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西门子SM332模组
产品时间:2020-11-23
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根据估算,到2050年全球人口将增加23亿达到93亿——大多数人口增长来自发展中国家和新兴市场。在不超过地球资源负荷的前提下,如何应对如此庞大的人口增长呢?因为根据过去的经验,人口的增长和社会的富裕必然伴随着更多的资源和能源消耗。

但是,根据“生态足迹”的定义,人类对资源的使用已经超过地球可承受能力的20%(参见第84页)。因而,环境署(UNEP)在2010年的报告中发出了警告,如果经济增长对资源的消耗依然维持在今天的水平上,到2050年,人类年均消耗的矿物质、矿砂、矿物燃料和生物质将高达1.4千亿吨,差不多是如今资源的消耗量的三倍。因此,当前地球面对的主要挑战就是,使经济增长摆脱对资源消耗的依赖,总体上减少资源消耗量。“生态效率”这个术语是描述不再以过度消费商品、原材料和能源为代价的一种生活方式和经济体系。这一概念最早是由Wolfgang Sachs博士提出的。他是德国伍珀塔尔气候、环境和能源研究所驻柏林办公室的负责人。

实现必要的过渡也绝非易事。对石油的需求目前还没有得到控制,比如,据国际能源署所说,单就中国而言,从2009年至2015年石油的消耗量将增加70%,石油消耗量将占全球总消耗量的42%。钢铁消耗方面的情况也大致相同。

近期由普华永道(PwC)所做的一项分析指出,由于新兴市场的城市化和工业化进程加速,从现在到2020年之间钢的年产量将增加10亿吨至23亿吨,到那时,增速将会放缓。现在饮用水也变成了一种短缺资源:根据德国电气及电子工业联合会(ZVEI)所做的一项研究,到2030年,仅就中国一个国家而言,饮用水的消耗量就会翻番。而且,中国北方的地下水将在未来30年间枯竭。

虽然全球资源消耗持续增长,也有一些迹象表明已经实现了经济增长与国内生产总值(GDP)和资源消耗的相对脱钩。根据欧盟委员会的定义,这意味着经济增速将超过其对环境产生的影响。另一方面,如果经济持续发展,但对环境的影响维持在稳定水平或逐步降低,那么就实现了所谓的“绝对脱钩”。世界经合组认为八国集团自1980年以来已经在有限的范围内实现了这种脱钩。加拿大、德国、日本和意大利已经有能力实现将其绝对资源消耗数量和国内生产总值增长相脱钩。

相对脱钩主要源于更高的资源生产率¬——即每单位国内物质消耗(DMC)产出的国内生产总值。这一比例用来计算经济活动中直接消耗的原材料的数量。比如,欧盟委员会在报告中指出,从2000年至2007年之间欧盟27个国家每公斤(原材料)的资源生产率从1.21欧元增加到1.31欧元。也就是说,2007年生产1欧元国内生产总值所需的矿物燃料、生物质或金属矿物等原材料减少了。美国资源生产率的变化与以上情况类似,每公斤原材料产出的国内生产总值从2000年的1.19欧元增加到了2005年的1.32欧元。

但是,据可持续欧洲研究所(SERI)发布的数据,亚洲各国的资源生产率大相径庭。2005年,新加坡消耗一公斤原材料对应的经济产出是0.87欧元,韩国为0.65欧元,而中国、印度、马来西亚和印度尼西亚的资源使用效率要低得多(低于0.29欧元/公斤)。根据这种计算方法,欧盟的资源使用效率是中国的4.5倍。造成此现象的原因之一是,新兴市场建立了很多材料或能源密集型工业和基础设施,而工业化国家则更多地发展非资源密集型产业,如服务业和电子行业。

欧盟表示,要在其欧洲2020战略框架内实现以下目标:到2020年实现资源消耗和经济增长脱钩。在此,目标是实现环境兼容的经济增长,可以采取的途径有:采用鼓励措施促进更为高效的资源利用,提高激励对环保型技术、产品和服务的需求来创造新的市场,对资源消耗和环境污染进行征税。

总之,要实现环保型经济增长战略,并没有一定之规。当务之急是要制定经济政策来实现这种经济增长。例如,中国在其十二五规划(2011年至2015年)中就宣布,要加大在高能效技术、回收利用、废物处理方面的投资。中国政府还计划将每单位国内生产总值的能源消耗和二氧化碳排放量分别降低16%和17%。除其他措施之外。这需要更多地使用来自可再生资源的能源,那么,到2015年可再生资源在能源总产量中将占到11%,而到2020年将占到15%。

 

 

S7-300 CPU作为RTU组态
在多数情况下,S7-300 CPU控制的设备需要集成到现有的PCS 7整体体系中。而对于一个典型的PCS 7系统而言,OS服务器/单站都是和S7-400 CPU的AS站通讯获取数据,不会直接和S7-300 CPU这样的RTU通讯。为此,S7-300 CPU站点作为RTU角色,除了基本控制程序组态之外,还需要考虑和S7-400 CPU的AS站点的通讯问题。
在S7-400 CPU配合S7-300 CPU完成控制的架构中,需要对S7-400 CPU和S7-300 CPU的角色和功能有明确的定义。一般而言,S7-300 CPU控制器负责具体控制实现,而S7-400 CPU作为OS获取S7-300数据的渠道——当然,如果有需要,也可以在S7-400中完成一些在设备控制之上的连锁、复杂算法等等。
更具体实现过程而言,S7-300 CPU中的编程方式与上一章节的描述无异,但在S7-400 CPU中,如何利用S7-300 CPU通讯传输过来的数据,并采用和其他功能块类似的ICON/操作面板风格在OS上体现,则是需要重点考虑的。针对这个需求通常有两个方案:
- 自定义功能块/ICON/操作面板
创建一个新的功能块,定义相应的管脚连接通讯过来的数据。同时定义功能块及相关管脚的属性,同时在其中可以调用SFB35(“Alarm_8P”)产生相应的消息。在OS上,可以参照系统集成的ICON和面板来制作针对新功能块的图标和操作面板。
更多关于自定义功能块/图标/面板的信息可以参考:
《PCS 7 - Programming Instructions for Blocks》
PCS 7安装目录STEP7S7MANUALpcs7librarys7jpa70b.pdf - 利用现有的控制功能块
在S7-400 CPU的编程中,可以利用PCS 7中现有的功能块,例如标准库下的Motor/Valve等。将S7-300 CPU中的相关数据与功能块连接即可。
这种方案无需人为定义程序、面板等,而且由于可以采用和其他程序一样的功能块,所以编程、OS操作方式等都较为方便。但是,利用这种方法需要注意上下两层控制的协调问题,典型情形就是OS和S7-300 CPU站本身的操作员面板之间的协调问题,为此,IL中还提供了相应的功能块来解决分层操作的问题。
另外,由于S7-300 CPU和S7-400 CPU中的功能块不同,可能存在数据无法完全对应的问题。更为重要的是,OS上的信息并不能全部通过输出管脚传送到S7-300 CPU中。例如S7-400 CPU中采用标准块Motor,而S7-300 CPU站点中采用S7Mot,而Motor块操作面板上的“Reset”就无法通过输出管脚下达到S7Mot中。
这两个方案可以根据实际情况选择使用,在此就不赘述。以下就重点介绍如何实现S7-300 CPU和S7-400 CPU站点的通讯。

3.1 与单S7-400 CPU通讯

3.1.1 组态S7连接
在S7-400 CPU的AS所在的单项目中点击工具栏上的按钮 ,打开网络组态NetPro。在CPU上右键菜单中选择“Insert New Connection”创建新的连接:


图3-1 打开NetPro

在弹出的新窗口中选择连接伙伴方。如果S7-300 CPU和S7-400 CPU处在同一个项目中,则可以直接选择;如果处在不同的项目中,则需要选择一个“Unspecified”(未指定),点击“Apply”应用即可。


图3-2 选择通讯伙伴方

在如下所示的S7连接属性设置窗口中填写通讯伙伴方的IP地址,然后点击“Address Details…”按钮:


图3-3 配置连接参数一

在详细信息中修改伙伴方的槽位为2,点击OK确认。


图3-4 配置连接参数二

将建立好的连接下载到S7-400站即可。

3.1.2 通讯程序调用
在通讯功能块调用之前,需要在S7-300 CPU中准备和S7-400 CPU通讯用的共享DB块。示例中创建DB50和DB51,分别对应“输出”和“输入”数据。
在S7-400 CPU侧调用“S7Put”完成向S7-300 CPU写入数据,调用“S7Get”从S7-300 CPU侧读出数据:

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