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潯之漫智控技術有限公司  上海詩慕自動化設備有限公司
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智慧型連鎖店
連鎖超市、百貨商店和快餐店等是典型的擁有成百上千家門店的零售企業。一般而言，同一家連鎖企業旗下的所有門店都具有相同的用電需求，因此，覆蓋整個連鎖企業的自動能源管理系統（EMS）對其大有裨益。一個典型的例子是，西門子EMS系統通過采集數據并持續優化美國各地的大約1500家ALDI超市的運營，取得了令人矚目的成效。

提高能效是每個人的當務之急——其中一個重要的原因是，無需使用的能源才是清潔的能源。現實中存在巨大的節能潛力，特別是在樓宇、工業和交通等領域。

西門子專注于提高能效的例子數不勝數，包括通過優化汽車工業機器人運動從而優化能耗的研究項目，以及可以大幅降低大型建筑物環境足跡的解決方案。西門子新落成的總部大廈即為其中的*。

準確找出浪費環節

圖1 PLC硬件結構

2.   中央控制處理單元(CPU)

可編程控制器中常用的CPU主要采用通用微處理器、單片機和雙極型位片式微處理器三種類型。

通用微處理器有8080、8086、80286、80386等；單片機有8031、8096等；位片式微處理器的AM2900、AM2903等。FX2可編程控制器使用的微處理器是16位的8096單片機。

3.   存儲器

可編程控制器配有兩種存儲器：系統存儲器和用戶存儲器。

系統存儲器：存放系統管理程序。

用戶存儲器：存放用戶編制的控制程序。

4.   輸入接口電路

PLC通過輸入單元可實現將不同輸入電路的電平進行轉換，轉換成PLC所需的標準電平供PLC進行處理。

接到PLC輸入接口的輸入器件是：各種開關、按鈕、傳感器等。各種PLC的輸入電路大都相同，PLC輸入電路中有光耦合器隔離，并設有RC濾波器，用以消除輸入觸點的抖動和外部噪聲干擾。PLC輸入電路通常有三種類型：直流(12∽24)V輸入、交流(100∽120)V輸入與交流(200∽240)V輸入和交直流(12∽24)V輸入

圖2  直流輸入模塊

圖3  交、直流輸入模塊

圖4  交流輸入模塊

5.   輸出接口電路

PLC的輸出有三種形式，即繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出。如圖所示：

圖5  場效應晶體管輸出方式（直流輸出）

圖6  可控硅輸出方式（交流輸出）

圖7  繼電器輸出方式（交直流輸出）

輸出端子有兩種接法：

一種是輸出各自獨立，無公共點：各輸出端子各自形成獨立回路。

一種為每4∽8個輸出點構成一組，共有一個公共點：在輸出共用一個公共端子時，必須用同一電壓類型和同一電壓等級，但不同的公共點組可使用不同電壓類型和等級的負載，且各輸出公共點之間是相互隔離的。

輸入輸出端子處理的過程如下：

6.   電源

PLC的供電電源一般是市電，也有用直流24V電源供電的。

7.   編程器

利用編程器可將用戶程序輸入PLC的存儲器，還可以用編程器檢查程序、修改程序；利用編程器還可以監視PLC的工作狀態。編程器一般分簡易型 和智能型。

8.   PLC的軟件結構

在可編程控制器中，PLC的軟件分為兩大部分：

1.      系統監控程序：用于控制可編程控制器本身的運行。主要由管理程序、用戶指令解釋程序和標準程序模塊，系統調用。

2.      用戶程序：它是由可編程控制器的使用者編制的，用于控制被控裝置的運行。

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可編程控制器的工作方式和工作過程

（1）PLC的工作方式：采用循環掃描方式。在PLC處于運行狀態時，從內部處理、通信操作、程序輸入、程序執行、程序輸出，一直循環掃描工作。

注意：

由于PLC是掃描工作過程，在程序執行階段即使輸入發生了變化，輸入狀態映象寄存器的內容也不會變化，要等到下一周期的輸入處理階段才能改變。循環掃描過程如下：

據美國環境保護署稱，美國商業建筑物的能源平均有30%是被浪費掉的。通常，其中四分之三的浪費集中在兩個方面：室內溫濕度控制——即暖通空調（HVAC）系統——和照明。這種嚴重低能效的原因很簡單：大多數建筑物當初建造之時，還沒有人考慮過可持續發展問題。

怎么辦呢？盡管只要將舊設備更換為更*的新系統就可以在一定程度上改善能效，但這樣的翻新改造不僅耗費財力物力和時間，而且基本無助于解決優化建筑物的長期總體能效、測定建筑物能效和對同一連鎖企業中的數百座類似建筑物的能效表現進行比較等問題。



采用現場控制技術，能源相關系統均配備傳感器以持續監測其性能。

提煉數據

西門子樓宇科技集團旗下、總部設在德克薩斯州*市的零售和商業系統（RCS）業務部門提供的現場控制EMS系統，可以解決所有這些問題。RCS總經理Marcus Boerkei解釋道：“在連鎖型建筑物安裝EMS系統，好比給它們配備了一個神經系統。可以持續監測設備性能的傳感器安裝在能源相關系統中，包括暖通空調系統和照明系統，以及光伏發電系統、告示牌、冷藏間和垃圾壓縮機等。”

此外，西門子EMS解決方案在購物區部署二氧化碳傳感器，用作移動偵測裝置——這是實時確定需要多少室外空氣來維持空氣質量的關鍵參數。這個系統也將溫控器和照明控制裝置連接至配備自有Linux計算機和嵌入式網絡服務器的控制箱。每家門店的控制箱都會每隔60秒詢問一次傳感器，并每隔2個小時向連鎖企業總部發送一份狀態報告。

這樣的系統可以產生海量數據。西門子發布在監測和控制一座中型建筑物（3000平方米）的過程中，的EMS系統每天要采集約40000個帶時間戳的數據點。對于一個擁有1000家門店的企業，這相當于每年產生超過100億個數據點。”為幫助零售商將EMS數據轉化為有價值的信息，系統將這些數據洪流細化為數十組智能觀察數據，以分析其模式并從中提煉出可指導行動的真知灼見。

購物節能

美國各地已有將近1500家ALDI零售店安裝了西門子現場控制EMS系統。其中大多數都是現有門店翻新改造，而其余系統則是安裝在新建門店。

與ALDI門店中的EMS系統產生的海量數據相輔相成的，是現場控制企業門戶，它是一個基于云的數據分析平臺，可為零售商提供企業級數據顯示板、KPI和異常報告，以便快速查明并解決原本可能導致耗電量過大或對客戶舒適度造成不利影響的問題。這個系統還可以精簡問題的發現過程，以及通過智能系統派遣HVAC檢修技術人員并遠程驗證其完成的工作，從而幫助ALDI降低維護成本。

現在，歸功于云端數據管理和持續數據采集，EMS軟件也幫助ALDI確定哪個制冷系統在什么溫濕度環境下工作表現良好，以及哪個系統的運行和能效記錄優。Boerkei表示：“所有這些信息都有助于優化現有設施的功能，并為規劃新的設施提供支持。它也允許ALDI實時分析門店的產品組合，與去年同期進行比較，甚至將其產品組合的表現與行業平均水平進行比較。”



西門子EMS解決方案在購物區部署二氧化碳傳感器，用作移動偵測裝置——這是實時確定需要多少室外空氣來維持空氣質量的關鍵參數。

4000戶家庭

在2012年于16家門店完成初期試運行，證實現場控制系統有能力降低門店的能耗之后，ALDI選擇了西門子。2013年在180家門店全面部署，證明了EMS系統可以在整個區域內取得同樣的成效。通過共同努力，ALDI與西門子在短短10個月內成功完成其余門店的安裝。著名的美國雜志《環境》將這項創新技術評選為2016年年度良好項目。ALDI還計劃隨著其在美國不斷擴張，新的門店亦將安裝現場控制系統。

ALDI估計，門店的碳排放量占其總碳排放量的很大部分。現在通過安裝現場控制EMS系統，ALDI預期它每年的碳排放量可減少29000噸——相當于每年路上的汽車減少6100輛，或者為4000戶家庭供電。不僅如此，與該項目有關的電費節省已超出ALDI的資本投資標準，帶來了良好的投資回報（ROI）。


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