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西門子2A電源模塊PS307 西門子2A電源模塊PS307
如今的燃?xì)廨啓C(jī)必須既高效又極為靈活——西門子全新HL級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)能夠滿足這一要求。HL級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)適于供應(yīng)基礎(chǔ)發(fā)電量,同時(shí)用作可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的備用系統(tǒng),它可在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置中實(shí)現(xiàn)高達(dá)63%以上的發(fā)電效率。更重要的是,西門子計(jì)劃在中期內(nèi)將HL級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電效率提高至65%。
西門子大的燃?xì)廨啓C(jī)在柏林的生產(chǎn)歷史已有110多年。目前,西門子燃?xì)廨啓C(jī)中的旗艦產(chǎn)品是SGT-8000H系列,范圍內(nèi)已有57套SGT-8000H燃?xì)廨啓C(jī)投入商業(yè)運(yùn)行。其發(fā)電效率高達(dá)61.5%,這是2016年在杜塞爾多夫Fortuna聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠測得的數(shù)據(jù)。 然而,現(xiàn)在西門子發(fā)布的HL級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)一步提高了發(fā)電效率,它可在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置中實(shí)現(xiàn)高達(dá)63%以上的發(fā)電效率。西門子發(fā)電與天然氣集團(tuán)銷售總裁Karim Amin解釋道,“新的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)一步優(yōu)化了H級(jí)的成熟設(shè)計(jì)。”
為了實(shí)現(xiàn)更高燃燒溫度,西門子工程師優(yōu)化了燃?xì)廨啓C(jī)的不同部件,如渦輪葉片上的陶瓷涂層。
針對(duì)更高燃燒溫度而設(shè)計(jì)
更高燃燒溫度是提高發(fā)電效率的關(guān)鍵要素。全新HL級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)將燃燒溫度提高了約100開爾文。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),西門子工程師優(yōu)化了燃?xì)廨啓C(jī)的不同部件,如渦輪葉片上的陶瓷涂層。西門子大型燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品經(jīng)理Guido Schuld解釋道,“高溫會(huì)在陶瓷涂層與葉片金屬之間產(chǎn)生很高應(yīng)力,這將導(dǎo)致涂層開裂。因此,我們使用激光器將表面陶瓷涂層切割成一個(gè)個(gè)方塊。這可以減輕應(yīng)力,因?yàn)檫@些方塊可以像高速路路面混凝土板一樣朝著對(duì)方擴(kuò)展。這樣,我們就可以使用更厚涂層和更高溫度。”然而,渦輪葉片內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有助于增強(qiáng)部件的耐高溫性能。譬如,采用新型鑄造工藝,開發(fā)人員進(jìn)一步優(yōu)化了葉片的風(fēng)冷通道,從而改善散熱效果。
優(yōu)化壓氣機(jī)進(jìn)一步提高發(fā)電效率
工程師還改進(jìn)了燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣口處的壓氣機(jī)。經(jīng)改進(jìn)后,它現(xiàn)在只有12個(gè)壓縮級(jí),比SGT-8000H系列少1級(jí)。這可節(jié)省發(fā)電裝置內(nèi)部空間和燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)輸所需空間。為確保空氣經(jīng)充分壓縮,我們調(diào)節(jié)了壓氣機(jī)葉片,以實(shí)現(xiàn)大氣動(dòng)效率。Schuld表示,“可以將之與飛機(jī)翼尖做比較,為避免惱人的湍流,翼尖是彎曲的。此外,我們使用更*的仿真技術(shù),計(jì)算并優(yōu)化了壓氣機(jī)的各個(gè)級(jí)在諸如氣候和工況等不同條件下的相互作用。”
提高發(fā)電效率有許多好處。對(duì)于天然氣價(jià)格較高的國家,其益處是,提高發(fā)電效率能為發(fā)電公司大大節(jié)省成本。譬如,許多亞洲國家就是這種情況,它們依賴于油輪運(yùn)輸?shù)妮^為昂貴的液化天然氣(LNG)。Amin說:“我們的研究表明,相比于SGT-8000H系列,新的HL級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)可將發(fā)電成本再降低5%。得益于此,在天然氣價(jià)格較高的國家,每年每臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)可以節(jié)省1500萬到2000萬美元成本。另外,新型燃?xì)廨啓C(jī)可以減少排放二氧化碳,因?yàn)閷?shí)現(xiàn)相同發(fā)電量所需燃料更少。”
可再生能源發(fā)電的*搭檔
*的燃?xì)廨啓C(jī)不僅必須極其高效——隨著可再生能源發(fā)電在電力構(gòu)成中的占比越來越大,它們還必須實(shí)現(xiàn)高靈活性。陰天或無風(fēng)的時(shí)候,燃?xì)怆娬颈仨毥犹婵稍偕茉窗l(fā)電系統(tǒng),確保穩(wěn)定供電。然而,要做到這一點(diǎn),電站運(yùn)營者必須能夠迅速啟動(dòng)和關(guān)閉這些發(fā)電裝置。在這方面,新的HL級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)也青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。HL級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)時(shí)的性能爬升速率為每分鐘85 MW,比SGT-8000H系列高30 MW。Amin表示,“這使得HL級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)成為可再生能源發(fā)電的*搭檔。”
2 軟硬件及所要完成的通信任務(wù)
2.1硬件設(shè)備
實(shí)驗(yàn)的硬件設(shè)備:
1、S7-1200 CPU,CPU1212 AC/DC/RLY(6ES7 212-1BD30-0XB0)
2、S7-300 PN CPU,CPU317-2PN/DP(6ES7 317-2EH13-0AB0 V2.6.7)
3、PC機(jī)(帶以太網(wǎng)卡)
4、SCALANCE X216交換機(jī),S7-1200、S7-300和PC通過交換機(jī)互連起來
5、TP以太網(wǎng)電纜
2.2 軟件環(huán)境
1、STEP7 Basic V10.5 SP2
2、STEP7 V5.4 SP5
3、通信所需的功能塊,請(qǐng)參見附件提供的例程 《A0284 使用西門子PLC集成的PN口實(shí)現(xiàn)S5 兼容通信使用入門》提供的程序。
2.3 所要完成的通信任務(wù)
本例中所要完成的通信任務(wù)定義為:
1、 將S7-1200的發(fā)送數(shù)據(jù)塊DB3里的8個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送到S7-300的DB3中。
2、 將S7-300 DB3里接收到的8個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)再發(fā)送到S7-1200的接收數(shù)據(jù)塊DB4中。
3 S7-1200 CPU的組態(tài)編程
3.1創(chuàng)建新項(xiàng)目
1、打開STEP 7 Basic 軟件并新建項(xiàng)目
在STEP 7 Basic 的 “Portal View”中選擇“Create new project”創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目,項(xiàng)目名稱為“GS_ISO”。
2、添加硬件并命名PLC
然后進(jìn)入 “Project view”,在“Project tree” 下雙擊 “Add new device”,在對(duì)話框中選擇所使用的S7-1200 CPU(6ES7 212-1BD30-0XB0)添
加到機(jī)架上,設(shè)備名為 PLC_1,如圖1所示。
圖1 添加新的PLC站
為了編程方便,我們使用 CPU 屬性中定義的時(shí)鐘位,定義方法如下:
在“Project tree> PLC_1 > Device configuration” 中,選中 CPU ,然后在下面的屬性窗口中,“Properties > System and clock memory” 下,
將系統(tǒng)位定義在MB1,時(shí)鐘位定義在MB0,如圖2所示。程序中我們主要使用 M0.3,它是以2Hz 的速率在0和1之間切換的一個(gè)位,可以使用
它去自動(dòng)激活發(fā)送任務(wù)。
西門子PS307電源模塊
圖2 系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器
3、為 S7-1200 CPU的PROFINET 通信口分配以太網(wǎng)地址
在 “Device View”中點(diǎn)擊 CPU 上代表PROFINET 通信口的綠色小方塊,在下方會(huì)出現(xiàn)PROFINET 接口的屬性,在 “Ethernet addresses”
下分配IP 地址為 192.168.0.2 ,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0,如圖3所示。
圖3為 S7-1200 CPU的PROFINET 接口分配IP地址
3.2調(diào)用并配置通信指令
1、在 PLC_1 的 OB1 中調(diào)用 “TCON”通信指令
進(jìn)入“Project tree > PLC_1 > Program blocks > OB1” 主程序中,從右側(cè)窗口 “Instructions > Extended Instructions > Communications” 下
調(diào)用 “TCON” 指令,并選擇 “Single Instance” 生成背景 DB塊,如圖4所示。
圖4 調(diào)用TCON指令
2、定義PLC_1 的 “TCON” 連接參數(shù)
PLC_1 的 TCON 指令的連接參數(shù)需要在指令下方的屬性窗口“Properties > Configuration > Connection parameter”中設(shè)置,如圖5所示。
連接參數(shù)說明:
End point | :選擇通信伙伴,這里選擇“unspecified” |
Address | :通信伙伴S7-300站的IP地址“192.168.0.3” |
Connection type | :選擇通信協(xié)議為ISO on TCP |
Connection ID | :連接的地址 ID 號(hào),這個(gè) ID 號(hào)在后面的編程里會(huì)用到 |
Connection data | :創(chuàng)建連接時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成本地的連接 DB 塊,所有的連 接數(shù)據(jù)都會(huì)存在這個(gè) DB 塊中。 |
| :選擇本地 PLC_1作為主動(dòng)連接,S7-300 CPU作為被動(dòng)連接 |
Address details | :設(shè)定 TSAP 地址這里本地設(shè)置成“PLC_1”, TSAP ID自動(dòng)為“50.4C.43.5F.31”,伙伴方設(shè)置成不設(shè)置TSAP(ASCII),設(shè)置TSAP ID 為“E0.02.50.4C.43.5F.31”。 |
西門子PS307電源模塊
SIMATIC PS 307 單相負(fù)載電源(系統(tǒng)和負(fù)載電源)帶輸入電壓范圍自動(dòng)選擇功能。其設(shè)計(jì)和功能非常適用于 SIMATIC S7-300 PLC。 借助于隨該系統(tǒng)和負(fù)載電源提供的連接梳形件,可迅速建立與 CPU 電源連接。 它也可以向其它 S7-300 系統(tǒng)部件、輸入/輸出模塊的輸入/輸出電路以及(如有必要)傳感器和執(zhí)行器提供 24 V 電源。 該電源通過了全面認(rèn)證(如 UL、ATEX 或 GL),可以通用(不適合室外應(yīng)用)。
設(shè)計(jì)
西門子CP243-1通訊模塊