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概述

• 通過點對點連接進(jìn)行串行通訊的經(jīng)濟(jì)型解決方案。
• 具有3種不同物理接口：
  • RS 232C (V.24)
  • 20 mA (TTY)
  • RS 422/RS 485 (X.27)
• 執(zhí)行的協(xié)議：
  • ASCII
  • 3964(R)(不適于RS485)
  • 打印機(jī)驅(qū)動程序
• 利用集成在 STEP7 中的參數(shù)設(shè)置工具可以方便地進(jìn)行參數(shù)設(shè)置

應(yīng)用

CP 340 通訊處理器是一種滿足串行通訊的完整的經(jīng)濟(jì)型解決方案。 它可以用在 SIMATIC S7-300 和 ET 200M 中（以S7為主站）。

例如，點對點連接可用于：

• SIMATIC S7 和 SIMATIC S5 可編程控制器，以及許多其他制造商的系統(tǒng)
• 打印機(jī)
• 機(jī)器人控制
• 調(diào)制解調(diào)器
• 掃描儀，條碼閱讀器等。

設(shè)計

通訊處理器具有下列機(jī)械特性：

• 堅固的塑料外殼
• LED指示燈:
  用于指示 "發(fā)送", "接收" 或 "故障"
• 通訊接口

模塊有三種型號，可用于以下傳輸接口：

• RS 232C (V.24)
• 20 mA (TTY)
• RS 422/RS 485 (X.27)

功能

采用了多種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，因此可與廣泛的節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)交換：

• ASCII:
  用于通過簡單通訊協(xié)議連接到第三方系統(tǒng)，如帶有開始和結(jié)束字符的協(xié)議或帶有塊檢查字符的協(xié)議。 接口的握手信號可被掃描并從用戶程序激活。
• 打印機(jī)驅(qū)動程序：
  用于將過程狀態(tài)和事件記錄到一臺打印機(jī)。
• 3964 (R) (不適用于 RS　485）：
  用于通過已標(biāo)準(zhǔn)化和公布的西門子 3964 (R) 協(xié)議連接到西門子設(shè)備或第三方設(shè)備。 另外還采用了一個帶有默認(rèn)值的 3964(R) 驅(qū)動程序和一個可編程 3964(R) 驅(qū)動程序。

參數(shù)化

CP 340 通訊處理器用戶友好性，便于進(jìn)行參數(shù)化：

• 用戶可通過集成在 STEP 7 中的一個參數(shù)分配工具來模塊特性，例如：
  • 要使用哪個已實施協(xié)的議驅(qū)動程序，或
  • 要使用哪些驅(qū)動程序相關(guān)功能
• 通過 CPU 進(jìn)行參數(shù)化：
  只需將編程設(shè)備與 CPU 相連。 組態(tài)數(shù)據(jù)歸檔在一個系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊中，而數(shù)據(jù)塊存儲在 CPU 中。 在更換一個模塊時，新的模塊可立即投入使用。
• 組態(tài)軟件包（光盤）：
  含電子手冊以及用于與 CP 通訊的參數(shù)化屏幕和標(biāo)準(zhǔn)功能塊

技術(shù)規(guī)范

要想利用可再生能源，就得能靈敏地調(diào)控其發(fā)電量。這是保持電網(wǎng)穩(wěn)定，以及確保在斷電后快速恢復(fù)供電的 途徑。西門子新研制的蓄電系統(tǒng)Siestorage有可能解決這個問題——西門子與供電企業(yè)Enel公司正在意大利開展試點項目。

在意大利，西門子和供電企業(yè)Enel公司正在試驗利用鋰離子蓄電裝置來儲存光伏電站生產(chǎn)的過剩電力。

意大利擁有得天獨厚的充沛日照，因此，這個國家的光伏發(fā)電（PV）產(chǎn)業(yè)正欣欣向榮便也不足為怪了。譬如，供電企業(yè)Enel公司運營的電網(wǎng)，包含了總輸出功率逾1100萬千瓦的光伏發(fā)電設(shè)施，其中大部分都直接向中壓配電網(wǎng)絡(luò)輸送電能。

不過，喜人形勢的背后也有堪憂之處：中午日照強(qiáng)烈時，太陽能電池板生產(chǎn)的大量電能將通過電網(wǎng)輸送至千家萬戶，然而這時的電力需求并不大。如果是陰天，發(fā)電量就會急劇下降。一般而言，諸如太陽能電站和風(fēng)電場等發(fā)電量波動不定的發(fā)電設(shè)施并網(wǎng)發(fā)電的數(shù)量越多，就越難以保證電網(wǎng)穩(wěn)定。必須時刻保持供需平衡。如若不然，所產(chǎn)生的電壓和頻率波動會擾亂甚至毀壞電子設(shè)備。

有鑒于此，蓄電系統(tǒng)的重要性顯然會與日俱增。蓄電裝置可以在特定時間將暫時不需要的多余電能儲存起來，當(dāng)用電需求增長時，再將這些電能送回電網(wǎng)。數(shù)十年來，高效的抽水蓄能電站一直被用于長期儲存電能。西門子電力系統(tǒng)和蓄電裝置高級*Uwe Fuchs指出：“不幸的是，沒有足夠多的場所用于建造這種設(shè)施。因此，我們必須開發(fā)替代解決方案，用于穩(wěn)定電網(wǎng)。”

據(jù)德意志銀行發(fā)布的數(shù)據(jù)，從2012年到2025年，德國蓄電裝置市場規(guī)模有望至少增長一倍。今后20年，僅德國的相關(guān)投資就將高達(dá)300億歐元左右。最晚不超過2040年，經(jīng)常性的蓄電量將達(dá)到400億度左右，有時候蓄電持續(xù)時間會長達(dá)數(shù)月。這個數(shù)字是當(dāng)前德國所有抽水蓄能電站蓄電容量總和的1000倍。相比之下，2012年德國所有電廠的總發(fā)電量為6180億度。

目前已有多種技術(shù)可用于解決這個問題。譬如，氫能蓄電裝置可以儲存風(fēng)電場生產(chǎn)的過剩電能。這些裝置采用電解法，將水還原為蘊(yùn)含高能量的氫氣。這些氫氣可以被臨時貯存到地下洞穴內(nèi)，這種地下洞穴已經(jīng)用于存儲天然氣。如果用電需求增長，那么，這些蘊(yùn)含高能量的氫氣可用于驅(qū)動發(fā)電機(jī)組，然后，所生產(chǎn)的電能將被輸送至電網(wǎng)。抑或，可以讓氫氣與二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生甲烷，然后將這些甲烷送入天然氣管網(wǎng)。還可以將所產(chǎn)生的甲烷用作化工原料或者燃料電池汽車的燃料。

也可以通過壓縮空氣儲存能量。這種方法是將空氣泵入諸如鹽丘等空穴中，然后將之壓縮，直至壓力高達(dá)100巴。過后，可將壓縮空氣用于驅(qū)動燃?xì)廨啓C(jī)。換句話說，燃燒仍需使用諸如天然氣等礦物燃料，但助燃空氣不再需要進(jìn)行壓縮。

最后，有一種眾所周知的蓄電系統(tǒng)：電池。目前，鋰電池是用于穩(wěn)定配電網(wǎng)的佳電池，因為它們兼具高蓄電容量和高充放電率雙重優(yōu)勢。倘若電網(wǎng)負(fù)載波動不定，那么，這種電池可以在短短數(shù)毫秒之內(nèi)吸納或供應(yīng)電能。與抽水蓄能電站不同的是，電池只需要在短短幾分鐘時間內(nèi)輸送電能——譬如，當(dāng)云朵暫時擋住陽光，導(dǎo)致連接至微型電網(wǎng)的光伏電站的發(fā)電量下降時。

借助電池系統(tǒng)穩(wěn)定電網(wǎng)。早在若干年以前，西門子就已開始開發(fā)蓄電裝置。西門子Siestorage蓄電系統(tǒng)是一個模塊化系統(tǒng)，它為高性能鋰離子電池配備了電力電子裝置，以便連接至電網(wǎng)。Fuchs表示，“借助該系統(tǒng)，我們既可以穩(wěn)定400伏低壓電網(wǎng)，也可以穩(wěn)定10-30千伏配電網(wǎng)。這些電池和控制電子裝置均為安裝在機(jī)柜中的滑動式單元，可輕松將之集成于可控制溫度和濕度的柜體。”

2012年2月，這樣一個設(shè)備機(jī)柜落戶意大利莫利塞地區(qū)的Isernia市。該區(qū)擁有大量并入Enel配電網(wǎng)的光伏電站。Fuchs解釋道，“我們的系統(tǒng)是歐洲首套鋰離子蓄電裝置。它是適用于配電網(wǎng)的性能強(qiáng)大的蓄電裝置。其控制電子裝置可持續(xù)測定電網(wǎng)電壓和頻率。Siestorage可隨情況的變化而吸納或供應(yīng)電能。”意大利的這套系統(tǒng)的蓄電容量為500度，能夠以高達(dá)數(shù)百萬瓦的功率儲存和釋放電能。

對于農(nóng)村地區(qū)的微型電網(wǎng)，這足以保持其穩(wěn)定性，哪怕是包含發(fā)電量波動不定的太陽能電池系統(tǒng)的微型電網(wǎng)。在西門子最近發(fā)布的《可持續(xù)發(fā)展報告》中，Enel公司網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施部門的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主管Paola Petroni表示：“迄今為止的測試結(jié)果令我們非常滿意。”Enel公司是意大利最大的供電企業(yè)，擁有超過3200萬個客戶，運營并維護(hù)著100多萬公里的輸電線路。Petroni說：“西門子產(chǎn)品能夠應(yīng)對電力生產(chǎn)波動以及幾座電動汽車充電站造成的負(fù)載起伏。”這個能力主要得益于特制的換流器。這些裝置秉承了西門子SIPLINK產(chǎn)品（Power Link）的大量技術(shù)優(yōu)勢。近十年來，SIPLINK產(chǎn)品被用作工廠電網(wǎng)連接和岸船供電的輔助裝置。Fuchs說：“軟件確保Siestorage換流器能夠針對電網(wǎng)變化做出靈活響應(yīng)，特別是在出現(xiàn)頻率波動時。這個時候，在短短數(shù)秒之內(nèi)會發(fā)生很多情況。”

的電網(wǎng)黑啟動能力。當(dāng)電網(wǎng)不穩(wěn)定程度達(dá)到臨界水平時，供電企業(yè)可以將整個微型電網(wǎng)從主干電網(wǎng)斷開。在這樣的關(guān)斷之后重新啟動電網(wǎng)，被稱為“黑啟動”。2012年在意大利執(zhí)行的驗收測試中，當(dāng)一個農(nóng)村微型電網(wǎng)被從主干電網(wǎng)斷開之后，Siestorage成功地在短短數(shù)毫秒之內(nèi)重啟了這個微型電網(wǎng)及其連接的光伏發(fā)電設(shè)施。從重啟那一刻起，該電池蓄電裝置中的換流器便在單機(jī)模式下運行，一直保持著50赫茲頻率和穩(wěn)定的20千伏電壓。Fuchs表示，“Siestorage的電網(wǎng)黑啟動能力真的是一個的特性。”

在一個將于2014年秋季啟動的項目中，Siestorage也將扮演重要角色。西門子將攜手德國Arcelor Mittal in Eisenhuettenstadt市的鋼鐵制造商Arcelor Mittal公司和當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)VEO公司，共同建造一個用于在斷電時提供電力的備用系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，Siestorage裝置將利用一臺電機(jī)來啟動鋼廠自有燃?xì)怆姀S中的燃?xì)廨啓C(jī)，以便確保在發(fā)生斷電事故時，工廠也能依靠自有電網(wǎng)保持正常運轉(zhuǎn)。Fuchs解釋道：“這種應(yīng)用場景對能源轉(zhuǎn)型也有一定的借鑒意義。未來，我們將需要許多能夠在電網(wǎng)發(fā)生故障時靈活快速黑啟動的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，而這正是Siestorage所能做到的。簡而言之，它能用于替代常規(guī)柴油發(fā)動機(jī)。”

Siestorage日趨完善。Fuchs解釋道：“我們的換流器和我們現(xiàn)在使用的電池讓我們得以利用安裝在標(biāo)準(zhǔn)40英尺機(jī)柜中的蓄電容量為1000度的蓄電裝置，以最高2000千瓦的功率吸納或供應(yīng)電能。對于特殊應(yīng)用，使用性能高得多的電池也是一種值得考慮的方案。譬如，用于集裝箱起重機(jī)或輪胎試驗臺的制動能量回收系統(tǒng)。”這樣的應(yīng)用涉及在短時間內(nèi)處理大量能量。但是，由于Siestorage的充電周期較短，因此這個系統(tǒng)的制動能量回收率尚未達(dá)到100%?，F(xiàn)在，西門子專家正在努力豐富產(chǎn)品組合，以便客戶最大限度提高蓄電裝置的輸出功率和蓄電容量。這將確?？蛻綦娋W(wǎng)盡可能保持穩(wěn)定和高效。