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西門子2A電源模塊PS307  西門子2A電源模塊PS307

如今的燃氣輪機必須既高效又極為靈活——西門子全新HL級燃氣輪機能夠滿足這一要求。HL級燃氣輪機適于供應基礎發(fā)電量，同時用作可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的備用系統(tǒng)，它可在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置中實現(xiàn)高達63%以上的發(fā)電效率。更重要的是，西門子計劃在中期內(nèi)將HL級燃氣輪機的發(fā)電效率提高至65%。

西門子大的燃氣輪機在柏林的生產(chǎn)歷史已有110多年。目前，西門子燃氣輪機中的旗艦產(chǎn)品是SGT-8000H系列，范圍內(nèi)已有57套SGT-8000H燃氣輪機投入商業(yè)運行。其發(fā)電效率高達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級燃氣輪機進一步提高了發(fā)電效率，它可在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置中實現(xiàn)高達63%以上的發(fā)電效率。西門子發(fā)電與天然氣集團銷售總裁Karim Amin解釋道，“新的燃氣輪機進一步優(yōu)化了H級的成熟設計。”

為了實現(xiàn)更高燃燒溫度，西門子工程師優(yōu)化了燃氣輪機的不同部件，如渦輪葉片上的陶瓷涂層。

針對更高燃燒溫度而設計

更高燃燒溫度是提高發(fā)電效率的關鍵要素。全新HL級燃氣輪機將燃燒溫度提高了約100開爾文。為了實現(xiàn)這一點，西門子工程師優(yōu)化了燃氣輪機的不同部件，如渦輪葉片上的陶瓷涂層。西門子大型燃氣輪機產(chǎn)品經(jīng)理Guido Schuld解釋道，“高溫會在陶瓷涂層與葉片金屬之間產(chǎn)生很高應力，這將導致涂層開裂。因此，我們使用激光器將表面陶瓷涂層切割成一個個方塊。這可以減輕應力，因為這些方塊可以像高速路路面混凝土板一樣朝著對方擴展。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)部結構也有助于增強部件的耐高溫性能。譬如，采用新型鑄造工藝，開發(fā)人員進一步優(yōu)化了葉片的風冷通道，從而改善散熱效果。

優(yōu)化壓氣機進一步提高發(fā)電效率

工程師還改進了燃氣輪機進氣口處的壓氣機。經(jīng)改進后，它現(xiàn)在只有12個壓縮級，比SGT-8000H系列少1級。這可節(jié)省發(fā)電裝置內(nèi)部空間和燃氣輪機運輸所需空間。為確保空氣經(jīng)充分壓縮，我們調(diào)節(jié)了壓氣機葉片，以實現(xiàn)大氣動效率。Schuld表示，“可以將之與飛機翼尖做比較，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，計算并優(yōu)化了壓氣機的各個級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。對于天然氣價格較高的國家，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級燃氣輪機可將發(fā)電成本再降低5%。得益于此，在天然氣價格較高的國家，每年每臺燃氣輪機可以節(jié)省1500萬到2000萬美元成本。另外，新型燃氣輪機可以減少排放二氧化碳，因為實現(xiàn)相同發(fā)電量所需燃料更少。”

可再生能源發(fā)電的*搭檔

*的燃氣輪機不僅必須極其高效——隨著可再生能源發(fā)電在電力構成中的占比越來越大，它們還必須實現(xiàn)高靈活性。陰天或無風的時候，燃氣電站必須接替可再生能源發(fā)電系統(tǒng)，確保穩(wěn)定供電。然而，要做到這一點，電站運營者必須能夠迅速啟動和關閉這些發(fā)電裝置。在這方面，新的HL級燃氣輪機也青出于藍而勝于藍。HL級燃氣輪機啟動時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級燃氣輪機成為可再生能源發(fā)電的*搭檔。”

2 軟硬件及所要完成的通信任務

2.1硬件設備

實驗的硬件設備：
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（帶以太網(wǎng)卡）
4、SCALANCE X216交換機，S7-1200、S7-300和PC通過交換機互連起來
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，請參見附件提供的例程 《A0284 使用西門子PLC集成的PN口實現(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
本例中所要完成的通信任務定義為：
1、 將S7-1200的發(fā)送數(shù)據(jù)塊DB3里的8個字節(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)建新項目

1、打開STEP 7 Basic 軟件并新建項目
在STEP 7 Basic 的 “Portal View”中選擇“Create new project”創(chuàng)建一個新項目，項目名稱為“GS_ISO”。

2、添加硬件并命名PLC
然后進入 “Project view”，在“Project tree” 下雙擊 “Add new device”，在對話框中選擇所使用的S7-1200 CPU（6ES7 212-1BD30-0XB0）添

加到機架上，設備名為 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之間切換的一個位，可以使用

它去自動激活發(fā)送任務。

西門子PS307電源模塊
圖2 系統(tǒng)和時鐘存儲器

3、為 S7-1200 CPU的PROFINET 通信口分配以太網(wǎng)地址
在 “Device View”中點擊 CPU 上代表PROFINET 通信口的綠色小方塊，在下方會出現(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
進入“Project tree > PLC_1 > Program blocks > OB1” 主程序中，從右側窗口 “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”中設置，如圖5所示。

連接參數(shù)說明：

西門子PS307電源模塊

概述

SIMATIC PS 307 單相負載電源（系統(tǒng)和負載電源）帶輸入電壓范圍自動選擇功能。其設計和功能非常適用于 SIMATIC S7-300 PLC。 借助于隨該系統(tǒng)和負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證（如 UL、ATEX 或 GL），可以通用（不適合室外應用）。

設計

• 系統(tǒng)和負載電源可通過螺絲直接固定到 S7-300 標準安裝導軌上，并可直接安裝到 CPU 的左側（無需安裝間隙）。
• 診斷 LED 燈用于指示“輸出電壓 24 VDC 正常”。
• 更換模塊時，可使用 ON/OFF 開關（運行/待機）
• 輸入電壓連接電纜配有線鼻子組件

西門子CP243-1通訊模塊