监测、调节、优化。实现这一点的前提条件是，有一套功能强大的通信基础设施，可用于实时监测和管理分布式可再生能源发电厂。尽管这样一来，这种系统会变得更加复杂，但Steinke认为这是能够做到的，“只要你能使有关电厂使用情况的预测和计算更加准确，成功的秘诀就是，可再生能源发电厂、优化的技术及适当的管理方法的正确组合。”
总之，这个宏大计划的关键特性并不是可再生能源，必须改变的主要是发电和输配电资源的结构和组织。Wolfrum和Steinke指出：“只有通过扩建电网及其所有组成部分、建设蓄电系统、调整平衡电能市场的基本框架，才可能实现可持续发展的能源供应转型。这是因为，目前具有波动性的能源资源尚不能参与其中。由于只能提前很短时间，预测何时会向电网输送利用可再生能源生产的电能，因此所需的投标期限和交付周期也相应地缩短了。”
“我们认为，在今后的40年内，目前德国使用初级能源的成本将逐步降为零。”
尽管从企业管理的角度而言，或许难以对本文所列举的、这种完全利用可再生能源发电来供应电能的系统的各个组成部分逐一进行考察，但在Hoffmann教授看来，其总体经济成本效益是确凿无疑的。Hoffmann教授是坐落于卡塞尔的弗劳恩霍夫风电和电力系统技术研究所的所长，他说：“我们认为，实际上在今后的40年内，目前德国使用矿物燃料初级能源的成本——即每年花费830亿欧元用于采购石油、煤炭和天然气——将逐步降为零。根据我们的计算，今后15到20年内将达到盈亏平衡点，也就是说，到那时候，扩建可再生能源发电设施的成本与矿物燃料能源的采购成本之和，将低于当前的初级能源成本。”
此外，弗劳恩霍夫风电和电力系统技术研究所的研究人员所进行的分析，不仅涵盖了电力行业，而且还包含了供暖和交通领域。*们也看到了电动交通、客运和重型货运（如无轨电机车）等领域存在的潜力。他们认为，热泵应当能满足75%左右的低温供热需求，并且应在工业领域增加使用电转热技术。此外，他们指出，通过采取提高能效的举措，包括建筑物隔热和安装更好的供暖系统，可将用电需求减少25%。
联合电厂2：主要合作伙伴
在德语中被称为“Kombikraftwerk 2”，联合电厂2项目由德国联邦环境部出资，项目期限为2010年至2013年。该项目的合作伙伴，包括西门子、Enercon、SMA Solar Technology、Solar-World、Deutscher Wetterdienst、坐落于卡塞尔的弗劳恩霍夫风电和电力系统技术研究所（IWES）、莱布尼兹-汉诺威大学和可再生能源管理局。在模拟和现场试验中，这些机构检测了基于可再生能源的发电和输配电系统是如何运转的，需要哪些配套服务。此项目的关键环节是如何保证电网的稳定性。 西门子PLC代理商
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数据传输速度成倍增长
不同领域产生的数据量，正以令人难以置信的速度增长。就此而言，其挑战就在于是否能以更快、更安全的方式无线传输和储存这些海量数据。西门子研究人员想到了将多条通道连接在一起，以同时传输和接收数据。多通道方式还可改善其他类型的高频应用，比如：旋转雷达波束、雷达系统精确的角度测量以及RFID系统无线供电的本地优化等。
有针对性的供电：多通道系统帮助确保无线通信网络以更高的传输速率进行更高效的数据传输。
Stefan Schwarzer博士正在研究多通道系统支持无线供电的不同方式。图中所示，他正利用电磁波场合成技术，在预定区域生成电场。
在当今世界想要消失得无影无踪，几乎没有可能。尽管这对于窃贼而言，情况并非完全如此，但是在数字世界里，要想不留下任何踪迹，几乎没有可能。在Facebook上发帖、浏览在线或者驾驶带有导航设备的汽车——不管是谁在做这件事，也不管他是有意还是无意，他都会留下以数据形式存在的痕迹。 西门子PLC代理商
到2020年数据量将高达44ZB
爆炸性增长的原因有许多。IDC指出的原因包括：能无线上网的电脑和智能手机市场的持续繁荣发展，以及——更为重要的是——新兴市场互联网的迅速普及。
多通道系统可提升传输容量和速度 西门子PLC代理商
数据量增长的同时，也催生了以更快速度传输更大量信息的需求。我们都知道，下载大文件以及多台电脑共享网络连接时，下载速度会大幅下滑，这还会进一步导致从其他用户处“窃取”传输容量。如果**数据量继续增长，数据传输速率问题将会变得更为敏感。为何会出现这种情况？我们来看看下面这些事实：如今的笔记本电脑只配备一根天线，该天线向另外一根天线发送数据时，会造成进程中许多其他天线的传输中断。这给**数据传输容量和速率带来了限制。
解决方案就是多通道系统，该系统装备多根天线，可同时进行电信号交换。这种方式之所以有效，是因为每根天线都由多达上百根小天线组成，这意味着多通道系统，可非常精确地生成和指引其射电波束。这使得数据连接的损耗非常低，而且具有非常强的抗干扰能力。换句话说，理论上一个房间内的频谱，可以同时被多台不同的设备使用，而不会造成数据传输速率的下降。此外，多根独立的天线，使得能同时生成针对不同用户的不同方向的射电波束。
数据传输速率成倍增长
西门子也在利用多通道系统。共有40名高频技术*正在慕尼黑、埃尔兰根和维也纳针对该系统进行研究，并且根据公司需求对其进行优化。他们正在进行针对通信、无线供电和传感器系统应用的测试。“这种系统的效果，类似于在黑屋子里利用10个手电筒，从不同方向照亮一个苹果。”西门子研究院德国射频技术研究部负责人Andreas Ziroff指出。每个手电筒自身的光束都较弱，但当所有光束汇聚在苹果上时会变得非常亮。多通道系统利用众多独立的传输通道，增加数据容量和传输速度的原理与此相同。 西门子PLC代理商
其区别只有一点：10个手电筒的光束亮度只是简单的叠加效果，而多通道效果则是“成倍增长”。这是因为通道相互连接，这使得每个独立的信号不再需要分布到整个房间，而是以直接——因此也是高效——的路径传输到接收设备。
链接世界万事万物：多通道系统可帮助以更高的数据传输速率，进行更快、更安全的数据传输和储存，以及更有效地利用电信号。譬如，智能手机将与汽车进行连接，汽车将使用信号来相互交换信息，以及与红绿灯和停车位探测器等交通基础设施交换信息。衣服或手表以及照明开关、百叶窗和楼宇供暖系统都将能实现联网。
5G无线标准和物联网 西门子PLC代理商
多通道系统可用于许多应用，其中之一就是通信技术。“无线通信系统已达到了容量极限。”西门子研究院高频技术工程师Stefan Schwarzer表示。这就是未来无线系统将依赖5G多通道标准以确保用闪电般速度传输数据的原因所在。西门子*认为：到2020年，通过上百个并行通道，每秒传输数GB数据完全有可能。当今的快数据传输速率大约是300MB/s，尽管在日常生活中很少享受到这种速度。如今可以肯定的一点是： 移动通信未来将会发生天翻地覆的变化。“其目标不再是简单地将数据从一地发送到另一地。”德累斯顿工业大学移动通信系统系主任Gerhard Fettweis教授说道，“现在更重要的是针对大范围对象进行实时联网，并且人为影响较少。因此，我们将不得不重新思考无线通信，特别是在数据传输速率、滞后时间以及互联网协议方面。” 多通道系统因此对于物联网具有重要意义，因为只有在许多不同的、空间独立的通道能交换海量数据的情况下，才能对快速增长的联网和通信设备进行管理。
提升数据传输速率，缩短滞后时间 西门子PLC代理商
正常情况下，人们将会注意到使用多通道系统的优势，譬如说在使用他们的智能手机时。能同时利用多个数据通道的智能手机，将能比现在接收和发送多得多的数据。“多通道系统可以将当今的数据传输速率提升许多倍。”Schwarzer表示。这将大大缩短滞后时间——数据被发送和收到之间的时间间隔。“如今的单通道移动设备的滞后时间为数毫秒；我们的目标是将滞后时间降低至几十微秒。”Schwarzer解释道。
人们一般不太注意到短于50毫秒的滞后，譬如说在智能手机上观看视频时。然而，将滞后时间降至微妙级别，对于工业设备的优化操作至关重要。如果工业设备要进行远程控制和无线同步，数据将能以微秒级滞后时间进行传输。 西门子PLC代理商
对RFID和传感器的益处
西门子技术人员还在研究将多通道系统用于无线供电应用的不同方式。采用该理念的RFID芯片基站，将能针对性地进行芯片供电。“电磁波场合成技术，可用来在大面积中的一点产生能量，而不用低效地布满整个房间。”Schwarzer解释道。RFID芯片可以有许多不同的应用，譬如追踪生产过程中的产品，或进行系统解锁授权。
然而，这些范例远远未能涵盖多通道系统的全部潜在应用。西门子工程师正在优化多通道雷达传感器，以用于停车位和停车场监控。多通道系统还以类似方式应用于露天采矿应用中：长达100米的工程机械，在进行运输时必须进行精确至厘米级别的定位。这是在多通道雷达传感器的帮助下完成的，该传感器能精确测量角度。公交系统是多通道系统应用广泛的又一典型范例，特别是在和电子票联合应用的情况下。未来可在公交系统中使用RFID芯片，帮助搜索空座位和针对不同运输模式自动开具车费发票。Schwarzer解释道，多通道系统还可在医疗应用领域扮演关键角色，“终，MRI会‘形同’一台接收机，其中的多通道传输技术，可确保实现高质量的影像。 西门子PLC代理商”
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于是，IREN2计划应运而生。由德国联邦经济和能源部出资开展的这个计划，为期三年。其目标是使用分布式发电系统和组件，如蓄电池组、热电联产系统、沼气发电系统和柴油发电机等来改造Allgäu地区现有的电网，使之能够提供常规电厂如今提供的系统服务。
这一转变将主要涉及两个概念：
首先，参与研究的计划伙伴将研究如何将Wildpoldsried的电网转变成微型电网。当上一级主电网发生故障时，Wildpoldsried微型电网应当能自动与之脱离，并继续作为一个独立网络向当地供应电能。Metzger解释说：“这种微型电网的分散性质，使之能够以经济划算的方式，帮助**供电，哪怕它继续吸纳高比例的可再生能源发电。”
第二步涉及考察微型电网作为所谓的拓扑电厂，能够以什么方式运行。拓扑电厂是指，可再生能源发电系统与附加组件交互作用，从而像如今的常规电厂那样调节电网的某个网段。
开路成员
Sow说：“一旦我们能够证明这种拓扑电厂的可行性和经济性，我们就能朝着实现能源转型迈出又一个重要步伐。然后，我们必须确定需要创造什么样的条件，以及必须将哪些影响因素纳入考虑，才能在德国其他地区推广我们的模式。我们希望我们的研究结果起到开路成员的作用，而不只是一个佳实践示例。”
Sowa口中的“我们”，是指IRENE计划的所有合作伙伴。包括位于Allgäu的肯普滕应用技术大学。这所大学与亚琛工业大学共同负责IREN2计划的科学研究工作，以及建造和调试微型电网。另一个合作伙伴是Allgäu的AÜW供电公司，与IRENE一期计划一样，AÜW供电公司提供用于研究的电网。AÜW供电公司希望藉此进一步发展其电网技术，以应对能源转型挑战，从而从中受益。同在IRENE计划中一样，西门子将利用IREN2计划的研究成果，进一步发展其面向德国及国际市场的智能电网解决方案。此外，来自肯普滕的IT服务提供商IDKOM Networks也作为AÜW公司的IT服务提供商，间接参与了IRENE计划。为了便于公司根据新兴智能电网市场的需求，来调整其产品组合，IDKOM侧重于满足在智能电网中使用数据解决方案的技术要求。
适于**推广的模式？
IREN2研究人员所设想的独立网络类型不仅对能源转型有重要意义；同时，它也是适合在电网覆盖不全的地区使用的解决方案。因此，德国经济合作和发展部已明确表示，它对IREN2计划的研究成果十分感兴趣。如果Wildpoldsried的研究人员取得成功，那么，德国经济合作和发展部可能将独立网络解决方案与分布式可再生能源发电系统的组合，视为解决**许多区域的能源短缺问题的有效手段。譬如，在非洲，仍有约5亿人尚未通电。从这个意义上讲，对于许多比德国更迫切地需要进行能源转型的国家，Wildpoldsried有点像个实验室。西门子PLC代理商
即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
输出刷新
当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。
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