分布式I/O系統(tǒng)和能源數(shù)據(jù)管理

無(wú)縫傳輸能源數(shù)據(jù)且獨(dú)立于任意總線(xiàn)
能源對(duì)于當(dāng)今科技發(fā)展和整個(gè)社會(huì)的繁榮來(lái)說(shuō)，的確是一個(gè)至關(guān)重要的因素。1973年的第一次石油危機(jī)揭示了我們對(duì)于能源有多么得依賴(lài)。第一次，人類(lèi)開(kāi)始認(rèn)識(shí)到石油燃料的總量是有限的。
對(duì)于結(jié)束這種依賴(lài)方案的研究，從可再生能源開(kāi)始，如風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電，已經(jīng)得到長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。今天，無(wú)可爭(zhēng)議的事實(shí)是，只有智能地混合所有已存在的能源形態(tài)，才能確保這類(lèi)研究的成功進(jìn)展。在這種情況下，能源在它產(chǎn)生的地方使用，在有風(fēng)，太陽(yáng)或者小區(qū)的天然氣站點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)工程可以產(chǎn)生智能的分布式能源生產(chǎn)工廠(chǎng)，也就是所謂的“智能電網(wǎng)”（圖1）。

圖1 智能的分布式能源生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201612/331225.htm高效能源的使用減少了成本
目前，關(guān)于未來(lái)能源的使用和構(gòu)成的決定已經(jīng)做出。多種能源形式的生產(chǎn)，處理和存儲(chǔ)已經(jīng)做出重要變革。專(zhuān)家認(rèn)為資源的節(jié)約使用是唯一真正解決長(zhǎng)期能源利用率的關(guān)鍵。因?yàn)檫@種方法對(duì)于全球的氣候來(lái)說(shuō)也起著一種積極地作用，能源的存儲(chǔ)變成一種重要的趨勢(shì)。很多人開(kāi)始買(mǎi)節(jié)能燈，使用能效等級(jí)A++的洗衣機(jī)，住在能源認(rèn)證的居室，開(kāi)低油耗的汽車(chē)。這些行為不僅僅是由環(huán)保意識(shí)推動(dòng)的，也是由于能源的越來(lái)越貴，降低成本的迫切愿望來(lái)推動(dòng)的。科技整合到燈，洗衣機(jī)，汽車(chē)和住房，通過(guò)控制和有效利用能源，減少了消耗。那些對(duì)于日常生活物品可以適用的，同樣可以在工廠(chǎng)和機(jī)器中得到應(yīng)用。
這種技術(shù)叫做能效自動(dòng)化。所有終端的相關(guān)信息和數(shù)據(jù)必須盡可能被過(guò)程獲取并且評(píng)估，以便得到精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。
在這種假定下，能源本身提供信息。菲尼克斯電氣的IT-Powered自動(dòng)化概念，可以提供一種自動(dòng)化解決方案，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)或以太網(wǎng)，提供數(shù)據(jù)采集和傳輸，進(jìn)行集中式或分布式的處理。這種信息通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)，可以傳送到上一級(jí)控制系統(tǒng)或辦公室電腦使用。這也被稱(chēng)作垂直集成（圖2）。

圖2 垂直集成的信息采集和處理

電機(jī)管理模塊延長(zhǎng)了工作時(shí)間
在信息鏈條里，來(lái)自菲尼克斯電氣的電子馬達(dá)管理模塊（MMM）和電子能源管理模塊（EMM）（圖3）獲取數(shù)據(jù)和控制相應(yīng)的執(zhí)行器。

圖3 菲尼克斯電氣的電子馬達(dá)管理模塊和電子能源管理模塊

使用這類(lèi)模塊，電氣參數(shù)如電流，電壓和有效功率可以被采集，附加直接的能源消耗和操作時(shí)間。電子馬達(dá)管理模塊可以被設(shè)定參數(shù)，所以當(dāng)一個(gè)指定的參數(shù)超過(guò)或沒(méi)達(dá)到。電機(jī)就能自動(dòng)的停機(jī)。這意味著，可以持續(xù)地監(jiān)視那些集成到機(jī)器或工廠(chǎng)里的電機(jī)狀態(tài)。這樣，磨損和宕機(jī)風(fēng)險(xiǎn)可以被提前發(fā)現(xiàn)，以便維護(hù)人員根據(jù)具體的信息進(jìn)行維修和更換。同時(shí)，能量峰值也可以被識(shí)別，過(guò)程可以被配置設(shè)定為高能效。無(wú)論馬達(dá)在哪里使用，例如，傳送帶，泵或者閥門(mén)，使用電機(jī)管理模塊都是非常有意義的。
能量管理模塊獲取能源數(shù)據(jù)
能量管理模塊（EMM）只獲取能量數(shù)據(jù)，他們是非常通用性的。一個(gè)新的，但是日益變得重要的應(yīng)用領(lǐng)域是獲取電動(dòng)汽車(chē)充電站的使用數(shù)據(jù)。這種場(chǎng)合應(yīng)用了小型且分布式的控制單元，單元使用小型控制器，例如 菲尼克斯電氣的ILC 150 GSM/GPRS，通過(guò)集成在PLC內(nèi)部的調(diào)制解調(diào)器來(lái)接入網(wǎng)絡(luò)。
能量管理模塊的另一個(gè)作用是在服務(wù)器室監(jiān)視能量數(shù)據(jù)。使用這類(lèi)模塊，能量指令可以更好地發(fā)布，過(guò)載所導(dǎo)致的停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)可以被降到最低，且峰值能量周期可以被更換成更優(yōu)的比率應(yīng)用。
智能的能量管理也可實(shí)現(xiàn)以下應(yīng)用：
■ 監(jiān)視艦船上的冷卻容器
■ 監(jiān)視移動(dòng)電話(huà)無(wú)線(xiàn)發(fā)射站的能量數(shù)據(jù)
■ 工業(yè)生產(chǎn)車(chē)間的能量管理
IFS主站模塊在一個(gè)Inline站點(diǎn)中集成設(shè)備總線(xiàn)
最大組裝32個(gè)管理模塊并自動(dòng)地連接成一個(gè)設(shè)備總線(xiàn)-接口系統(tǒng)總線(xiàn)（IFS），使用T-bus導(dǎo)軌連接器安裝。因?yàn)槭褂昧朔颇峥怂闺姎釯nline模塊，與控制器的耦合可獨(dú)立于任何總線(xiàn)或網(wǎng)絡(luò)。眾多的附加功能-例如，數(shù)字量和模擬量信號(hào)也可以集成到一個(gè)Inline站點(diǎn)，通過(guò)新的IFS主站模塊。數(shù)字量和模擬量模塊通過(guò)一根屏蔽電纜連接到設(shè)備總線(xiàn)。屏蔽層可以輕易地連接到Inline的屏蔽。接口系統(tǒng)總線(xiàn)和I/O系統(tǒng)之間的連接，確保能源數(shù)據(jù)在它產(chǎn)生的地方和中央控制室之間透明地傳輸。（圖4）

圖4 分布式IO和能源數(shù)據(jù)的無(wú)縫集成

FDT/DTM技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)界面友好的配置。
支持FDT/DTM技術(shù)來(lái)設(shè)置管理模塊的參數(shù)，數(shù)據(jù)可以完全提供給操作人員，而獨(dú)立于控制之外。FDT代表總線(xiàn)設(shè)備工具。這包含了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)框架應(yīng)用，在這個(gè)框架下設(shè)備數(shù)據(jù)可以被觀(guān)察和參數(shù)化而獨(dú)立于設(shè)備制造商之外。相關(guān)的來(lái)自不同制造商的軟件描述被稱(chēng)為設(shè)備類(lèi)型管理器（DTM）。通過(guò)菲尼克斯電氣的解決方案，客戶(hù)在配置低層設(shè)備總線(xiàn)和分配適當(dāng)參數(shù)時(shí)有兩種選項(xiàng)。第一個(gè)選擇是使用菲尼克斯電氣編程軟件PC Worx。這種通常是那些使用了菲尼克斯電氣Inline控制器，例如100系列可編程PLC的用戶(hù)。
另一個(gè)選擇是通過(guò)Automation-Xplorer 作為框架應(yīng)用，讀取Inline-IFS主站。要實(shí)現(xiàn)這種方法，用戶(hù)可使用筆記本通過(guò)USB適配器連接Inline-IFS主站。這意味著他可以獨(dú)立于上一級(jí)的控制系統(tǒng)之外去參數(shù)化模塊。在這兩種選擇中，被設(shè)定的數(shù)據(jù)都被存儲(chǔ)在IFS主站模塊的可插拔記憶模組中，所以系統(tǒng)在一個(gè)模塊被更換后，可以很快地被重新配置啟動(dòng)。
結(jié)論
高效的能耗管理對(duì)于客戶(hù)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)非常重要的需求。用戶(hù)通過(guò)菲尼克斯電氣的方案，可以簡(jiǎn)單且極具性?xún)r(jià)比來(lái)實(shí)現(xiàn)能效管理。
通過(guò)獲取能量數(shù)據(jù)的管理模塊，電機(jī)控制，Inline I/O模塊之間的連接實(shí)現(xiàn)了一種從能量消耗點(diǎn)到控制器和管理層系統(tǒng)的無(wú)縫信息流，而無(wú)論你使用什么樣的總線(xiàn)或網(wǎng)絡(luò)。因此，用戶(hù)幾乎可以?xún)?yōu)化工廠(chǎng)和機(jī)器里所有的設(shè)備，去實(shí)現(xiàn)能效管理，從而降低成本。