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保障城市安全

去年10月，超级风暴“桑迪”令这座“*入眠的城市”打了个“小盹”。然而，这场风暴结束后，痛定思痛，这座拥有800万人口的城市正在采取各项措施，以保证其5个行政区能够应对气候变化带来的挑战。

飓风“桑迪”在纽约造成了短暂的大面积断电。现在，纽约市正在利用技术武装自己，以应对未来的灾难。

同往常一样，联合广场上人头攒动、熙熙攘攘。这是平常的一天，从地铁站里涌出的上班族迈着轻快的脚步匆匆赶路。课间休息时分，大学生们在公园里休憩。形形色色的街头艺人正在展示五花八门的才艺，而小孩子们则在人行道上下棋。男女企业家们纷纷驻足停歇，呼吸一口新鲜空气，或是抽根烟。众多游客漫步徜徉其间，感受这座城市的充沛活力，偶或拍几张照片。

当纽约大学的学生Alyssa Torske和几个朋友在超级风暴“桑迪”袭击纽约之后的那个傍晚冒险走出宿舍时，联合广场已面目全非。整座城市陷入了一片黑暗。路上没有一辆车开过，也看不到任何人。指路牌被从钢柱上撕扯下来，到处都是残砖破瓦，乱枝纵横，一片狼藉。能听到的声音是呼啸的风声和刺耳的警报声。Torske回忆道，“幽暗死寂的街道，仿佛《僵尸世界大战》里，人类世界遭僵尸袭击后的末日场景。”

超级风暴“桑迪”夺去了41名纽约人的生命，致使超过80万纽约市居民无电可用。风暴卷起4米高的巨浪，裹挟着5亿吨海水猛力冲击纽约市海滨边缘地区，包括曼哈顿下城区。海水冲毁了桥梁、隧道和道路，地铁停驶一个星期。企业被迫歇业。纽约证券交易所连续两天停止交易。造成的损失有多大？仅财产和经济损失就高达190亿美元左右。

“桑迪”堪称的超级风暴。尽管如此，近年来，由曼哈顿、皇后区、布朗克斯、布鲁克林和斯塔腾岛等5个行政区组成的纽约市，已经遭遇了越来越多的天气事件，包括2011年8月的飓风“艾琳”。自2007年以来，龙卷风横扫纽约市的频率越来越高。此外，在炎热的夏季，热浪持续时间越来越长。

2012年是美国历*有记录以来热的一年。科学家警告道，平均气温将继续升高。纽约市市长布隆伯格召集的专家研究小组预计，到2050年，纽约地区的海平面可能上升75厘米以上。因此，预计居住在洪灾高发区域的纽约人数量将增加一倍多，达到80万。同一时期，位于洪泛区的电厂占纽约市全部电厂的比例将从53%飙升至97%。再保险公司瑞士再保险预计，2050年，像“桑迪”这样的风暴可能要花掉纽约市900亿美元的预算。

左图：高压直流背靠背输电线路，可同时稳定纽约市和新泽西的电网。右图：Coop城的热电联产电厂。

“桑迪”表明，纽约必须增强其基础设施的灾害承受能力。为了实现这一目标，纽约市市长布隆伯格发起了一项斥资200亿美元的计划，以投资建设强韧型设施，加强纽约市的防御力量。报告概述了诸多计划，包括修订建筑法规，以保护关键型基础设施，以及投资修建防洪设施，如防洪堤、堤坝和导流洞封堵头等，以保护纽约市绵延520英里的海岸线。布隆伯格说：“渐渐地，经过数年乃至数十年的不懈努力，我们将建成一座能够经受住更严峻的考验、克服所有挑战的固若金汤的城市。”

雄伟的防洪堤将帮助把海水挡在城外，但要提高城市的灾害承受能力，还要求投资于旨在提高基础设施的冗余度和通信能力，实现分布式部署，以及加快应急速度的技术。纽约市正在与西门子合作开展一系列强韧型基础设施建设项目。

其中一个已经改善了纽约市的灾害承受能力的大型项目，是西门子提供的能够跨越很远的距离，以极低的损耗输送电力的高压直流输电线路（HVDC）。自2013年6月起，由西门子提供设备的一条高压直流背靠背输电线路已将新泽西电网与纽约市电网连接起来，以根据需要向纽约市输送66万千瓦的补充电力。虽然新泽西电网与纽约市电网之间早已实现互连，但这条背靠背输电线路在提高输电容量的同时，还具备快速响应功能。换句话说，它对两侧电网都能起到稳定作用，可降低电力断供风险。2007年，一个由西门子提供设备，以帮助稳定长岛电力供应的类似高压直流输电工程顺利竣工。从那时起，新泽西的电网为长岛供应20%的电力，更让长岛受益匪浅的是，它能获得来自多个途径的低成本电力，包括利用可再生能源生产的电力。

待2014年年初落成时，世界贸易中心一号楼（1 WTC）将成为强韧型楼宇技术的*。西门子为这栋大楼提供的配电系统采用了长达1443米的不占空间的Sentron母线槽系统，而不是常规电力电缆和导管，并且实现了电路保护，这将有助于确保为这栋纽约市的建筑物提供稳定、可靠的电力。此外，当出现过压时，该系统可以立即关断电源。世界贸易中心一号楼还采用了西门子开关技术，并且与新世界贸易中心相连通的地铁站也配备了低压开关柜，还有哪怕在危急情况下也能让这栋大楼的紧急通风系统可靠运转的自动化技术。

智能电网。在“桑迪”造成的巨大压力下，纽约市电网不堪重负，曼哈顿下城区大部分区域供电中断数日，一些社区的停电时间甚至长达数个星期。就Alyssa而言，没有电，意味着好几天没有灯光，没有暖气，也没有自来水，并且要辛苦地爬20层楼梯才能回到住处。其他关键设施也受到了影响。应急发电机故障迫使大型医院如纽约大学附属Langone医疗中心和Bellevue医疗中心等疏散数以百计的患者。

但有一个社区做好了更加充分的准备：Coop城——一个位于布朗克斯的住宅开发项目。依赖于本地由西门子承建的一座4万千瓦热电联产电厂（CHP），这个社区安然无恙地度过了这场风暴。归功于这个解决方案，当周边大部分区域无电可用时，Coop城的居民却拥有可靠的电力、暖气和自来水供应。依靠其自有微型电网，Coop城得以保持正常供电。

未来，事实应当能够证明，智能电网也像Coop城的微型电网一样可靠。自2011年8月以来，西门子就在与纽约市大的供电公司Con Edison合作开展一个智能电网集成项目。得益于专门的集成软件、标准化数据接口和*的可视化技术等，Con Edison公司的员工能够全面掌握电网状况以及诸如备用发电机等可用需求响应资源的容量。更重要的是，这些信息是实时提供的。这样一来，运营商就能快速确定是否有必要抛甩负荷。譬如，在夏季用电高峰时段，运营商能够向诸如商业大厦等需求响应资源发出针对性的限电请求。与Con Edison公司一道，西门子目前正在研究如何进一步扩展这个解决方案。

西门子企业集成与网络安全服务小组负责人Mayur Rao认为，由此带给纽约市电网的益处包括，改善需求响应集成和更加多元化的电力供应，这可能意味着更好地吸纳可再生能源发电。Rao说：“曼哈顿的基础设施的扩展潜力有限。集成更多基于需求响应的智能电网资源以满足与日俱增的需求，同时缓解电网过载压力，非常重要。”

2013年，西门子、纽约区域规划协会和Arup公司联合编写了《RUI报告》。报告指出，纽约市断电一日造成的损失高达10亿美元。这项研究还计算出，今后20年，像“桑迪”这样的风暴导致的纽约市电网恢复重建费用总额将高达30亿美元。然而，投资相同金额用于部署智能技术，则可将这笔损失降低20亿美元，并能通过提高效率创造40亿美元的效益。

西门子正在帮助世界贸易中心一号大楼（左图）和纽约地铁提升可靠性，以避免系统故障。

纽约地铁：乘上科技的列车。要从一个地方转移到另一个地方，也离不开强健的基础设施。Gwen Shockey住在曼哈顿靠近哈莱姆区的地方。她是一名医学插画师，工作的地方位于中城区。每一天，她都搭乘地铁上下班。当“桑迪”导致地铁停运时，整整一个星期的时间，Gwen都无法去上班。她说：“这令我意识到，我对地铁的依赖有多么强烈。”

估计，纽约市断电一日造成的损失高达10亿美元——这笔钱如果投资于建设智能型基础设施，将获得更好的回报。

纽约市地铁系统已成为约570万人日常生活中*的一部分，Gwen只是其中一员。早在一个多世纪以前投入运行的纽约市地铁系统，是*老的地铁系统之一，必须不断升级。从1999年起，西门子一直在这一过程中发挥着重要作用。譬如，现在，往返于曼哈顿Chelsea与布鲁克林Canarsie之间的L号线地铁，便采用了西门子提供的列车控制技术。这种基于无线技术的信号系统使列车与列车之间、以及列车与控制中心之间能够相互通信。这个系统为提高发车频率创造了条件。这项技术还降低了对轨道沿线设备的需求，并利用光纤网络实现了与关键型地面设备的通信。这增强了地铁系统的强韧性，因为能够将地面设备安装在更加安全的位置。如有洪灾预警，可以提前将沿轨道部署的电台设备转移到安全的地方，就像“桑迪”来袭时所做的那样。

2008年，西门子提供的另一个解决方案投入运行。现在，这个系统通过同时实时追踪多达220辆列车，控制着纽约市三分之一的地铁系统。这项技术大的优势是其提供的信息。得益于此，运营商可以密切监控各种事件，当发生紧急状况时快速做出响应。譬如，通过疏散隧道内的列车，或者让列车从受影响的线路改道其他安全线路。这些解决方案协同作用，形成了一个具备通信能力的集中控制式系统，这是一个为应对危险状况做好了准备的系统！

怎样才能进一步提升纽约市地铁系统的可靠性？常驻纽约的西门子交通集团轨道系统IT项目负责人Paul Eliea认为，集中控制式危险检测系统可能是一个涵盖整个地铁系统的解决方案的关键要素之一。他说：“当地铁系统进水量足以对其运行造成影响时，传感器将向控制中心发出信号，并提供实时信息，以便掌握事态进展。”

所有这一切都表明，从电网到交通系统，拥有性能的强健解决方案在确保纽约市的关键基础设施的稳定性方面发挥着重要作用。纽约市的居民也在通过小规模投资提升自身的灾害承受能力。Gwen说：“这场风暴结束后，我买了一辆折叠自行车。现在，有了这辆小巧的自行车，我再也不会寸步难行了。”

西门子PLC产品发展历程【图】

西门子是欧洲的电子和电气设备制造商，生产的SIMATIC可编程控制器在欧洲处于地位。其代PLC产品早是1975年投放市场的SIMATIC S3，它实际上是带有简单操作接口的二进制控制器。

1994年4月，S7系列诞生，他更具有化、更高性能等级、更小安装空间、更良好的WINDOWS用户界面等优势，其机型为：S7-200、300、400、1200。韩立带着它们，直接奔抓雪云狐时的那片沼泽而去。

SIMATIC是西门子自动化系列产品品牌统称，来源于SIEMENS + Automatic（西门子+自动化） 它诞生于1958年，至今已有50年历史，涵盖了从PLC、工业到HMI，是自动化品牌 50年来，SIMATIC控制器从S3系列发展到S7系列，已经成为自动化用户为信赖和熟知的品牌。

??德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业等。 下面我们就看一看西门子的PLC产品的发展历史。韩立神色郑重的说道。

??西门子是欧洲的电子和电气设备制造商，生产的SIMATIC可编程控制器在欧洲处于地位。其代PLC产品早是1975年投放市场的SIMATIC S3，它实际上是带有简单操作接口的二进制控制器。

1979年微处理器技术被应用到可编程序控制器中，产生了SIMATIC S5取代了S3系列，该广泛地使用了微处理器。

20世纪80年代初，S5进一步升级——U系列PLC，较常用机型有：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。

动触头处在几何中心线时，动触头与两侧静触针三音同时都的变流器，称作常闭式变流器;动触头处在几何中心线时，动触头与两侧静触针三者都不的变流器，称作常开式变流器. —般说来DF型电子放大器多采用常闭式变流器，如大型ZBB—610型和中型ZBB—605型变流器.常闭式变流器的优点是能减小对外界的性.而JF—12型晶体管放大器采闸常开式变流器的较多，它的优点是输入阻抗大，对源能员损耗小，从而了输入级的传递系数.这对于配有较高阻抗滤波器的晶体管放大器来说，起了很好的匹配作甲。 常开式变流器的缺点是会引入较大的.但由于前头有滤波器，输入级又采取了屏蔽隔离，因而弥补了这—缺点，了抗的能力.但是幸亏韩立反应够快，急忙散去披风上的灵力，改用精纯灵力强行压下了此异变。

SIMATIC S7-200

??西门子S7-200是超小型化的PLC，适用于各行各业，各种中的自动检测、监测及控制。?从CPU模块的功能来看，SIMATIC S7-200系列小型PLC发展至今大致经历了两代：代产品其CPU模块为CPU 21X，主机都可进行扩展，它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU 212，CPU 214；CPU 215和CPU 216。第二代产品其CPU模块为CPU 22X，是在21世纪初投放市场的，速度快，具有较强的通信能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226，除了CPU 221之外，其他都可加扩展模块。

SIMATIC S7-300

西门子 S7-300是模块化小型PLC，能中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的。

从CPU模块来分，S7-300 PLC大致可以分为紧凑型、型、革新性、户外性、故障性、特种这几类。紧凑型CPU包括312C、313C、313C-2PtP、313C-2DP、314C-2PtP、314-2DP。型CPU有313、314、315、315-2DP、316-2DP。革新性CPU有312、314、315-2DP、317-2DP、318-2DP。户外性CPU有312 IFM、314 IFM、314（户外性）。故障性CPU有315F、315F-2DP、317F-2DP。特种性CPU包括317T-2DP、317-2PN/DP。二人急忙伸手接住，竟是两面青铜令牌。

SIMATIC S7-400

S7-400 PLC是用于中、性能范围的可编程序控制器。 S7-400 PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的。当控制规模扩大或升级时，只要适当地一些模板，便能使升级和充分需要。

SIMATIC S7-1200

西门子S7-1200是低端的离散自动化和自动化中使用的小型控制器模块。SIMATIC S7-1200 具有集成 PROFINET 接口、强大的集成工艺功能和灵活的可扩展性等特点，为各种工艺任务提供了简单的通讯和SIMATIC S7-1200 小型可编程控制器充分于中小型自动化的需求。在研发中充分考虑了、控制器、人机界面和的无缝整合和协调的需求。SIMATIC S7-1200 系列的问世，标志着西门子在原有产品系列基础上拓展了产品版图，代表了未来小型可编程控制器的发展方向，西门子也将一如既往开拓创新，自动化潮流。有效的解决方案，尤其多种应用中*不同的自动化需求。

??西门子S7-1200有三种CPU类型：CPU1211C、CPU1212C、CPU1214C。

LOGO！

LOGO！是低端自动化中简单的开关控制解决方案使用的智能逻辑控制器。LOGO！ 智能逻辑控制器*继电器与 PLC 之间的技术空间，已发展成为模块化的组件产品。通过集成的 8 种基本功能和 31 种特殊功能，LOGO！ 可以代替数以百计的开关设备，从时间继电器一直到器。它有很好的抗振性和很高的电磁兼容性（EMC），*符合工业，能够应用于各种气候条件。这么说，这小子大有机缘，还可以服用一粒筑基丹了。老者了一副，小子你真是走了运的神情，咋出了声来。呵呵，按理说是这样的。但是韩师侄和叶做了笔交易，自动放弃了这枚筑基丹了。王师叔含笑说道。做人重要的要有自知之明。小小年纪就能懂得取舍之道，这一点可比我强多了。灰衣老者的神情寂寥无比，原本望向韩立的冷漠眼神，也亲切了一些。可韩立听了老者的这番话后，有些摸不着头脑，心里大为不以为然。什么叫要有自知之明。

PCS7

1996年，在控制领域，西门子公司又提出PCS7（控制7）的概念，SIMATIC PCS 7是西门子公司在TELEPERM系列集散和S5，S7系列可编程控制器的基础上，结合进的电子制造技术、网络通讯技术、图形及图像处理技术、现场总线技术、计算机技术和自动化控制理论，面向所有控制应用的控制。将其优势的WINCC（与WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工业现场总线）、COROS（监控）、SINEC（西门子工业网络）及控调技术溶为一体。