Технологии Siemens: полный обзор оборудования для промышленности и энергетики

О Siemens и сфере деятельности компании

Siemens — немецкий конгломерат, один из мировых лидеров в области электротехники, промышленной автоматизации, энергетики и цифровизации. Основанная в 1847 году Вернером Сименсом и Иоганном Гальске, компания прошла путь от телеграфного производства до поставщика комплексных технологических решений. Её продукция охватывает всю цепочку создания стоимости: от производства электроэнергии, её распределения и преобразования до полной автоматизации промышленных процессов на фабриках и заводах. Принцип действия решений Siemens базируется на глубокой интеграции аппаратного и программного обеспечения, что позволяет создавать единые, управляемые цифровым способом экосистемы. Подобные системы находят применение в самых разных отраслях: машиностроении, автомобилестроении, пищевой и перерабатывающей промышленности, энергетике, нефтегазовом секторе, транспорте и инфраструктуре городов.

Системы промышленной автоматизации

Ядром промышленной автоматизации Siemens являются программируемые логические контроллеры семейства SIMATIC. Данные устройства выполняют функции сбора данных с датчиков, логической обработки по заданным алгоритмам и формирования управляющих сигналов для исполнительных механизмов.

• SIMATIC S7-1200: Компактные контроллеры для решения задач малого и среднего масштаба. Предназначены для автоматизации отдельных станков, машин или небольших технологических линий. Отличаются простотой программирования и ввода в эксплуатацию.
• SIMATIC S7-1500: Высокопроизводительные контроллеры для сложных и распределённых систем автоматизации. Их ключевые особенности включают высочайшую скорость обработки, встроенные функции кибербезопасности, такие как шифрование данных, и расширенные диагностические возможности. Контроллеры этой серии служат основой для создания цифровых двойников и реализации концепций Индустрии 4.0.

Для управления на уровне всего предприятия используются системы диспетчеризации SCADA и MES, такие как SIMATIC WinCC и SIMATIC IT, которые тесно интегрированы с контроллерами.

Приводная техника и электродвигатели

Приводная техника Siemens обеспечивает точное управление скоростью, моментом и позицией электродвигателей, что критически важно для энергоэффективности и качества технологических процессов.

• Преобразователи частоты SINAMICS: Обширное семейство приводов для управления асинхронными и синхронными двигателями. Серия G120 является универсальным решением для стандартных задач, в то время как серия S210 представляет собой компактные сервоприводы для динамичных применений в робототехнике и упаковочных машинах. Преобразователи обеспечивают высокую точность поддержания скорости.
• Электродвигатели и мотор-редукторы SIMOTICS: Широкий ассортимент двигателей переменного и постоянного тока, а также взрывозащищённых исполнений. Мотор-редукторы сочетают в одном корпусе электродвигатель и редуктор, предлагая готовое решение для механизмов, требующих высокого крутящего момента при низкой скорости вращения.

Компоненты для распределения электроэнергии и питания

Надёжное электроснабжение — основа стабильной работы любого промышленного объекта. Siemens предлагает комплексные решения для этого сегмента.

• Устройства защиты и распределения SENTRON: Включают автоматические выключатели, устройства защитного отключения, контакторы и реле перегрузки. Их главная особенность — селективность срабатывания, которая достигается за счёт согласованных времятоковых характеристик. Это позволяет локализовать отключение только на неисправном участке цепи, минимизируя простой всего производства.
• Источники питания SITOP: Стабилизированные блоки питания для систем управления, датчиков и исполнительных устройств. Отличаются высоким коэффициентом полезного действия, широким диапазоном входных напряжений и устойчивостью к кратковременным провалам в сети. Поддерживают резервирование для создания систем бесперебойного питания критически важных нагрузок.

Системы управления для энергетики

Siemens предоставляет комплексные решения для автоматизации объектов генерации, передачи и распределения электроэнергии. К ним относятся системы управления турбинами и генераторами, а также диспетчерские системы для сетевых компаний.

• SPPA-T3000: Система управления технологическим процессом, специально разработанная для электростанций. Она объединяет в единую платформу управление всеми основными и вспомогательными системами станции — от котла и турбины до химического водоочистки. Архитектура на базе серверов обеспечивает высокую масштабируемость и отказоустойчивость, необходимые для объектов энергетики.
• Решения для интеллектуальных сетей (Smart Grid): Системы для автоматизации распределительных сетей, управления нагрузкой и интеграции возобновляемых источников энергии, повышающие надёжность и эффективность работы сетей.

Цифровизация и программное обеспечение

Современная стратегия Siemens сфокусирована на цифровизации, где физические продукты дополняются цифровыми сервисами. Флагманским решением является платформа промышленного Интернета вещей MindSphere, которая позволяет собирать и анализировать данные с оборудования для оптимизации производственных процессов. Для проектирования и инжиниринга широко используется программный комплекс TIA Portal, обеспечивающий единую среду для конфигурирования контроллеров, приводов, сетевых компонентов и разработки программ операторского интерфейса.

Сравнительные характеристики продуктовых линеек

В таблице ниже представлены ключевые параметры некоторых основных продуктов Siemens для автоматизации и привода, что позволяет сравнить их целевое назначение и эксплуатационные особенности.

Особенности внедрения и итоги

Решения Siemens характеризуются высокой степенью интеграции компонентов между собой, что снижает риски несовместимости на этапе проектирования и запуска. Важным аспектом является развитая глобальная сеть технической поддержки и обучения. При выборе оборудования для проекта следует учитывать его долгосрочную жизнеспособность, доступность запасных частей и возможность модернизации. Интеграция с существующими системами других производителей может потребовать использования дополнительных шлюзов или программных интерфейсов, что необходимо закладывать в техническое задание. Таким образом, портфель Siemens предлагает сквозные, технологически зрелые решения для построения как отдельных автоматизированных участков, так и полностью цифровизированных производств, делая акцент на надёжности, энергоэффективности и открытости для дальнейшего развития.