赋能全电气社会，迈向绿色时代

 

各位领导、各位专家、各位自动化界的同仁们,大家好！我是来自菲尼克斯（中国）公司的程雪，我发言的题目是“赋能全电气社会，迈向绿色时代”，我的演讲内容包括三个方面。

一、什么是绿色全电气社会

什么是绿色全电气社会？环境问题是当今人类面临的重大问题，在晚间新闻里我们常常看到这样的报道，某时某地发生严重的洪涝灾害、强台风、泥石流、森林火灾等。世界面临着巨大的挑战，气候变化、环境污染、人口问题，全球经济增长放缓，人类社会可持续发展正在面临严重的挑战，需要引起全人类的反思。过去的200年，人类主要能源形式为化石燃料，所带来的温室效应已经引起全球气候的演化，2002年南极洲一块面积大约3250平方公里的冰架脱落，并且在35天内融化消失。据测算，如果全球气温再上升2～3℃，我们居住的上海这样的沿海城市将会被淹没于水下。

科技发展带来生产力巨大变革，信息技术带给人们便捷、舒适和高效，但是我们赖以生存的地球不堪重负，减少环境污染和碳排放刻不容缓。寻求高效的可再生能源应用，降低能源成本，提高能源使用效率成为全社会的共同责任。2015年12月，联合国气候变化框架公约近200个缔约方在巴黎气候大会上达成著名的《巴黎协定》，承诺把全球气温升高控制在工业化水平前低于2℃范围之内，并力争控制1.5℃范围之内。2016年联合国所有成员国共同达成了17项可持续发展目标，工业和技术是支撑这些目标的最关键因素，特别是自工业革命以来，能源一直是支撑所有繁荣和增长的基石，因此，发展目标的第7项廉价和清洁能源尤为重要。预计到2050年，人类对能源的需求还将翻倍，如何在减少化石能源消耗的同时，给人类提供充足的、负担得起的清洁能源？能源源泉在哪里？

其实我们很幸运，这个能量源泉就是太阳。太阳为地球上万物提供取之不尽、用之不竭的能量源泉，我们已经开始大规模使用太阳能发电，风能和水能本质也是来源于太阳能。专家们测算，每年从太阳辐射到地球上的能量是人类目前对能源需求量的约1万倍，一块不到地球表面积1%大小的太阳能硅片，相当于西班牙国土面积大小或者相当于四川省面积大小的太阳能发电装置，其所产生的电力可以满足目前人类需求，因此，能源的来源应该不成问题。但是今天人类对太阳能的利用还存在许多技术问题，比如，可再生能源的稳定性问题，大规模应用成本问题，使用清洁能源以后汽车必须是电动的吗？飞机也要电动？电池技术如何？储能设备与成本问题，清洁能源可控性与安全性问题，等等。只有解决所有技术问题，太阳能才能成为我们能源的依靠。

白天有时阳光明媚，有时又阴云密布，到了夜间则没有阳光，如何利用太阳能提供持续稳定的能源供应呢？有没有解决办法？有的，这就是Power  to  X，这里的X是指的氢气、甲烷、甲醇等清洁能源，这些清洁能源又被称为eFuels，因为它们往往是通过过剩的太阳能来生产的，即太阳能发电首先供应消费者，多余部分通过电解水产生氢气，氢气可以和大气中二氧化碳结合，生产甲醇、甲烷等，这些清洁能源和氢气一起便于储存和运输，这就是eFuels。通过太阳能和eFuels的结合，使我们可在任何时间、任何地方获得清洁能源，满足生产、生活、运输等的需求，解决了能源供应稳定的问题。坦白地说，eFuels转化效率很低、成本很高，如想真正获得清洁能源廉价高效的使用，还有很多动作要做，需要全社会共同努力，需要技术提高，需要我们共同协作，这就是行业耦合的概念。

行业是指我们工作生活的所有领域，包括工业、能源、交通、基础设施、楼宇建筑等等，当我们应用现代信息技术将所有这些行业连接在一起的时候，能源数据就可以在系统内进行交换，从而协调和控制能源的供需。换句话说，我们可以通过智能的方法来实现能源的生产和利用，其前提条件是所有行业的智能化、网络化，工厂成为智能工厂，能源成为智能电站，交通成为智能交通，楼宇成为智能楼宇，这就是全电气的社会，就是菲尼克斯积极参与并全力为之赋能的全电气社会。

二、菲尼克斯电气通往绿色之旅

建设全电气社会是不是菲尼克斯也要转行，自己建设太阳能发电站、风力发电站、水利发电站、电解槽等，不是的，菲尼克斯在全球是非常受欢迎的合作伙伴，为客户提供各种安全易用的电气连接电子接口和工业自动化产品。在未来全电气社会，菲尼克斯担当行业耦合的一个角色，将一如既往为客户提供智能化、网络化解决方案，帮助人们在工业、生活各个领域，去实现清洁能源的生产和利用，这就是我们对全电气社会的承诺。比如菲尼克斯有着光伏发电解决方案，在光伏领域有组建的逐日系统、汇流、防雷保护、变配电、电网等全部系统解决方案。在风力发电领域，菲尼克斯有从风力发电机塔顶包括电浆变矩、控制系统到搭底的主控系统在内的全套风力发电机控制系统，特别是菲尼克斯风机叶片智慧综合监控系统，能够实时分析监测风机叶片的应变情况，并对风机叶片受到的结冰、雷电等灾害进行监测，从而控制风机安全可靠运行。

菲尼克斯在汽车充换电、轨道交通、公路隧道、综合管廊、光热发电、水处理系统、机械制造、过程行业、楼宇自动化等各个领域都有相应的解决方案，我们以数据技术助力实现从城市空间到智慧城市的结构化转型。菲尼克斯在全电气社会各个领域，包括能源、过程控制、基础设施、工厂自动化等，正在成为用户最佳的合作伙伴，菲尼克斯赋能全电气社会的基础是，菲尼克斯有6万多种产品，从电气连接、电子接口到仪表、安全系统、防雷保护系统、网络系统、无线系统、信息安全、工业控制计算机、可编程序控制器到云端技术等，特别是菲尼克斯为信息时代而用心打造的一款面向未来的开放的控制系统PLCnext，它成功解决了工业领域OT和IT融合问题，不受某一厂商专署系统限制，用户可以自由使用最常用的编程语言、开发工具、开源软件、APP，还可以个性化地集成云服务和未来技术。比如，我们可以在PLCnext上直接使用jvav等高级语言编制人工智能的程序，也可以利用PLCnext内部集成的开放的OPC UA的通信系统与外界建立联系。PLCnext在与云端进行连接的时候，不需要借助专门的边缘控制器，自身即可担当边缘控制器的角色。PLCnext控制系统为这个什么有这么多功能呢？这与菲尼克斯专利技术EMC和GS分不开。

现在看一看PLCnext系统的核心架构，PLCnext在传统硬件的基础上采用了实时Linux系统，在Linux操作系统之上，左面是传统的PLC加上java等高级语言，右边相当于一台传统的计算机，就把PLC的OT和计算机的IT有机结合在一起了，从而使软件的开放、网络的开放和信息安全变得简单可行，非常适合物联网的控制系统。菲尼克斯正是依托PLCnext技术，采用融合OT和IT的方法，为用户打造开放的端边云一体化的控制系统，并形成菲尼克斯电气自动化系统的典型架构。有了这些，我们才能担负起在碳中和碳达峰道路上为客户赋能的技术任务。

三、智能楼宇与能源管系统简介

下面我们通过菲尼克斯智能楼宇系统的例子来看看菲尼克斯能为全电气社会绿色道路上的客户提供些什么？   

什么是智能楼宇？智能楼宇是把传统楼宇技术同先进信息技术相结合，包括计算机技术、网络技术、自动化技术，从而构筑一种便捷、舒适、高效、节能的环境，为人们提高生产力、改善生活质量创造条件。楼宇自动化就是对建筑物中的机电设备进行控制，包括给排水系统、空调系统、照明系统、电梯系统、变配电系统等等。在传统的楼宇系统中上述各个系统是相互独立的，各自为阵，设备信号多为传统的模拟量和数字量信号，不适用于当今智能设备和智能终端的通信。随着智能化技术的发展，楼宇系统发生了翻天覆地的变化，信息化时代对智能楼宇系统、对自动化提出更多更新的需求。

第一，是数据的标准化，只有标准的数据才便于共享和统一管理，从而便于软件的编程和开发，节约了时间，降低了成本，数据的标准化还要求楼宇系统能够支持多种不同的总线协议，便于和现场不同仪表、不同设备进行连接。

第二，楼宇自动化系统还要求能够对大数据进行储存、运算、分析和决策，能够处理不同来源、不同场景、不同应用的数据；

第三，楼宇系统和数据必须是安全的、可靠的，既要有系统本身的稳定性和人身安全、功能安全的保障，又要有防范黑客、病毒及不受欢迎访问信息的安全保障。

第四，要能以智能算法、智慧的决策实现楼宇系统开放互联、绿色节能和安全舒适。楼宇系统还要具备绿色性维护功能，目前的楼宇系统已经从单个楼宇控制发展到建筑群的控制，到整个工厂自动化控制，并向着智慧城市方向发展。

菲尼克斯的Emalytics就是基于IOT开放的智能楼宇和能源管理系统，它是菲尼克斯60多年楼宇技术的结晶，把楼宇自动化各个子系统集成到统一的平台，集中加工处理，这些系统包括暖风空调系统、智能照明系统、能源管理系统、给排水系统、房间自动化系统及其他辅助系统。我们来看看Ematytics的平台架构，在Ematytics的最底层是与现场各种设备、仪表连接的各种协议、接口，变量通过协议、接口传输到菲尼克斯智能仪表并转换成数字量，现场数字量和模拟量再传输到作为控制中心的ILC2050 BI控制器，并通过ILC2050 BI控制器转化程标准数据上传到上位监控系统，上位监控系统采用图形方式显示，并控制整个系统，Ematytics符合niagara开放楼宇系统架构，这样我们可以到niagara开放社区寻找合作伙伴或者第三方驱动程序。整个系统中ILC 2050 BI控制器是核心。

这个BI楼宇控制器有什么特点？物联网时代对楼宇控制器最重要的需求是开放互联，ILC 2050 BI就是这样的控制器，它能够以更简单更直接的方式与各种网络、协议互联。首先，它支持楼宇行业多年形成的标准协议，如，BACnet 、LonWorks就是最早流行于北美并被世界广泛应用的楼宇行业的标准协议，Modbus常用于低压配电，而欧洲广泛采用的楼宇总线的协议是KNX，OBIX是较新的基于internet的XML Vipsovr技术的楼宇行业的信息交换标准，Enocean是基于能量收集的超低功耗的短距离的无线通信系统的协议，DALI是数字可寻址照明通信接口协议，M—Bus是欧洲常用的两线制仪表总线，常称为远程抄表系统，MP—Bus是常用于阀门的现场总线。OPC UA新一代的OPC标准，它能够实现跨平台的、实时的、可靠的、开放的基于模型信息的信息交换，是物联网时代新一代主流的现场总线协议。MQTT是基于消息队列遥测远程传输协议，特别适合对硬件设备较差、网络性能环境较差的系统，是专门设计的发布定约式消息协议。新一代标准特别适合物联网设备云端信息交互。

ILC 2050 BI的特点就是支持这些所有的协议。除此之外，它还可提供各种模拟量、开关量、脉冲量、数字量等各种信息传输，和所有协议一起实现物联网的万物互联、万物智能的概念。举一个例子，我们在宝马新工厂的智能车间照明系统中就采用了DALI总线，使得控制和维护非常方便，可以实现动态分组，在对建筑物内的空间进行重新划分时不需要改变原来硬件系统的配置，只需要在上位软件上通过对画面的拖拽、编辑就可以实现，而Enocean的无线传感技术使得可以通过人感和时间传感实现上下班的自动控制。除此之外，整个系统通过BACnet与楼宇系统的其他部分包括能源管理系统连锁互动，从而实现对整个车间的绿色管理。

Emalytics系统上位监控系统软件采用面向对象的编程方式和用户友好的软件界面，运用HTML5的网页技术用户工程项目网页的制作只要通过对系统工艺流程图的配置和组合就可以实现，系统集成了楼宇行业多年形成的各种工艺模型库，跨平台兼容性好，可以在任何终端包括智能手机上进行操作或观察。开放的软件结构留给客户更多的开发与开放空间，比如我们可以通过java语言来开发自定义功能和扩充Emalytics系统的底层功能。Emalytics系统还是一个能源管理系统，它通过生产过程的能耗采集、评估、操作，来实现ISO50001所描述的循环，从而控制整个车间的电力、热力、燃气、油、水、压缩气体等的合理优化使用，从而提高效率和实现节能减排、降低成本。

Emalytics还提供其他功能，如风光互补的充电站系统，可以为上下班的人员提供电动汽车的充电服务。而在室内控制技术方面，菲尼克斯运用Beacon技术实现了室内导航功能，Emalytics系统通过手机端APP为我们寻找参加会议起点到会议室之间的最佳路径。到我们指定会议之后，Emalytics系统自动打开窗帘和灯光，并可以自动控制房间的亮度，会议结束后自动关闭门窗和自动清扫。

VR/AR技术的引入和云服务技术的融入，使现场操作和远程维护更加便利。

Emalytics系统还可以实现区域管理，并可以通过VPN连接远程楼宇系统或Emalytics系统，实现统一的管理。Emalytics系统给我们提供了绿色环境、高效舒适空间，虽然初期的建设成本要高于传统的系统，但是通过节能减排给可以给我们带来整体效益。菲尼克斯通过对自己工厂一个办公区域的三栋楼房进行测试，采用智能楼宇系统以后，5300㎡的办公区域平均每年每平方米可节约能源价值21.5欧元，整个三栋楼房全年节约能源价值115万欧元。Emalytics系统在世界各地有着许许多多应用，这里就不多说了。

以上就是我的分享，谢谢大家！