西門子DQ 16x 230V AC/2A ST繼電器輸出模塊

S7-1500 自動化系統(tǒng)具有模塊化的結構，可包含zui多 32 個模塊。 它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨立地組合使用。S7-1500 自動化系統(tǒng)支持單層配置，其中的所有模塊均安裝在一個安裝導軌上（請參見手冊以了解前提條件）。

一個系統(tǒng)包含下列組件：

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

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網絡模擬，坐行千里

西門子DQ 16x 230V AC/2A ST繼電器輸出模塊

對于地處偏遠、技術復雜的工業(yè)設施而言，其特點就是工廠設計、維護和人員培訓等成本高昂。在茫茫大海上開采石油和天然氣時，情況更是如此。為此，西門子開發(fā)了仿真軟件，為工業(yè)設施生成精確的三維虛擬模型，包括提供有關組件的詳細信息。這款軟件非常適用于培訓技術人員。此外，不必親臨海上設施便可進行培訓，這能節(jié)省大筆費用。

的石油和天然氣企業(yè)的維護技術人員僅需輕點兩下鼠標，即可“出海"——轉瞬間便來到鉆井平臺，檢查泵的工作情況。*次輕觸鼠標，點擊菜單項“COMOS-3D-Viewing（COMOS三維視圖）"。第二下，點擊下拉列表中的選項“Navigate（導航）"。隨即呈現(xiàn)在他面前的，便是這臺泵在COMOS Walkinside系統(tǒng)中栩栩如生的三維模型。COMOS Walkinside是一個虛擬-現(xiàn)實三維模型創(chuàng)建系統(tǒng)，可用于給操作人員作仿真式培訓。

這時候，這位技術人員能看到自己的化身——虛擬人物造型——出現(xiàn)在這座鉆井平臺的虛擬模型中，周圍是厚實的黃色管道和灰色的鋼梁。再次輕點鼠標——這次是點擊這臺泵，COMOS顯示了這臺泵的全部歷史記錄，包括這臺泵的安裝日期、自投運以來的累計運行小時數(shù)，以及關于維修次數(shù)的準確信息。這雖然只是操作COMOS和COMOS Walkinside系統(tǒng)的三個小小的步驟，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，如果要進行這樣的檢查，就意味著技術人員必須從數(shù)以千計的文件和圖紙中，找到包含這臺泵zui后一次檢查報告及其他信息的文檔。只有當他zui終找到所需報告之后，他才能開始著手執(zhí)行實際任務。他還需要走出辦公室，冒著北海強勁的海風，爬上鋼筋階梯和斜坡，沿途經過管道、閥門及其他設備，zui后抵達所要檢查的泵。

所有這一切都是為了執(zhí)行常規(guī)檢查。檢查日期的計算依據(jù)是平均經驗值，而不考慮環(huán)境對泵的性能和工作壽命的帶來的實際影響。完成檢查后，技術人員還要手動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時間，而且有時候還很危險，因為可能接觸到易燃材料。

從技術圖紙到虛擬工廠：COMOS可以呈現(xiàn)逼真的鉆井平臺三維模型。

停工代價高昂

對于商業(yè)項目而言，時間就是金錢。在石油和天然氣行業(yè)，尤其如是。如果有關工程不僅耗時漫長，而且要求部分或*停工，項目成本將變得尤為高昂。不幸的是，每當不得不對彼此精確協(xié)調的自動化設備進行維修時，往往會發(fā)生這種情況。一座普通的開采平臺每天可以開采約10萬桶石油和多達2, 000萬立方米的天然氣——后者相當于約1萬戶德國家庭的年消耗量。

西門子工業(yè)軟件的項目工程師Kristian Larsen表示：“停工一天會令裝置運營者蒙受數(shù)百萬歐元的損失。因此，平臺運營者想要盡可能減少停工天數(shù)。不僅以天計，甚至每個小時都十分寶貴。"Larsen為使用COMOS和COMOS Walkinside軟件的客戶GDF SUEZ E&P Norge提供支持。Larsen說：“平臺運營者不僅想要縮短停工時間，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)希望減少運送員工去平臺的頻率，并且zui大限度地減少需要來回搬運的物資。"

在虛擬世界里制定維保方案

為實現(xiàn)這個目標，需要*的配合。如果必須停產，其原因不應當是僅需要維修一臺泵。理想情況下，應同時執(zhí)行多個維保項目。這樣一來，便能同時在平臺的一個區(qū)域內，逐個系統(tǒng)地執(zhí)行幾乎所有主要維護任務。歸功于COMOS Walkinside模擬，不僅可以在陸地上規(guī)劃協(xié)調要對這些系統(tǒng)執(zhí)行的維護工作，而且可以提前顯示和模擬現(xiàn)場情況，而不要求員工在這個階段親自前往平臺。相反，專家可以通過網絡，“空降"海上平臺。

“一分預防勝于十分治療"這句話，用在工業(yè)開采和制造設施身上倒也十分貼切。要知道，防范的成本更為低廉，因為對于糾正性工作而言，員工要直接在平臺上開展工作，這會帶來高昂成本。一個例子表明了COMOS的優(yōu)點。當一位客戶zui初引入COMOS系統(tǒng)時，必須執(zhí)行的糾正工單數(shù)多達2,670份，三年之后，這個數(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)調維護工作所需的數(shù)字化數(shù)據(jù)，它還連接了一個比常規(guī)3D CAD模型的功能更加豐富的三維可視化工具。COMOS營銷Manuel Keldenich解釋道：“它好比一個水晶球。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，甚至在其內部走動。更重要的是，它允許我將水晶球的內容與智能數(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。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——這些不只是羅曼蒂克的噱頭，而是會對設施造成重大影響，并進一步影響成本。"

從抽屜到數(shù)據(jù)庫

用戶不是查看技術圖紙，而是直接采取行動。只要在用單獨的數(shù)字化文件夾描述設施設備的導航樹上點擊鼠標，或者直接通過有關文檔，如COMOS中的管道和儀器圖表，便可進入可視化模型。每個文件夾都包含了相應的技術圖紙，為專家提供了所尋找的關鍵工藝流程，及其有關電氣工程數(shù)據(jù)和其他信息。在COMOS中，每個項目的全部數(shù)據(jù)都集中保存。因此，COMOS和COMOS Walkinside的組合就像一個巨大的虛擬數(shù)據(jù)庫，虛擬人物可以進入其中，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學位。它將關于每件設備的所有信息（當前的及歷史的）匯集起來，同時在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)劃和模擬維護工作，而無需親臨現(xiàn)場。因此，高效的遠程操作可以節(jié)省大筆費用。

這款軟件可以模擬三個維度，因此，它也十分適用于培訓。譬如，道達爾勘探與生產（Total E&P）使用了COMOS Walkinside的仿真培訓模擬器來對其員工進行關于在遠洋海上設施工作的培訓。安哥拉近海的Pazflor FPSO設施便應用了這款軟件，在對其員工進行培訓時，這個開采平臺尚在韓國的一所造船廠進行建造。利用虛擬模型開展培訓縮短了為員工做準備的時間，從而幫助使Pazflor比計劃提前了兩個月投入運行。

預測腐蝕？

用COMOS來管理設施信息的一個巨大益處，是它允許所有用戶隨時調用*相同的信息，以及系統(tǒng)的全部歷史記錄。如果在工程設計過程中使用這個軟件解決方案，還能節(jié)省更多時間和金錢。譬如，借助它，看不懂技術圖紙的職業(yè)安全官員也能提前指出某個位置是否必須安裝梯子，以確保在發(fā)生緊急狀況時快速疏散。又比如，它能直觀地向工程師表明，如果將某個閥門的方向旋轉90度，其維護將變得簡單得多。在這樣復雜的技術環(huán)境中，幾乎每個環(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，人們對它的要求就越高。"Larsen的團隊接下來要執(zhí)行的任務是要應對北海強勁的海風。Larsen透露，一位客戶的采油平臺在建造上非常之精妙，甚至利用勁風來冷卻這座設施。然而，不幸的是，海風含有大量鹽分，在技術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因素納入考慮。未來，COMOS也將檢測這種類型的情況，以便用戶僅需輕點兩下鼠標，就能調用有關數(shù)據(jù)，從而確保優(yōu)化維護。

不過，西門子樓宇科技的安防系統(tǒng)專家Peter L?ffler認為，還可以進一步加強安全保障。他指出，通過將彼此獨立的系統(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，可以實現(xiàn)更高安全性。他說：“譬如，當某個安防系統(tǒng)判定有人試圖破門而入時，部署在這扇門旁邊的攝像頭可以自動激活并記錄下所發(fā)生的一切。"可以在樓宇管理系統(tǒng)中預先設置并保存這種因果關系及有關工作流程。

各種類型的傳感器、攝像頭以及地震傳感器和運動檢測器等，時時刻刻看守著阿博蒂納圖書館。（上圖）將這樣的系統(tǒng)聯(lián)網，可以提高復雜基礎設施的安全性，如部署在梵蒂岡和各地機場的系統(tǒng)。

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聯(lián)網數(shù)據(jù)與優(yōu)化結果。西門子安防系統(tǒng)更進一步，將各個子系統(tǒng)連接起來，形成了一個統(tǒng)管全局的平臺。這個平臺可以實時采集子系統(tǒng)輸出的信息，用于生成全面呈現(xiàn)當前狀況的標準化視圖。這種設置可使用戶——譬如機場運營商——在發(fā)生事關安全的危急狀況時，快速決定如何響應。

在這方面，機場運營商可以事先就多種類型的意外事故設定可能的情形并制定行動預案，當真的發(fā)生危機事件時，這個系統(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)出乎意料的因果關系。譬如，假設某個機場運營商已經將登機門設置為僅當飛機靠泊后才開啟。如果系統(tǒng)檢測出，盡管登機口并未靠泊飛機，但登機門卻被偶然開啟，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，空調系統(tǒng)并未以*狀態(tài)運行而員工感覺不舒服。這樣一來，解決暖通空調系統(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。這為關鍵基礎設施運營商創(chuàng)造了額外價值。飛機滑行區(qū)域監(jiān)控應用，便是一個例子。在這個應用中，系統(tǒng)可以識別出在特定時刻，滑行道周邊有哪些車輛正在哪個位置移動。從理論上可以壓縮這些數(shù)據(jù)并將之轉換為匿名格式，從而支持生成所謂的熱圖，從統(tǒng)計學的角度提供關于車輛行為的信息。

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，熱圖可以標明當加油車和清潔車彼此擋住對方道路時屢次出現(xiàn)的擁堵和延遲。L?ffler說：“未來，如果我們進一步利用形形規(guī)模龐大的數(shù)據(jù)源來識別過去不曾覺察到的趨勢，將是多么有趣！"同時，他也指出，這種類型的“隱而不顯"往往是由于所涉及的運行過程極其復雜。他說：“不妨設想，譬如，在某座城市的人口密集區(qū)域內，數(shù)十萬人搭乘不同交通工具同時朝同一方向移動，所產生的與交通有關的數(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)計學原理推導出歷史趨勢，這將有助于預測未來的發(fā)展，以及安排預防措施。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擠得水泄不通。從交通控制系統(tǒng)到列車抵達時刻表，通過對各種各樣的數(shù)據(jù)源進行分析，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)以及來自社交網絡和新聞廣播的信息與此類事件相并進行分析，以盡早查明甚至預測潛在危險。然后，大型活動的安全工作人員可以調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險，同時加強集體安全。

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