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安裝 KP400 Basic color PN

 

①	夾緊端子的開(kāi)口	⑤	功能鍵
②	電源接口	⑥	控制鍵
③	PROFINET 接口	⑦	數(shù)據(jù)輸入鍵
④	顯示屏

 

①	銘牌	④	功能接地的接口
②	嵌入式密封件	⑤	標(biāo)簽條導(dǎo)槽
③	接口名稱

確定安裝地點(diǎn)

請(qǐng)選擇允許的地點(diǎn)之一安裝操作設(shè)備。 允許的安裝地點(diǎn)在以下段落中說(shuō)明。

水平的安裝地點(diǎn)

	所有 Basic 操作設(shè)備都適合橫向安裝。 橫式設(shè)備垂直安裝時(shí)的最高環(huán)境溫度為 50 ℃
	以下 Basic 操作設(shè)備也可豎向安裝： KTP400 Basic KTP600 Basic 豎式設(shè)備垂直安裝時(shí)的最高環(huán)境溫度為 40 ℃

適當(dāng)?shù)陌惭b位置

Basic 操作設(shè)備可自行通風(fēng)。 可垂直或傾斜安裝于： 安裝箱內(nèi) 開(kāi)關(guān)柜內(nèi) 配電板上 斜架上

小心 超出環(huán)境溫度 如果超出了操作設(shè)備運(yùn)行允許的最高環(huán)境溫度，則需要使用外部通風(fēng)設(shè)備。 否則將損壞操作設(shè)備并喪失操作設(shè)備的許可及保修。

所需工具和附件

	一字改錐，2 號(hào)
	夾緊端子類型	針對(duì)操作設(shè)備	所需數(shù)量
	鋁質(zhì)夾緊端子	KTP400 Basic mono	5
		KTP600 Basic	6
		KTP1000 Basic	12
		TP1500 Basic：	14
	塑料夾緊端子	KP300 Basic	4
		KP400 Basic	7
		KTP400 Basic color	5

安裝操作設(shè)備

如果需要，將嵌入式密封件插入操作設(shè)備背面的槽內(nèi)。 確定嵌入式密封件沒(méi)有扭轉(zhuǎn)。 要達(dá)到防護(hù)等級(jí) IP65 的要求，需要正確放入嵌入式密封件。 將操作設(shè)備從前面裝入安裝截面。 注意，露出的標(biāo)簽條不能夾在安裝截面與操作設(shè)備之間。

用鋁質(zhì)夾緊端子固定操作設(shè)備

	將第一個(gè)夾緊端子放在操作設(shè)備背面開(kāi)口的第一個(gè)位置上。 注意您所裝操作設(shè)備的夾緊端子位置要與以下表格中的圖示一致。 用 2 號(hào)螺絲刀固定夾緊端子。允許的最大扭矩為 0.2 Nm。 重復(fù)第 1 至第 2 步，固定其他所有用于固定操作設(shè)備的夾緊端子。

用塑料夾緊端子固定操作設(shè)備

如果夾緊端子和螺釘分開(kāi)包裝，則將每根螺釘以更少的圈數(shù)旋進(jìn)夾緊端子的孔眼中。 將第一個(gè)夾緊端子插入相應(yīng)的開(kāi)口。 用 2 號(hào)螺絲刀固定夾緊端子。允許的最大扭矩為 0.2 Nm。 重復(fù)第 1 至第 3 步，固定其它所有用于固定操作設(shè)備的夾緊端子。

標(biāo)記功能鍵

KP300 Basic 無(wú)可標(biāo)記的功能鍵。

提示 不要在鍵盤上標(biāo)記功能鍵。 可寫入的壓制薄膜適合作為標(biāo)簽條使用。 標(biāo)簽條允許的厚度為 0.15 mm。 不適宜用紙制標(biāo)簽條。

在電腦上加工樣品。 樣品在 WinCC/WinCC flexible DVD 上的路徑為“CD_3\Documents\ \Slides”，或者可以登錄以下網(wǎng)頁(yè)： 基礎(chǔ)面板的下載 在薄膜上打印已加工的樣品。 用定影噴霧噴灑標(biāo)簽條。 等待約 5 分鐘，直到定影噴霧凝固變干。 剪切標(biāo)簽條。 將標(biāo)簽條的棱角剪下 45°，以便更容易地插入。 將標(biāo)簽條插入導(dǎo)槽底部。 標(biāo)簽條仍有約 3 cm 露在導(dǎo)槽外。 測(cè)量標(biāo)簽條樣品，使功能鍵的標(biāo)記擺放正確。 標(biāo)簽條不需鎖定。

6ES7 392-1AJ00-0AA0規(guī)格參數(shù)及型號(hào)為此，位于慕尼黑的西門子智能系統(tǒng)與控制全球技術(shù)領(lǐng)域（GTF）部門的Volkmar Sterzing及其CT團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種可以實(shí)現(xiàn)以上功能的新方法。使用所謂的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，研究人員可以描繪燃?xì)廨啓C(jī)的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程，并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其產(chǎn)出。Sterzing解釋說(shuō)：“過(guò)去，我們只能了解到這些過(guò)程在某一時(shí)刻的狀態(tài)。而現(xiàn)在，使用這個(gè)新方法，我們可以掌握在這個(gè)特定時(shí)刻之前及之后的運(yùn)行情況。”Sterzing表示，利用這種方法，研究人員不僅可以查明過(guò)去發(fā)生了什么，還可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)會(huì)發(fā)生什么。這種動(dòng)態(tài)的描繪可以確認(rèn)其中的變化，充分利用有利的變化，同時(shí)弱化可能產(chǎn)生負(fù)面影響的變化，并相應(yīng)地調(diào)整維保計(jì)劃。

未來(lái)，個(gè)人能源代理將使用裝有學(xué)習(xí)軟件的專業(yè)電表箱（左圖）來(lái)操作顧客和電力公司之間的電力交易。

CT研究人員已經(jīng)將他們從燃?xì)廨啓C(jī)中學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)，例如優(yōu)化風(fēng)電機(jī)組及整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)。作為熱心航海比賽船員的一份子，Sterzing知道在比賽中每時(shí)每刻都需要關(guān)注波浪、風(fēng)速和對(duì)手的船只，這樣才能決定駕馭船只的最佳方式。否則，如果無(wú)法預(yù)測(cè)未來(lái)的變化，就不能規(guī)劃最合適的路線。在這種辦法的啟發(fā)下，他為風(fēng)電機(jī)組發(fā)明了一種軟件系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的基礎(chǔ)是能夠測(cè)量大約十種因素的傳感器，包括風(fēng)速、亂流度、溫度和氣壓。算法將這些數(shù)據(jù)和風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量聯(lián)系起來(lái)，這樣軟件就能夠從數(shù)以千計(jì)的關(guān)系中學(xué)習(xí)并學(xué)會(huì)如何在新情況下應(yīng)用已有的知識(shí)。

西門子研究人員現(xiàn)在正在測(cè)試該系統(tǒng)。

隨著對(duì)不同情況的學(xué)習(xí)，系統(tǒng)越來(lái)越擅長(zhǎng)獨(dú)立預(yù)測(cè)，知道哪種情況下，旋轉(zhuǎn)葉片的入射角或發(fā)電機(jī)速度快慢的改變，使得風(fēng)電機(jī)組能夠從風(fēng)中獲得最大的產(chǎn)出。這種方法可以將風(fēng)電機(jī)組的產(chǎn)出提高0.5個(gè)百分點(diǎn)。聽(tīng)起來(lái)似乎不多，但是對(duì)一個(gè)大型風(fēng)電場(chǎng)而言就是很顯著的效果。在過(guò)去的六個(gè)月里，瑞典Lillgrund風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明，正是得益于從自己的行為中獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力，即所謂的自主學(xué)習(xí)，風(fēng)電場(chǎng)提高了發(fā)電量，這相當(dāng)于額外添加了一臺(tái)風(fēng)電機(jī)組所生產(chǎn)的電量。如果一家工廠的內(nèi)部發(fā)電廠發(fā)生故障，為了恢復(fù)電網(wǎng)的平衡，可切斷無(wú)關(guān)緊要的系統(tǒng)的電源。全新研制的西門子自動(dòng)甩負(fù)系統(tǒng)，能夠以閃電般的速度做出反應(yīng)，防止在這種情況下，出現(xiàn)電網(wǎng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。

高音喇叭報(bào)警：故障即將發(fā)生。發(fā)電機(jī)軸承過(guò)熱，讓煉油廠的電網(wǎng)一秒之內(nèi)損失了近萬(wàn)千瓦的電能。電網(wǎng)電壓迅速下降，而且交流（AC）頻率會(huì)降到確?？煽抗╇姷?0赫茲以下。如果加熱器、冷卻裝置等機(jī)械設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，電網(wǎng)將徹底崩潰，從而導(dǎo)致停產(chǎn)、生產(chǎn)設(shè)備受損，相關(guān)成本可能在很短時(shí)間內(nèi)飆升至數(shù)百萬(wàn)歐元。

雖然上文所述情景是虛構(gòu)的，但其可能產(chǎn)生的影響是真實(shí)的。如果一家大型工廠內(nèi)部發(fā)電廠及由其供電的電網(wǎng)發(fā)生故障，所導(dǎo)致的停工損失及相關(guān)經(jīng)濟(jì)損失可能非常巨大。某些工藝過(guò)程（比如液化氣壓縮或鋼熔）不能中斷，因此，必須采取相應(yīng)手段，防止公共電網(wǎng)對(duì)上述工藝過(guò)程的電力供應(yīng)中斷。所以，許多能源密集型工業(yè)企業(yè)（比如煉油廠和鋼鐵廠）內(nèi)部建有半自主電網(wǎng)，以消除電網(wǎng)供電中斷可能造成的影響。此外，這些企業(yè)建立內(nèi)部電網(wǎng)還有另外一個(gè)原因——公共電網(wǎng)的峰值負(fù)荷電力非常昂貴，也就是說(shuō)，建設(shè)內(nèi)部電網(wǎng)是值得的。

信號(hào)模塊是 SIMATIC S7-300 與過(guò)程相連的接口。
大量不同的數(shù)字量和模擬量模塊可精確提供每種任務(wù)所需的輸入/輸出。
數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)目、電壓和電流范圍、隔離、診斷和報(bào)警功能等方面有所不同。 
對(duì)于在此列舉的所有模塊系列，SIPLUS 部件也可應(yīng)用在擴(kuò)展溫度范圍 -25 - +60℃ 以及腐蝕性環(huán)境/冷凝環(huán)境中。
另外，面向安全的應(yīng)用中還可使用故障安全模塊。

• 數(shù)字量輸入/輸出模塊具有下列機(jī)械特性：

  緊湊型設(shè)計(jì)

  堅(jiān)固的塑料機(jī)殼里包括：

  • 綠色 LED，用于指示輸入/輸出的信號(hào)狀態(tài)

  • 前連接器插座，通過(guò)前門保護(hù)

  • 前門上的標(biāo)簽區(qū)。

  • 連接器針腳分配，用于在前門內(nèi)部進(jìn)行配線。

  安裝方便

  模塊安裝在 DIN 導(dǎo)軌上并通過(guò)總線連接器連接到相鄰模塊。沒(méi)有插槽規(guī)則；輸入地址由插槽決定。

  當(dāng)在 ET 200M 分布式 I/O 系統(tǒng)中與有源總線模塊一起使用時(shí)，可以對(duì)數(shù)字量輸入/輸出模塊進(jìn)行熱插拔，而不會(huì)有任何反應(yīng)。其它模塊繼續(xù)工作。

  方便用戶接線

  裝置單元通過(guò)連接器連接。當(dāng)首次連接模塊時(shí)，編碼設(shè)備鎖定在連接器中，這樣該連接器只能適合于同樣類型的模塊。更換模塊時(shí)，對(duì)于新的同類型模塊，可原封不動(dòng)保持前連接器的接線狀態(tài)。這樣可以避免在更換模塊的過(guò)程中將已接線的前連接器插入到錯(cuò)誤模塊中。

  -----------------------------------------------------------------------------------------

  S7-300是SIMATIC控制器中銷售量最多的產(chǎn)品，它已成功地用于范圍廣泛的自動(dòng)化領(lǐng)域。S7-300 的重點(diǎn)在于為生產(chǎn)制造工程中的系統(tǒng)解決方案提供一個(gè)通用的自動(dòng)化平臺(tái)。這就是說(shuō)，S7-300 是用于集中式或分布式結(jié)構(gòu)的解決方案。堅(jiān)持不懈的創(chuàng)新和改革使S7-300這個(gè)廣泛應(yīng)用的自動(dòng)化平臺(tái)能持續(xù)不斷的升值概述。
   

  數(shù)字量輸入/輸出模塊用于處理自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)字量輸入/輸出任務(wù)。 可通過(guò)這些模塊連接數(shù)字量傳感器和執(zhí)行器。

西門子CPU模塊6ES7321-1BH02-0AA0

PLC梯形圖程序設(shè)計(jì)的常用方法——轉(zhuǎn)換法

就是將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換成與原有功能相同的PLC內(nèi)部的梯形圖。這種等效轉(zhuǎn)換是一種簡(jiǎn)便快捷的編程方法，其一，原繼電控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用和考驗(yàn)，已經(jīng)被證明能完成系統(tǒng)要求的控制功能；其二，繼電器電路圖與PLC的梯形圖在表示方法和分析方法上有很多相似之處，因此根據(jù)繼電器電路圖來(lái)設(shè)計(jì)梯形圖簡(jiǎn)便快捷；其三，這種設(shè)計(jì)方法一般不需要改動(dòng)控制面板，保持了原有系統(tǒng)的外部特性，操作人員不用改變長(zhǎng)期形式的操作習(xí)慣。
（1） 基本方法。
根據(jù)繼電器電路圖來(lái)設(shè)計(jì)PLC的梯形圖時(shí)，關(guān)鍵是要抓住它們的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，即控制功能的對(duì)應(yīng)、邏輯功能的對(duì)應(yīng)以及繼電器硬件元件和PLC軟件元件的對(duì)應(yīng)。
（2） 轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)的步驟。
1） 了解和熟悉被控設(shè)備的工藝過(guò)程和機(jī)械動(dòng)作情況，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理。
2） 確定PLC的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，畫(huà)出PLC的外部接線圖。
3） 確定PLC梯形圖中的輔助繼電器（M）和定時(shí)器（T）的元件號(hào)。
4） 根據(jù)上述對(duì)應(yīng)關(guān)系畫(huà)出PLC的梯形圖并進(jìn)一步優(yōu)化使梯形圖既符合控制要求又具有合理性、條理性和可靠性。

可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟，如圖1 所示。

（1）    深入了解和分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求

1)  被控對(duì)象就是受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過(guò)程。

2)  控制要求主要指控制的基本方式、應(yīng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等。對(duì)較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú)立部分，這種可化繁為簡(jiǎn)，有利于編程和調(diào)試。

圖1 控制系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)步驟

（2）    確定 I/O 設(shè)備

根據(jù)被控對(duì)象對(duì) PLC 控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。

（3）    選擇合適的 PLC 類型

根據(jù)已確定的用戶 I/O 設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù)，選擇合適的 PLC 類型，包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。

（4）    分配 I/O 點(diǎn)

分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入 / 輸出分配表或者畫(huà)出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進(jìn)行PLC 程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。

（5）    設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序

根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最核心工作，也是比較困難的一步，要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

（6）    將程序輸入 PLC

當(dāng)使用簡(jiǎn)易編程器將程序輸入 PLC 時(shí)，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符，以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計(jì)算機(jī)上編程時(shí)，可通過(guò)上下位機(jī)的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。

（7）    進(jìn)行軟件測(cè)試

程序輸入 PLC 后，應(yīng)先進(jìn)行測(cè)試工作。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)過(guò)程中，難免會(huì)有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上去之前，必需進(jìn)行軟件測(cè)試，以排除程序中的錯(cuò)誤，同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。

（8）    應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試

在 PLC 軟硬件設(shè)計(jì)和控制柜及現(xiàn)場(chǎng)施工完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，如果控制系統(tǒng)是由幾個(gè)部分組成，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進(jìn)行整體調(diào)試；如果控制程序的步序較多，則可先進(jìn)行分段調(diào)試，然后再連接起來(lái)總調(diào)。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，要逐一排除，直至調(diào)試成功。

（9）    編制技術(shù)文件

系統(tǒng)技術(shù)文件包括說(shuō)明書(shū)、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細(xì)表、 PLC 梯形圖。

PLC容量的選擇步驟與原則

 PLC的容量包括I／O點(diǎn)數(shù)和用戶存儲(chǔ)容量?jī)蓚€(gè)方面。

(一)I／O點(diǎn)數(shù)的選擇

PLC平均的I／O點(diǎn)的價(jià)格還比較高，因此應(yīng)該合理選用PLC的I／O點(diǎn)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭(zhēng)使用的I／O點(diǎn)最少，但必須留有一定的裕量。

通常I／O點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控對(duì)象的輸入、輸出信號(hào)的實(shí)際需要，再加上10％~15％的裕量來(lái)確定。

 (二) 存儲(chǔ)容量的選擇

用戶程序所需的存儲(chǔ)容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關(guān)，而且還與功能實(shí)現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關(guān)。一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的程序員和一個(gè)初學(xué)者，在完成同一復(fù)雜功能時(shí)，其程序量可能相差25％之多，所以對(duì)于初學(xué)者應(yīng)該在存儲(chǔ)容量估算時(shí)多留裕量。

PLC的I／O點(diǎn)數(shù)的多少，在很大程序上反映了PLC系統(tǒng)的功能要求，因此可在I／O點(diǎn)數(shù)確定的基礎(chǔ)上，按下式估算存儲(chǔ)容量后，再加20％~30％的裕量。

存儲(chǔ)容量（字節(jié)）＝開(kāi)關(guān)量I／O點(diǎn)數(shù)×10 ＋ 模擬量I／O通道數(shù)×100

另外，在存儲(chǔ)容量選擇的同時(shí)，注意對(duì)存儲(chǔ)器的類型的選擇。

西門子STEP 7-Micro/WIN 32編程軟件的安裝與參數(shù)設(shè)置

1 系統(tǒng)要求

操作系統(tǒng)：Windows 95、Windows 98、Windows ME或 Windows 2000

計(jì)算機(jī)：IBM 486以上兼容機(jī)，內(nèi)存8MB以上，VGA顯示器，至少50MB以上硬盤空間，Windows 支持的鼠標(biāo)。

通信電纜：PC/PPI電纜（或使用一個(gè)通信處理器卡），用來(lái)將計(jì)算機(jī)與PLC連接。

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2 軟件安裝

STEP 7-Micro/WIN 32編程軟件在一張光盤上，用戶可按以下步驟安裝：

①將光盤插入光盤驅(qū)動(dòng)器。

②系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入安裝向?qū)?，或單擊“開(kāi)始”按鈕啟動(dòng)Windows 菜單。

③單擊“運(yùn)行”菜單。

④按照安裝向?qū)瓿绍浖陌惭b。

⑤在安裝結(jié)束時(shí)，會(huì)出現(xiàn)是否重新起動(dòng)計(jì)算機(jī)選項(xiàng) 。

3 硬件連接

可以用PC/PPI電纜建立個(gè)人計(jì)算機(jī)與PLC之間的通信。這是單主機(jī)與個(gè)人計(jì)算機(jī)的連接，不需要其他硬件，如調(diào)制解調(diào)器和編程設(shè)備等。

典型的單主機(jī)連接及CPU組態(tài)如下圖所示。

4 參數(shù)設(shè)置

安裝完軟件并且設(shè)置連接好硬件之后，可以按下面的步驟核實(shí)默認(rèn)的參數(shù)：

（1）在STEP 7-Micro/WIN 32運(yùn)行時(shí)單擊通信圖標(biāo)，或從菜單中選擇View中選擇選項(xiàng)Communications，則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)通信對(duì)話框。

（2）在對(duì)話框中雙擊PC/PPI電纜的圖標(biāo)，將出現(xiàn)PG/PC接口的對(duì)話框。

（3）單擊Properties按鈕，將出現(xiàn)接口屬性對(duì)話框，如圖8.16所示。檢查各參數(shù)的屬性是否正確，其中通信波特率默認(rèn)值為9600波特。

S7-200系列PLC的計(jì)數(shù)器指令

 1）類型及編號(hào)

      CTU——增計(jì)數(shù)

CTD——減計(jì)數(shù)        C0～C255

CTUD——增減計(jì)數(shù)

 計(jì)數(shù)器6個(gè)要素：  指令格式（類型、編號(hào)等）    預(yù)置值——PV

         使能——CU、CD            復(fù)位——R、LD

                   當(dāng)前值——Cxxx             計(jì)數(shù)器狀態(tài)（位）——與定時(shí)器類似

2）功能、時(shí)序圖及應(yīng)用示例

 

  此例為一個(gè)增減計(jì)數(shù)器的應(yīng)用示例，其與MODICON  PLC計(jì)數(shù)器指令的比較，同學(xué)可自己進(jìn)行，并注意到，計(jì)數(shù)器指令的使能均是采樣上升沿（“0” →“1” ）。

什么是狀態(tài)字？狀態(tài)字的作用 ——西門子S7系列PLC

 狀態(tài)字用于表示CPU執(zhí)行指令時(shí)所具有的狀態(tài)。一些指令是否執(zhí)行或以何方式執(zhí)行可能取決于狀態(tài)字中的某些位；執(zhí)行指令時(shí)也可能改變狀態(tài)字中的某些位，也能在位邏輯指令或字邏輯指令中訪問(wèn)并檢測(cè)他們。狀態(tài)字的結(jié)構(gòu)如下：

   31……………9     8    7    6    5    4    3     2    1    0

BR

CC1

CC0

OS

OV

OR

STA

RLO

（1）       首位檢測(cè)位（）

狀態(tài)字的位0稱為首位檢測(cè)位。若位的狀態(tài)為0，則表明一個(gè)梯形邏輯網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)始，或指令為邏輯串的第一條指令。CPU對(duì)邏輯串第一條指令的檢測(cè)（稱為首位檢測(cè)）產(chǎn)生的結(jié)果直接保存在狀態(tài)字的RLO位中，經(jīng)過(guò)首次檢測(cè)存放在RLO中的0或1被稱為首位檢測(cè)結(jié)果。位在邏輯串的開(kāi)始時(shí)總是0，在邏輯串指令執(zhí)行過(guò)程中位為1，輸出指令或與邏輯運(yùn)算有關(guān)的轉(zhuǎn)移指令（表示一個(gè)邏輯串結(jié)束的指令）將清0。

（2）       邏輯操作結(jié)果（RLO）

狀態(tài)字的位1稱為邏輯操作結(jié)果RLO（Result of Logic Operation）。該位存儲(chǔ)邏輯指令或算術(shù)比較指令的結(jié)果。在邏輯串中，RLO位的狀態(tài)能夠表示有關(guān)信號(hào)流的信息。RLO的狀態(tài)為1，表示有信號(hào)流（通）；為0，表示無(wú)信號(hào)流（斷）?？捎肦LO觸發(fā)跳轉(zhuǎn)指令。

（3）       狀態(tài)位（STA）

狀態(tài)字的位2稱為狀態(tài)位。狀態(tài)位不能用指令檢測(cè)，它只是在程序測(cè)試中被CPU解釋并使用。如果一條指令是對(duì)存儲(chǔ)區(qū)操作的位邏輯指令，則無(wú)論是對(duì)該位的讀或?qū)懖僮?，STA總是與該位的值取得一致；對(duì)不訪問(wèn)存儲(chǔ)區(qū)的位邏輯指令來(lái)說(shuō)，STA位沒(méi)有意義，此時(shí)它總被置為1。

（4）       或位（OR）

狀態(tài)字的位3稱為或位（OR）。在先邏輯“與”后邏輯“或”的邏輯串中，OR位暫存邏輯“與”的操作結(jié)果，以便進(jìn)行后面的邏輯“或”運(yùn)算。其它指令將OR位清0。

（5）       溢出位（OV）

狀態(tài)字的位4稱為溢出位。溢出位被置1，表明一個(gè)算術(shù)運(yùn)算或浮點(diǎn)數(shù)比較指令執(zhí)行時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤（錯(cuò)誤：溢出、非法操作、不規(guī)范格式）。后面的算術(shù)運(yùn)算或浮點(diǎn)數(shù)比較指令執(zhí)行結(jié)果正常的話OV位就被清0。

（6）       溢出狀態(tài)保持位（OS）

狀態(tài)字的位5稱為溢出狀態(tài)保持位（或稱為存儲(chǔ)溢出位）。OV被置1時(shí)OS也被置1；OV被清0時(shí)OS仍保持。所以它保存了OV位，可用于指明在先前的一些指令執(zhí)行中是否產(chǎn)生過(guò)錯(cuò)誤。只有下面的指令才能復(fù)位OS位：JOS（OS=1時(shí)跳轉(zhuǎn)）；塊調(diào)用指令和塊結(jié)束指令。

（7）       條件碼1（CC1）和條件碼0（CC0）

狀態(tài)字的位7和位6稱為條件碼1和條件碼0。這兩位結(jié)合起來(lái)用于表示在累加器1中產(chǎn)生的算術(shù)運(yùn)算或邏輯運(yùn)算結(jié)果與0的大小關(guān)系；比較指令的執(zhí)行結(jié)果或移位指令的移出位狀態(tài)。詳見(jiàn)表4.4.2.1和表4.4.2.2。

4.4.2.1算術(shù)運(yùn)算后的CC1和CC0

CCl	CCO	算術(shù)運(yùn)算 無(wú)溢出	整數(shù)算術(shù)運(yùn)算 有溢出	浮點(diǎn)數(shù)算術(shù)運(yùn)算 有溢出
0	0	結(jié)果＝0	整數(shù)加時(shí)產(chǎn)生負(fù)范圍溢出	平緩下溢
0	1	結(jié)果＜0	乘時(shí)負(fù)范圍溢出；加、減、取負(fù)時(shí)正溢出	負(fù)范圍溢出
1	0	結(jié)果＞0	乘、除時(shí)正溢出；加、減時(shí)負(fù)溢出	正范圍溢出
1	1	－	在除時(shí)除數(shù)為0	非法操作

4.4.2.2 比較、移位和循環(huán)移位、字邏輯指令后的CC1和CC0

CCl	CCO	比較指令	移位和循環(huán)指令	字邏輯指令
0	0	累加器2＝累加器1	移位＝0	結(jié)果＝0
0	1	累加器2＜累加器1	－	－
1	0	累加器2＞累加器1	－	結(jié)果≠0
1	1	不規(guī)范 (只用于浮點(diǎn)數(shù)比較)	移出位＝1	－

（8）       二進(jìn)制結(jié)果位（BR）

狀態(tài)字的位8稱為二進(jìn)制結(jié)果位。它將字處理程序與位處理聯(lián)系起來(lái)，在一段既有位操作又有字操作的程序中，用于表示字操作結(jié)果是否正確（異常）。將BR位加入程序后，無(wú)論字操作結(jié)果如何，都不會(huì)造成二進(jìn)制邏輯鏈中斷。在LAD的方塊指令中，BR位與ENO有對(duì)應(yīng)關(guān)系，用于表明方塊指令是否被正確執(zhí)行：如果執(zhí)行出現(xiàn)了錯(cuò)誤，BR位為0，ENO也為0；如果功能被正確執(zhí)行，BR位為1，ENO也為1。

在用戶編寫的FB和FC程序中，必須對(duì)BR位進(jìn)行管理，當(dāng)功能塊正確運(yùn)行后使BR位為1，否則使其為0。使用STL指令SAVE或LAD指令——（SAVE），可將RLO存入BR中，從而達(dá)到管理BR位的目的。當(dāng)FB或FC執(zhí)行無(wú)錯(cuò)誤時(shí)，使RLO為1并存入BR，否則，在BR中存入0。

水塔的PLC控制舉例

1．問(wèn)題的提出：水塔的作用是通過(guò)水泵把地下水抽壓到塔頂?shù)乃?nèi)儲(chǔ)存，以保證供水系統(tǒng)有一定的壓力。如圖1-1所示。

 

2．問(wèn)題的解決：水泵通常采用籠型三相交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。所以，水塔的控制實(shí)際上就是三相異步電動(dòng)機(jī)的控制。方法有人工控制和自動(dòng)控制。

首先介紹最簡(jiǎn)單的水塔控制方法——人工控制。

3．控制原理圖  圖1-2（a）和（b）分別為閘刀開(kāi)關(guān)（或鐵殼開(kāi)關(guān)）和低壓斷路器控制的水泵控制原理圖。由于閘刀開(kāi)關(guān)和低壓斷路器通斷電源需人工操作，所以該電路稱水塔供水的人工控制，（c）為控制元件和交流電動(dòng)機(jī)的實(shí)物圖,

 

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4．控制原理與特點(diǎn)說(shuō)明

（1）原理圖只是表示各電器元件之間的邏輯關(guān)系。如將刀開(kāi)關(guān)或斷路器處于合閘位置，籠型三相交流異步電動(dòng)機(jī)就接通三相電源，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行；操作該開(kāi)關(guān)使其斷開(kāi)，水泵就停止運(yùn)行，不畫(huà)實(shí)物而是用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的符號(hào)表示器件名稱。

（2)電器元件之間通過(guò)導(dǎo)線接通電源，控制三相交流異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。同一電器元件應(yīng)根據(jù)不同的控制對(duì)象（三相交流異步電動(dòng)機(jī)）、應(yīng)用場(chǎng)合選擇其大小、顏色、極數(shù)等參數(shù)。

（3）水泵抽水只要單方向旋轉(zhuǎn)，所以電動(dòng)機(jī)是單向運(yùn)行，但應(yīng)選好電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向與水泵要求的轉(zhuǎn)向一致。

（4）實(shí)現(xiàn)一個(gè)控制目標(biāo)（如水泵電動(dòng)機(jī)單方向旋轉(zhuǎn)），可以選擇不同的電器元件和控制電路，但一些輔助功能不一樣。a圖具有短路保護(hù)功能，可防止因電動(dòng)機(jī)或電線出現(xiàn)相間短路或?qū)Φ囟搪窌r(shí)造成對(duì)電源等電器的損害。b圖除了有短路保護(hù)功能外，還有過(guò)載保護(hù)功能，后者可防止因水泵卡住或因欠壓導(dǎo)致過(guò)載等故障造成損壞電動(dòng)機(jī)的事故。如果需要有漏電保護(hù)功能，則要用帶漏電保護(hù)功能的斷路器。

（5）a圖在電網(wǎng)失壓后會(huì)發(fā)生自起動(dòng)，可能引起不良后果。b圖用了帶失壓保護(hù)的斷路器在發(fā)生失壓和欠壓時(shí)，電路不會(huì)自起動(dòng)，避免電動(dòng)機(jī)或負(fù)載對(duì)人的傷害。

（6）水泵電機(jī)的起動(dòng)和停止都必須人工手動(dòng)操作，不能排除由于沒(méi)有及時(shí)關(guān)機(jī)、開(kāi)機(jī)而造成水塔溢水和供水系統(tǒng)停水的可能。

PLC節(jié)省輸出點(diǎn)數(shù)的方法

（1）分組輸出  如圖7所示，當(dāng)兩組負(fù)載不會(huì)同時(shí)工作時(shí)，可通過(guò)外部轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)或受PLC控制的電器觸點(diǎn)進(jìn)行切換，使PLC的一個(gè)輸出點(diǎn)可以控制兩個(gè)不同時(shí)工作的負(fù)載。

圖7  分組輸出

（2）矩陣輸出  如圖8所示為4×4矩陣輸出電路，用8個(gè)輸出點(diǎn)可控制16個(gè)負(fù)載。要使某個(gè)負(fù)載接通工作，只要它所在的行與列對(duì)應(yīng)的輸出繼電器接通即可。例如，當(dāng)Y010與Y004同時(shí)接通時(shí)，KM1得電吸合。應(yīng)當(dāng)注意的是：當(dāng)只有某一行對(duì)應(yīng)的輸出繼電器接通，各列對(duì)應(yīng)的輸出繼電器才可以任意接通；或者當(dāng)只有某一列對(duì)應(yīng)的輸出繼電器接通，各行對(duì)應(yīng)的輸出繼電器才可以任意接通。否則將會(huì)錯(cuò)誤接通負(fù)載。因此，采用矩陣輸出時(shí)，必須將同一時(shí)間段接通的負(fù)載安排在同一行或同一列中，否則將無(wú)法控制。

圖8  矩陣輸出

（3）并聯(lián)輸出  通斷狀態(tài)完全相同的負(fù)載，可以并聯(lián)后共用PLC的一個(gè)輸出點(diǎn)（要考慮PLC輸出點(diǎn)的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力）。例如PLC控制的交通信燈，               

對(duì)應(yīng)方向（東與西對(duì)應(yīng)、南與北對(duì)應(yīng)）的燈通斷規(guī)律完全相同，將對(duì)應(yīng)的燈并聯(lián)后可以節(jié)省一半的輸出點(diǎn)。

（4）負(fù)載多功能化  一個(gè)負(fù)載實(shí)現(xiàn)多種用途。例如，在傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)中，一個(gè)指示燈只指示一種狀態(tài)。在PLC控制系統(tǒng)中，利用PLC的軟件很容易實(shí)現(xiàn)利用一個(gè)輸出點(diǎn)控制指示燈的常亮和閃亮，這樣就可以利用一個(gè)指示燈表示兩種不同的信息，從而節(jié)省PLC的輸出點(diǎn)。

（5）某些輸出信號(hào)不進(jìn)入PLC  系統(tǒng)中某些相對(duì)獨(dú)立、比較簡(jiǎn)單的部分可以考慮不用PLC來(lái)控制，直接采用繼電器控制即可。

（6）利用輸出點(diǎn)擴(kuò)展輸出點(diǎn)  與利用輸出點(diǎn)擴(kuò)展輸入點(diǎn)相似，也可以用輸出點(diǎn)分時(shí)控制一組輸出點(diǎn)的輸出內(nèi)容。例如：在輸出端口上接有多位LED7段碼顯示器時(shí)，如果采用直接連接，所需的輸出點(diǎn)是很多的。這時(shí)可使用圖9的電路利用輸出點(diǎn)的分時(shí)接通逐個(gè)點(diǎn)亮多位LED7段碼顯示器。

在圖9所示的電路中，CD4513是具有鎖存、譯碼功能的專用共陰極7圖9  輸出口擴(kuò)展輸出口

段碼顯示器驅(qū)動(dòng)電路，兩只CD4513的數(shù)據(jù)輸入端A～D共用可編程序控制

器的4個(gè)輸入端，其中A為最低位，D為最高位。LE端是鎖存使能輸入端，在LE信號(hào)的上升沿將數(shù)據(jù)輸入端的BCD數(shù)據(jù)鎖存在片內(nèi)的寄存器中，并將該數(shù)譯碼后顯示出來(lái)，LE為低電平時(shí)，顯示器的數(shù)不受數(shù)據(jù)輸入信號(hào)的影響。顯然，N位顯示器所占用的輸出點(diǎn)P=4+N。圖9中Y004及YOO5分別接通時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)分別送到上下兩片CD4513中。

。

一套可精確設(shè)定（下圖）的復(fù)雜系統(tǒng)，能夠使企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，有助于防止斷電和停電故障的發(fā)生。

位于奧地利維也納的西門子能源自動(dòng)化解決方案公司的電網(wǎng)自動(dòng)化專家Michael Eckl認(rèn)為，“工業(yè)企業(yè)必須考慮偶爾發(fā)生的斷電事故，而且老舊系統(tǒng)發(fā)生斷電事故的頻率更高。”Eckl對(duì)那些運(yùn)行自有電廠的公司提出了寶貴建議。然而，這些工廠的電網(wǎng)通常會(huì)盲目擴(kuò)張，并且最終由新舊混合設(shè)備和安全技術(shù)設(shè)備構(gòu)成。

運(yùn)行上述發(fā)電廠的公司都知道這一點(diǎn)，因此，這些公司制定了一系列旨在削減電力負(fù)荷的策略，即以一種有針對(duì)性的方式臨時(shí)關(guān)閉高能耗系統(tǒng)。這些系統(tǒng)包含并非必不可少的機(jī)器設(shè)備、冷卻裝置與空調(diào)裝置、電動(dòng)機(jī)、熔爐、壓縮機(jī)、泵機(jī)、照明系統(tǒng)等，其思路在于通過(guò)減少用電需求，解決電力供應(yīng)短缺的問(wèn)題。為此，工廠必須制備一份優(yōu)先次序表，明確在特定環(huán)境條件下，哪些設(shè)備和機(jī)器將被關(guān)閉，以及在什么時(shí)間關(guān)閉。理想情況下，供電中斷后，工廠應(yīng)在不到一秒的時(shí)間立即停止運(yùn)行，從而將系統(tǒng)不穩(wěn)定導(dǎo)致電網(wǎng)徹底崩潰的可能性降至最低限度。

以往，當(dāng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，調(diào)度中心的技術(shù)人員將決定甩掉哪些負(fù)荷，但是，這需要耗費(fèi)太多時(shí)間，從而無(wú)法阻止災(zāi)難性事故的發(fā)生。后來(lái)開(kāi)發(fā)的自動(dòng)簡(jiǎn)易甩負(fù)系統(tǒng)，能夠依照事先設(shè)定的方案，自動(dòng)關(guān)閉特定用電區(qū)域。但問(wèn)題是甩掉的用電負(fù)荷要么太多、要么太少。結(jié)果，工廠運(yùn)行減慢，或者需要進(jìn)行人工調(diào)整。

下一個(gè)重大進(jìn)步涉及工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)，比如西門子的SIMATIC系統(tǒng)。目前，該系統(tǒng)的控制裝置可統(tǒng)計(jì)電能輸出量與需求量，并可依照預(yù)先制備的優(yōu)先次序表自動(dòng)甩掉部分負(fù)荷。其缺點(diǎn)在于該系統(tǒng)作為獨(dú)立的能源自動(dòng)化裝置，有其自身的硬件、配線和維修要求，也就是說(shuō)，它會(huì)增加系統(tǒng)的生命周期成本。

未來(lái)生活。考慮到上述種種情況，Eckl的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一套新的甩負(fù)系統(tǒng)（名為“高效網(wǎng)絡(luò)與能源自動(dòng)化系統(tǒng)”）。它是一套針對(duì)石油、天然氣與鋼鐵行業(yè)而開(kāi)發(fā)的解決方案，旨在解決電力生產(chǎn)與自動(dòng)化控制彼此分離的問(wèn)題。該系統(tǒng)將二者融為一體，共用一個(gè)減負(fù)與自動(dòng)化信息通信網(wǎng)絡(luò)，從而節(jié)約時(shí)間和金錢。

系統(tǒng)可為每一個(gè)負(fù)荷預(yù)先分配一個(gè)優(yōu)先級(jí)。其控制裝置不僅可對(duì)發(fā)電過(guò)程與電能需求進(jìn)行不間斷的監(jiān)測(cè)，而且，舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)將在數(shù)秒鐘內(nèi)關(guān)閉時(shí)，還可計(jì)算每過(guò)一秒需要甩掉哪些負(fù)荷。顯然，優(yōu)先級(jí)較低的負(fù)荷將被首先甩掉。因此，該系統(tǒng)的軟件始終延時(shí)運(yùn)行數(shù)秒鐘時(shí)間，以確保系統(tǒng)能夠在足夠短的時(shí)間內(nèi)做出響應(yīng)，從而防止電網(wǎng)失穩(wěn)。

此外，該系統(tǒng)只會(huì)在特定時(shí)刻準(zhǔn)確甩掉為保持電網(wǎng)穩(wěn)定性需要甩掉的負(fù)荷。Eckl指出：“該系統(tǒng)不會(huì)對(duì)每只燈泡進(jìn)行調(diào)節(jié)。相反，它只會(huì)甩掉數(shù)百千瓦乃至更高的“大”負(fù)荷。一般情況下，這類負(fù)荷包括短時(shí)間停運(yùn)不會(huì)影響工廠運(yùn)行的輔助設(shè)備，譬如采暖和空調(diào)系統(tǒng)。”

西門子系統(tǒng)的獨(dú)特之處在于，該系統(tǒng)將三種不同的方法融為一體。除上述基于功率的快速甩負(fù)方法外，該系統(tǒng)還使用基于頻率的傳統(tǒng)減負(fù)方法。后者在應(yīng)當(dāng)保持在50赫茲的交流頻率開(kāi)始過(guò)度波動(dòng)時(shí)使用。在多種錯(cuò)誤同時(shí)發(fā)生——比如兩臺(tái)或多臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)生故障——時(shí)，可能出現(xiàn)這種波動(dòng)。在上述情況下，保護(hù)繼電器將切斷預(yù)先確定的備用負(fù)荷。問(wèn)題在于采用這種方法甩掉的負(fù)荷要么太多、要么太少。因此，這種方法只能作為在萬(wàn)不得已的情況下采取的下下之策。

第三種甩負(fù)方法是啟用發(fā)電機(jī)備用容量，即在工廠需要時(shí)，馬上讓發(fā)電機(jī)輸出更多電能。這些電能由正在工作并為電網(wǎng)供電的發(fā)電機(jī)提供。在并網(wǎng)用電負(fù)荷增加時(shí)，這可防止發(fā)生供不應(yīng)求問(wèn)題。

基于發(fā)電量和頻率的甩負(fù)方法如果要真正湊效，必須以閃電般的速度完成。為此，西門子公司研發(fā)人員非常信任GOOSE（面向通用對(duì)象的變電站事件），它是IEC 61850通訊標(biāo)準(zhǔn)的重要組成部分。這部自動(dòng)化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)旨在保證能夠通過(guò)玻璃纖維光纜同時(shí)向所有用電系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)。要求甩負(fù)的事件一旦確定，所有用電系統(tǒng)都將收到相關(guān)通知，而且都能依照警報(bào)發(fā)出之前計(jì)算得出的甩負(fù)計(jì)劃做出反應(yīng)。相關(guān)信號(hào)最多在70毫秒之內(nèi)收到，速度之快足以在最短時(shí)間內(nèi)消除任何不穩(wěn)定現(xiàn)象。

完全獨(dú)立于公共電網(wǎng)，并且能夠提供自身所需的全部電能的獨(dú)立電網(wǎng)極為罕見(jiàn)。此外，幾乎所有擁有自備電廠和獨(dú)立電網(wǎng)的大型工廠，仍然接駁公共電網(wǎng)，目的是能從公共電網(wǎng)獲得更多電能，或?qū)⑹Ｓ嚯娏斔徒o公共電網(wǎng)。設(shè)計(jì)自動(dòng)甩負(fù)系統(tǒng)的唯一目的是確保內(nèi)部電網(wǎng)的穩(wěn)定性。內(nèi)部電網(wǎng)可彌補(bǔ)公共電網(wǎng)的供電不足，或在公共電網(wǎng)由于用電需求太大導(dǎo)致價(jià)格太貴的情況下提供內(nèi)部所需的電能。

虛擬發(fā)電廠。是否應(yīng)當(dāng)從更廣泛的角度看待甩負(fù)技術(shù)和公共電網(wǎng)的關(guān)系，并將其與其他能源自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，是值得深入考慮的問(wèn)題。一種方案是使用DEMS（西門子開(kāi)發(fā)的分布式能源管理系統(tǒng)），該系統(tǒng)旨在優(yōu)化虛擬發(fā)電廠——即將分布在不同地點(diǎn)的電廠以虛擬方式合為一體——的運(yùn)行。Eckl及其同事正在開(kāi)發(fā)一系列旨在提高經(jīng)濟(jì)效率的解決方案，從而優(yōu)化與引入、自發(fā)和輸出電力相關(guān)的成本。得出的結(jié)果可被用于制定內(nèi)部發(fā)電機(jī)運(yùn)行計(jì)劃。

目前有兩家工廠——一家位于薩迪亞特島（阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)阿布杜比的一個(gè)旅游小島）、另一家是位于土耳其的煉油廠，已安裝采用快速GOOSE告警裝置的自動(dòng)甩負(fù)系統(tǒng)，它們已成功通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)。由于GOOSE是一個(gè)全球性通信標(biāo)準(zhǔn)，這種甩負(fù)系統(tǒng)未來(lái)的應(yīng)用前景相當(dāng)光明，它們同時(shí)適合于現(xiàn)有電網(wǎng)與新建電網(wǎng)。Eckl表示：“越來(lái)越多的工業(yè)

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