西門子DQ 16x 230V AC/2A ST繼電器輸出模塊

S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)具有模塊化的結(jié)構(gòu)，可包含zui多 32 個(gè)模塊。 它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨(dú)立地組合使用。S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)支持單層配置，其中的所有模塊均安裝在一個(gè)安裝導(dǎo)軌上（請(qǐng)參見手冊(cè)以了解前提條件）。

一個(gè)系統(tǒng)包含下列組件：

• 控制器：
  CPU 具有不同性能等級(jí)，并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口，用于連接分布式 I/O 或用于編程設(shè)備、操作裝置、其它 SIMATIC 控制器或第三方設(shè)備間的通信。

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網(wǎng)絡(luò)模擬，坐行千里

西門子DQ 16x 230V AC/2A ST繼電器輸出模塊

對(duì)于地處偏遠(yuǎn)、技術(shù)復(fù)雜的工業(yè)設(shè)施而言，其特點(diǎn)就是工廠設(shè)計(jì)、維護(hù)和人員培訓(xùn)等成本高昂。在茫茫大海上開采石油和天然氣時(shí)，情況更是如此。為此，西門子開發(fā)了仿真軟件，為工業(yè)設(shè)施生成精確的三維虛擬模型，包括提供有關(guān)組件的詳細(xì)信息。這款軟件非常適用于培訓(xùn)技術(shù)人員。此外，不必親臨海上設(shè)施便可進(jìn)行培訓(xùn)，這能節(jié)省大筆費(fèi)用。

的石油和天然氣企業(yè)的維護(hù)技術(shù)人員僅需輕點(diǎn)兩下鼠標(biāo)，即可“出海"——轉(zhuǎn)瞬間便來到鉆井平臺(tái)，檢查泵的工作情況。*次輕觸鼠標(biāo)，點(diǎn)擊菜單項(xiàng)“COMOS-3D-Viewing（COMOS三維視圖）"。第二下，點(diǎn)擊下拉列表中的選項(xiàng)“Navigate（導(dǎo)航）"。隨即呈現(xiàn)在他面前的，便是這臺(tái)泵在COMOS Walkinside系統(tǒng)中栩栩如生的三維模型。COMOS Walkinside是一個(gè)虛擬-現(xiàn)實(shí)三維模型創(chuàng)建系統(tǒng)，可用于給操作人員作仿真式培訓(xùn)。

這時(shí)候，這位技術(shù)人員能看到自己的化身——虛擬人物造型——出現(xiàn)在這座鉆井平臺(tái)的虛擬模型中，周圍是厚實(shí)的黃色管道和灰色的鋼梁。再次輕點(diǎn)鼠標(biāo)——這次是點(diǎn)擊這臺(tái)泵，COMOS顯示了這臺(tái)泵的全部歷史記錄，包括這臺(tái)泵的安裝日期、自投運(yùn)以來的累計(jì)運(yùn)行小時(shí)數(shù)，以及關(guān)于維修次數(shù)的準(zhǔn)確信息。這雖然只是操作COMOS和COMOS Walkinside系統(tǒng)的三個(gè)小小的步驟，卻是石油和天然氣行業(yè)邁出的一大步。

讓有紙辦公成為歷史

在使用這些創(chuàng)新軟件解決方案之前，如果要進(jìn)行這樣的檢查，就意味著技術(shù)人員必須從數(shù)以千計(jì)的文件和圖紙中，找到包含這臺(tái)泵zui后一次檢查報(bào)告及其他信息的文檔。只有當(dāng)他zui終找到所需報(bào)告之后，他才能開始著手執(zhí)行實(shí)際任務(wù)。他還需要走出辦公室，冒著北海強(qiáng)勁的海風(fēng)，爬上鋼筋階梯和斜坡，沿途經(jīng)過管道、閥門及其他設(shè)備，zui后抵達(dá)所要檢查的泵。

所有這一切都是為了執(zhí)行常規(guī)檢查。檢查日期的計(jì)算依據(jù)是平均經(jīng)驗(yàn)值，而不考慮環(huán)境對(duì)泵的性能和工作壽命的帶來的實(shí)際影響。完成檢查后，技術(shù)人員還要手動(dòng)將新的信息錄入文檔并提交。這種類型的文書工作不僅耗費(fèi)時(shí)間，而且有時(shí)候還很危險(xiǎn)，因?yàn)榭赡芙佑|到易燃材料。

從技術(shù)圖紙到虛擬工廠：COMOS可以呈現(xiàn)逼真的鉆井平臺(tái)三維模型。

停工代價(jià)高昂

對(duì)于商業(yè)項(xiàng)目而言，時(shí)間就是金錢。在石油和天然氣行業(yè)，尤其如是。如果有關(guān)工程不僅耗時(shí)漫長(zhǎng)，而且要求部分或*停工，項(xiàng)目成本將變得尤為高昂。不幸的是，每當(dāng)不得不對(duì)彼此精確協(xié)調(diào)的自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行維修時(shí)，往往會(huì)發(fā)生這種情況。一座普通的開采平臺(tái)每天可以開采約10萬桶石油和多達(dá)2, 000萬立方米的天然氣——后者相當(dāng)于約1萬戶德國(guó)家庭的年消耗量。

西門子工業(yè)軟件的項(xiàng)目工程師Kristian Larsen表示：“停工一天會(huì)令裝置運(yùn)營(yíng)者蒙受數(shù)百萬歐元的損失。因此，平臺(tái)運(yùn)營(yíng)者想要盡可能減少停工天數(shù)。不僅以天計(jì)，甚至每個(gè)小時(shí)都十分寶貴。"Larsen為使用COMOS和COMOS Walkinside軟件的客戶GDF SUEZ E&P Norge提供支持。Larsen說：“平臺(tái)運(yùn)營(yíng)者不僅想要縮短停工時(shí)間，而且希望減少在這種惡劣的環(huán)境中工作的員工。此外，這些企業(yè)希望減少運(yùn)送員工去平臺(tái)的頻率，并且zui大限度地減少需要來回搬運(yùn)的物資。"

在虛擬世界里制定維保方案

為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，需要*的配合。如果必須停產(chǎn)，其原因不應(yīng)當(dāng)是僅需要維修一臺(tái)泵。理想情況下，應(yīng)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)維保項(xiàng)目。這樣一來，便能同時(shí)在平臺(tái)的一個(gè)區(qū)域內(nèi)，逐個(gè)系統(tǒng)地執(zhí)行幾乎所有主要維護(hù)任務(wù)。歸功于COMOS Walkinside模擬，不僅可以在陸地上規(guī)劃協(xié)調(diào)要對(duì)這些系統(tǒng)執(zhí)行的維護(hù)工作，而且可以提前顯示和模擬現(xiàn)場(chǎng)情況，而不要求員工在這個(gè)階段親自前往平臺(tái)。相反，專家可以通過網(wǎng)絡(luò)，“空降"海上平臺(tái)。

“一分預(yù)防勝于十分治療"這句話，用在工業(yè)開采和制造設(shè)施身上倒也十分貼切。要知道，防范的成本更為低廉，因?yàn)閷?duì)于糾正性工作而言，員工要直接在平臺(tái)上開展工作，這會(huì)帶來高昂成本。一個(gè)例子表明了COMOS的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)一位客戶zui初引入COMOS系統(tǒng)時(shí)，必須執(zhí)行的糾正工單數(shù)多達(dá)2,670份，三年之后，這個(gè)數(shù)字降至僅1,778份——減少了近30%。

COMOS系統(tǒng)不僅提供了規(guī)劃和協(xié)調(diào)維護(hù)工作所需的數(shù)字化數(shù)據(jù)，它還連接了一個(gè)比常規(guī)3D CAD模型的功能更加豐富的三維可視化工具。COMOS營(yíng)銷Manuel Keldenich解釋道：“它好比一個(gè)水晶球。用CAD可以制作水晶球并從外部觀看。而使用COMOS Walkinside，則可以看到它里面，甚至在其內(nèi)部走動(dòng)。更重要的是，它允許我將水晶球的內(nèi)容與智能數(shù)據(jù)相連，以便看到‘雪花’飄落，并獲得連貫*的信息。"有了這款軟件，用戶可以在顯示器上“親臨"平臺(tái)。他說：“并且要能夠插入日升和日落信息，以及模擬從任何方向吹來的風(fēng)——這些不只是羅曼蒂克的噱頭，而是會(huì)對(duì)設(shè)施造成重大影響，并進(jìn)一步影響成本。"

從抽屜到數(shù)據(jù)庫(kù)

用戶不是查看技術(shù)圖紙，而是直接采取行動(dòng)。只要在用單獨(dú)的數(shù)字化文件夾描述設(shè)施設(shè)備的導(dǎo)航樹上點(diǎn)擊鼠標(biāo)，或者直接通過有關(guān)文檔，如COMOS中的管道和儀器圖表，便可進(jìn)入可視化模型。每個(gè)文件夾都包含了相應(yīng)的技術(shù)圖紙，為專家提供了所尋找的關(guān)鍵工藝流程，及其有關(guān)電氣工程數(shù)據(jù)和其他信息。在COMOS中，每個(gè)項(xiàng)目的全部數(shù)據(jù)都集中保存。因此，COMOS和COMOS Walkinside的組合就像一個(gè)巨大的虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)，虛擬人物可以進(jìn)入其中，并且任何人也都可以讀取其數(shù)據(jù)，哪怕他們并不具備工程學(xué)學(xué)位。它將關(guān)于每件設(shè)備的所有信息（當(dāng)前的及歷史的）匯集起來，同時(shí)在COMOS Walkinside中以三維模型方式呈現(xiàn)，以及在COMOS中顯示為工程數(shù)據(jù)。一個(gè)裝滿了歸檔圖紙的抽屜顯然不能與這樣的軟件同日而語，這不啻為某種文化變遷。

COMOS Walkinside支持規(guī)劃和模擬維護(hù)工作，而無需親臨現(xiàn)場(chǎng)。因此，高效的遠(yuǎn)程操作可以節(jié)省大筆費(fèi)用。

這款軟件可以模擬三個(gè)維度，因此，它也十分適用于培訓(xùn)。譬如，道達(dá)爾勘探與生產(chǎn)（Total E&P）使用了COMOS Walkinside的仿真培訓(xùn)模擬器來對(duì)其員工進(jìn)行關(guān)于在遠(yuǎn)洋海上設(shè)施工作的培訓(xùn)。安哥拉近海的Pazflor FPSO設(shè)施便應(yīng)用了這款軟件，在對(duì)其員工進(jìn)行培訓(xùn)時(shí)，這個(gè)開采平臺(tái)尚在韓國(guó)的一所造船廠進(jìn)行建造。利用虛擬模型開展培訓(xùn)縮短了為員工做準(zhǔn)備的時(shí)間，從而幫助使Pazflor比計(jì)劃提前了兩個(gè)月投入運(yùn)行。

預(yù)測(cè)腐蝕？

用COMOS來管理設(shè)施信息的一個(gè)巨大益處，是它允許所有用戶隨時(shí)調(diào)用*相同的信息，以及系統(tǒng)的全部歷史記錄。如果在工程設(shè)計(jì)過程中使用這個(gè)軟件解決方案，還能節(jié)省更多時(shí)間和金錢。譬如，借助它，看不懂技術(shù)圖紙的職業(yè)安全官員也能提前指出某個(gè)位置是否必須安裝梯子，以確保在發(fā)生緊急狀況時(shí)快速疏散。又比如，它能直觀地向工程師表明，如果將某個(gè)閥門的方向旋轉(zhuǎn)90度，其維護(hù)將變得簡(jiǎn)單得多。在這樣復(fù)雜的技術(shù)環(huán)境中，幾乎每個(gè)環(huán)節(jié)都可能存在缺陷。

COMOS的開發(fā)人員也在不斷發(fā)現(xiàn)這款軟件的新用途。Larsen說：“這款軟件的作用越大，人們對(duì)它的要求就越高。"Larsen的團(tuán)隊(duì)接下來要執(zhí)行的任務(wù)是要應(yīng)對(duì)北海強(qiáng)勁的海風(fēng)。Larsen透露，一位客戶的采油平臺(tái)在建造上非常之精妙，甚至利用勁風(fēng)來冷卻這座設(shè)施。然而，不幸的是，海風(fēng)含有大量鹽分，在技術(shù)人員的臉上和衣服上，以及諸如樓梯和欄桿等鋼制組件上，留下 了一層薄膜。這些鹽分緩慢而又穩(wěn)定地腐蝕著金屬組件——這款軟件尚未將這個(gè)因素納入考慮。未來，COMOS也將檢測(cè)這種類型的情況，以便用戶僅需輕點(diǎn)兩下鼠標(biāo)，就能調(diào)用有關(guān)數(shù)據(jù)，從而確保優(yōu)化維護(hù)。

不過，西門子樓宇科技的安防系統(tǒng)專家Peter L?ffler認(rèn)為，還可以進(jìn)一步加強(qiáng)安全保障。他指出，通過將彼此獨(dú)立的系統(tǒng)——如門禁控制裝置和視頻監(jiān)控系統(tǒng)等——生成的數(shù)據(jù)融合起來，可以實(shí)現(xiàn)更高安全性。他說：“譬如，當(dāng)某個(gè)安防系統(tǒng)判定有人試圖破門而入時(shí)，部署在這扇門旁邊的攝像頭可以自動(dòng)激活并記錄下所發(fā)生的一切。"可以在樓宇管理系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)置并保存這種因果關(guān)系及有關(guān)工作流程。

各種類型的傳感器、攝像頭以及地震傳感器和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器等，時(shí)時(shí)刻刻看守著阿博蒂納圖書館。（上圖）將這樣的系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，可以提高復(fù)雜基礎(chǔ)設(shè)施的安全性，如部署在梵蒂岡和各地機(jī)場(chǎng)的系統(tǒng)。

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聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與優(yōu)化結(jié)果。西門子安防系統(tǒng)更進(jìn)一步，將各個(gè)子系統(tǒng)連接起來，形成了一個(gè)統(tǒng)管全局的平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)可以實(shí)時(shí)采集子系統(tǒng)輸出的信息，用于生成全面呈現(xiàn)當(dāng)前狀況的標(biāo)準(zhǔn)化視圖。這種設(shè)置可使用戶——譬如機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商——在發(fā)生事關(guān)安全的危急狀況時(shí)，快速?zèng)Q定如何響應(yīng)。

在這方面，機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商可以事先就多種類型的意外事故設(shè)定可能的情形并制定行動(dòng)預(yù)案，當(dāng)真的發(fā)生危機(jī)事件時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)將幫助他們做出正確決策。

智能安防系統(tǒng)甚至可以發(fā)現(xiàn)出乎意料的因果關(guān)系。譬如，假設(shè)某個(gè)機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)將登機(jī)門設(shè)置為僅當(dāng)飛機(jī)靠泊后才開啟。如果系統(tǒng)檢測(cè)出，盡管登機(jī)口并未靠泊飛機(jī)，但登機(jī)門卻被偶然開啟，那么，系統(tǒng)將查看原因。然后，系統(tǒng)可能發(fā)現(xiàn)，在所檢查的區(qū)域，空調(diào)系統(tǒng)并未以*狀態(tài)運(yùn)行而員工感覺不舒服。這樣一來，解決暖通空調(diào)系統(tǒng)控制問題，也在無形中消除了安全隱患。

智能安防系統(tǒng)甚至可以用于優(yōu)化工作流程。這為關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)商創(chuàng)造了額外價(jià)值。飛機(jī)滑行區(qū)域監(jiān)控應(yīng)用，便是一個(gè)例子。在這個(gè)應(yīng)用中，系統(tǒng)可以識(shí)別出在特定時(shí)刻，滑行道周邊有哪些車輛正在哪個(gè)位置移動(dòng)。從理論上可以壓縮這些數(shù)據(jù)并將之轉(zhuǎn)換為匿名格式，從而支持生成所謂的熱圖，從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度提供關(guān)于車輛行為的信息。

以這種方式獲得的信息可用于提高滑行道工作流程的效率。譬如，熱圖可以標(biāo)明當(dāng)加油車和清潔車彼此擋住對(duì)方道路時(shí)屢次出現(xiàn)的擁堵和延遲。L?ffler說：“未來，如果我們進(jìn)一步利用形形規(guī)模龐大的數(shù)據(jù)源來識(shí)別過去不曾覺察到的趨勢(shì)，將是多么有趣！"同時(shí)，他也指出，這種類型的“隱而不顯"往往是由于所涉及的運(yùn)行過程極其復(fù)雜。他說：“不妨設(shè)想，譬如，在某座城市的人口密集區(qū)域內(nèi)，數(shù)十萬人搭乘不同交通工具同時(shí)朝同一方向移動(dòng)，所產(chǎn)生的與交通有關(guān)的數(shù)據(jù)將形成一股洶涌的洪流。"

大數(shù)據(jù)分析。執(zhí)行這種大數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵是，從可靠的數(shù)據(jù)源獲得大量具有可比性的歷史數(shù)據(jù)。正如L?ffler所解釋的那樣，可以將這些信息集中到數(shù)據(jù)池中，然后加以綜合，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理推導(dǎo)出歷史趨勢(shì)，這將有助于預(yù)測(cè)未來的發(fā)展，以及安排預(yù)防措施。換句話說，大數(shù)據(jù)將有助于改善整座城市或特定行政區(qū)內(nèi)的廣大民眾的安全。

以梵蒂岡為例，每年在圣彼得大教堂舉行的圣誕彌撒都將迎來5萬教眾，此外，還有20萬信徒將教堂門前的廣場(chǎng)擠得水泄不通。從交通控制系統(tǒng)到列車抵達(dá)時(shí)刻表，通過對(duì)各種各樣的數(shù)據(jù)源進(jìn)行分析，可以早在大量人群涌入之前，緩解潛在瓶頸。此外，可以將氣象數(shù)據(jù)以及來自社交網(wǎng)絡(luò)和新聞廣播的信息與此類事件相并進(jìn)行分析，以盡早查明甚至預(yù)測(cè)潛在危險(xiǎn)。然后，大型活動(dòng)的安全工作人員可以調(diào)集更多支持人員或者開放更多出入通道。這樣的舉措有可能降低風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)加強(qiáng)集體安全。

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