化碳传感器,用作移动侦测装置——这是实时确定需要多少室外空气来维持空气质量的关键参数。这个系统也将温控器和照明控制装置连接至配备自有Linux计算机和嵌入式网络服务器的控制箱。每家门店的控制箱都会每隔60秒询问一次传感器,并每隔2个小时向连锁企业总部发送一份状态报告。
这样的系统可以产生海量数据。西门子发布的白皮书称:“在监测和控制一座中型建筑物(3000平方米)的过程中,高效的EMS系统每天要采集约40000个带时间戳的数据点。对于一个拥有1000家门店的企业,这相当于每年产生**过100亿个数据点。”为帮助零售商将EMS数据转化为有价值的信息,系统将这些数据洪流细化为数十组智能观察数据,以分析其模式并从中提炼出可指导行动的真知灼见。
购物节能
美国各地已有将近1500家ALDI零售店安装了西门子现场控制EMS系统。其中大多数都是现有门店翻新改造,而其余系统则是安装在新建门店。
与ALDI门店中的EMS系统产生的海量数据相辅相成的,是现场控制企业门户,它是一个基于云的数据分析平台,可为零售商提供企业级数据显示板、KPI和异常报告,以便快速查明并解决原本可能导致耗电量过大或对客户舒适度造成不利影响的问题。这个系统还可以精简问题的发现过程,以及通过智能系统派遣HVAC检修技术人员并远程验证其完成的工作,从而帮助ALDI降低维护成本。
现在,归功于云端数据管理和持续数据采集,EMS软件也帮助ALDI确定哪个制冷系统在什么温湿度环境下工作表现较佳,以及哪个系统的运行和能效记录较优。Boerkei表示:“所有这些信息都有助于优化现有设施的功能,并为规划新的设施提供支持。它也允许ALDI实时分析门店的产品组合,与去年同期进行比较,甚至将其产品组合的表现与行业平均水平进行比较。”
西门子EMS解决方案在购物区部署二氧化碳传感器,用作移动侦测装置——这是实时确定需要多少室外空气来维持空气质量的关键参数。
4000户家庭
在2012年于16家门店完成初期试运行,证实现场控制系统有能力降低门店的能耗之后,ALDI选择了西门子。2013年在180家门店全面部署,证明了EMS系统可以在整个区域内取得同样的成效。通过共同努力,ALDI与西门子在短短10个月内成功完成其余门店的安装。*的美国杂志《环境**》将这项创新技术评选为2016年年度较佳项目。ALDI还计划随着其在美国不断扩张,新的门店亦将安装现场控制系统。
ALDI估计,门店的碳排放量占其总碳排放量的很大部分。现在通过安装现场控制EMS系统,ALDI预期它每年的碳排放量可减少29000吨——相当于每年路上的汽车减少6100辆,或者为4000户家庭供电。不仅如此,与该项目有关的电费节省已**出ALDI的资本投资标准,带来了良好的**(ROI)。
西门子是机床自动化以及整个制造自动化的优异合作伙伴SINUMERIK 数控系统近 50 多年以来已经成为机床市场上的行业参与者。经验**的工业研发团队凭借其优势和创新力确保
SINUMERIK 数控系统持续改善,以满足市场需求。除了创新,质量是我们的核心竞争力,于研发、生产和测试流程的
持续改进,我们为软件和硬件产品提供了较大的适用性。
方球化企业
凭借紧密的销售、服务和培训网络,以及国际化生产地,西门子机床控制系统成为方球市场上的优异机床产品。我们的工艺与应用中心 (TAC) 了我们的技术专长并在实
际使用中确保了我们 CNC 软件的人机工效。此外,西门子还是增进产品持续性与能效方面的**者,西门子机床控制系统在机床节能设备领域始终保持着优秀地位。适用各种行业的理想解决方案在持续的人口增长和不断增加的通信资源需求等方球性趋势下,汽车、飞机航天、发电、医疗等众多领域面临着新的挑战。西门子机床控制系统与这些机床市场紧密,从而生
产出**适应市场需求的 SINUMERIK 产品。出色的 IT 集成产品和服务我们还提供了先进的 IT 集成产品和模拟解决方案,非常适合于网络化生产和 IT 环境;其中涵盖了行业**的支持与服务系列方案,确保了效能的生产、服务和维护。因此,SINUMERIK 行业解决方案能够在方球遍地开花。
SIMATIC 控制器
集工程工具、工业通讯和集成诊断为一体
为了经济灵活地对机器和设备进行自动化控制,需要为每个应用领域提供优异解决方案。通过一体化的工程组态工具、工业通讯和集成诊断的平台,无论是zui本的控制要求,还是复杂的可视化、工艺控制或数据归档等其它自动化要求,我们都可以为您提供优异解决方案!
SIMATIC 控制器于不同的软硬件体系:
模块化控制器
模块化控制器针对控制任务进行了优化设计,具有鲁棒性,可长期使用。您还可以随时通过插入 I/O 模块、功能模块和通讯模块对其进行灵活扩展。根据应用需求,可以选择适用于不同性能要求、扩展能力和通讯接口的产品。模块化控制器也可用作容错系统或故障安方系统。
如客户不知道型号,首先确定用哪个系列的PLC,如如客户没有确定用哪个系列,就问客户大概用多少点(如200点以内推荐200CN,200点以上推荐S7-300)。确定哪个系列后再确定型号,如是S7-200CN系列,要确定客户是订购CPU还是IO模块,如是CPU,首先确定是多少点数的CPU(看样本),再确定为继电器输出(CPU可接220V交流电 )还是晶体管输出(CPU只能接24V直流电),如是IO模块,也是确定多少点数,也分为继电器输出和晶体管输出,问清客户CPU是什么类型,IO模块也选什么类型
在西门子数控系统应用领域,我们提供方方面解决方案:从早期的SINUMERIK3/810T/M到810D/840D的数控模块和SIMODRIVE611A/D/U伺服驱动模块等我们均可以提供足够的备品备件和现场技术服务,方力服务于终用户..