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90多年来,西门子电机孜孜不倦地推动着一艘艘轻舟在巴伐利亚州国王湖上追波逐浪。这些船只的驱动系统制造于1958年,已经默默无闻地工作了很长时间。不久,相同型号的复制品将替代它们。
在巴伐利亚州南部的国王湖(Konigssee),拜西门子电机所赐,电动船静静掠过水面,激起阵阵涟漪。
当55岁的西门子工程师Klaus Hunsicker来到巴伐利亚州国王湖湖畔的Schöau时,无数迎风招展的旗帜向他致以热烈的问候。他穿行于这座村庄的步行区,从售卖巴伐利亚传统服饰和纪念品的小店前匆匆而过。空气中弥漫着新鲜出炉的椒盐卷饼的香味。随着闻名遐迩的国王湖渐行渐近,美妙的湖光山色缓缓映入Hunsicker的眼帘,终于,一汪碧水扑面而来。在2700米高的Watzmann山的环抱之下,湖水沿着峭壁耸立的峡谷蜿蜒向前,演绎出秀丽的峡湾风貌。国王湖长近8公里,深处达190米,库容量过5亿立方米,湖水清冽可口。
Hunsicker此行肩负着一个特殊使命。国王湖的交通运输公司Bayerische Seenschifffahrt GmbH经营的船队需要几台新电机。西门子面临的挑战是,新的电机必须与1958年西门子专门为国王湖船队生产的型号一模一样。正因如此,Hunsicker专程来到这里。作为西门子旗下一个维修中心的负责人,Hunsicker是制作电机复制品的。他的这份工作让他走遍了世界各地。在湖边的造船厂,Hunsicker见到了船队经理Michael Brandner,他负责这18艘电动船的保养和维修。
自20世纪初,西门子电机就一直在为国王湖上的电动船提供动力。在此之前,游客乘坐的是由被称为“See-Knechte(湖上仆人)”的艄公掌舵的划桨船。电动船时代的到来,要归功于一条于1909年开通,但后来停运的铁路。电动船可以通过这条铁路为电池充电。那个时候,西门子不仅提供列车,而且为贝希特斯加登镇附近的Gartenau发电厂提供技术。
1909年,决定为渡船装配电气驱动装置并非出于环保的考虑,而是因为当时的摄政王Luitpold害怕内燃机发出的轰鸣声会吓跑他在湖畔私人狩猎区内的。正因为如此,他极力赞成购置可以在湖面悄然行驶的电动船。西门子-舒克特工厂制造的“Akkumulator号”电动船开启了国王湖的电动时代。随后添置的电动船全都配备了西门子电机。得益于其可靠性、低运行成本和零排放,这些电动船大获。如今,这些船依然由1958年制造的110伏电机提供动力。这些电动船的输出功率约为9千瓦,平均时速为12公里。每艘船每天航行约120公里,在此过程中大约消耗其电池容量的80%。
Brandner说:“一直以来,我们都能应对自如。凭着代代相传的经验,我们对电机了若指掌,我们甚至将旧电机装到了新船上。”所有船只都在Bayerische Seenschifffahrt公司下属的造船厂保养维修,这家造船厂从1983年开始建造船只。
然而,随着游客数量与日俱增,国王湖船队常常不堪重负。已为Bayerische Seenschifffahrt公司效力25年之久的Brandner说:“正因为如此,每一台电机都必须一刻不停地保持运转。”
Brandner领着Hunsicker穿过湖边的船库,来到“病船”跟前。它是国王湖船队成员的典型代表,长20米,宽3.5米,是一艘用珍贵木材手工打造的船。可容纳93名乘客的船舱内配有20世纪20年代时兴款式的木质长椅,长椅上配有Bayerische Seenschifffahrt公司旗下软饰企业生产的红色坐垫。Brandner揭开一个大盖子,露出这艘船的“心脏”——一台西门子电机。看到这台电机,Hunsicker的欣喜之情溢于言表。他说:“在市场上不可能买到类似的成品。”在动身来到国王湖之前,他与Brandner进行过多次电话会议,仔细分析了原来的方案和数据表,研究了电机技术的相关照片。
他认为,对西门子而言,管理技术遗产是再自然不过的事情,哪怕是很小的订单。Brandner也无比自豪地说:“没有其他公司知道如何复制一台56年前生产的电机。这正是我们的独到之处。我们将重新制造出一台适合现有装置的电机。更换电子系统要比更换电机的成本高昂得多。如今,具有同等功率的电机只有鞋盒那么大,因此无法兼容现有船队的电子系统。”
没有其他公司知道如何复制一台56年前生产的电机。
所以,要针对旧电机量身设计新的电子系统,这个系统要比当今的电气驱动系统大得多。此外,旧型号电机没有电机那么复杂,正因为如此,它们才能由Bayerische Seenschifffahrt公司在Schöau的电工自行维护。对国王湖船队而言,这是一个重要的考虑因素,因为必须快速排除故障,以保证船只的可靠运行,特别是在旅游旺季,每天都有数以千计的游客想要泛舟游湖。正因为如此,对客户而言,制作旧电机的复制品是优解决方案,也是合乎情理的投资。
必须在做好准备工作之后,西门子才能向Bayerische Seenschifffahrt公司提出报价,为此,Hunsicker迅速掌握了大致情况,并与Brandner商议了接下来该做的事情。由于旧电机的图纸早已荡然无存,Hunsicker不得不将旧的电气驱动装置带回维修中心,以便将电机拆开来研究。待绘制好新的图纸之后,就能在8个月内制造出电机复制品,从而赶在旅游旺季之前交付给客户。在Hunsicker驱车返回他的办公室之前,Brandner邀请他登上一艘电动船,前往参观的St.Bartholoma红顶教堂。这是一趟不容错过的游船之旅,因为当船行至湖中央时,船长会按响金光锃亮的汽笛,让汽笛声在陡峭的Brentenwand悬崖间回荡,留下跌宕起伏的回声。如今,Hunsicker明白了他大老远来到国王湖的意义所在:极其安静的电机,将有助于留住这片人间天堂。
Matthias Kereit是2013年西门子“年度发明家”。他的发明集中在防止停电上。用不了多久,利用他的新成果,就能找到输电线路的故障点——这一技术进步将有助于稳定未来的双向智能电网。
Matthias Kereit的软件,可使高压输电线路上的远距离保护装置彼此交换数据。
没有人喜欢自己的屋外架着高压电线。然而,对输电系统的需求却在与日俱增,特别是由于在距离用户很远的地方,可再生能源发电量越来越大,必须跨越很远的距离才能输配这些电能。为了更充分地利用输电系统的容量,供电企业往往会搭建成对的高架高压输电线路,每一条线路都承载着三条独立的电缆。要监控这些可能长达数百公里的输电线路,需要在其起点和终点配备远距离保护装置。这些与鞋盒差不多大小的装置配备了微处理器、中继器和接口,一般是通过光缆与控制中心进行通信。
如果树枝碰到电线,或者绝缘子脏了,都会引起短路。在这种情况下,必须立即关闭线路。远距离保护装置可以通过测定电流电压比,并利用测得的数据计算出阻抗,来检测短路情况,此过程有助于确定故障的类型和位置。然而,这种方法有时会导致误报警。西门子发明家Matthias Kereit是一位高压开关技术,他解释道:“并行运行的线路之间会出现电磁耦合,这意味着一条线路发生故障,可能触发旁线的误报警。”而这将会引起一系列灾难性的连锁反应。因为报告短路之后,仅需20至40毫秒,整条高压输电线路即会关闭。
为此,Kereit提出了他的想法:允许安装在高压输电线路两端的保护装置通过光缆相互通信。这样的数据交换有助于评估故障和中断原因。在此方案中,保护装置可以交换其当前状态的信息。Kereit开发了一个应用程序来处理数据,以判定某条线路是否正常运行,或者输电线路上有根电线杆受到了短路影响。保护装置可以通过分析这些数据及其他参数获得信息,并在此信息基础上决定是应当完全关闭某条线路,还是仅需部分关闭。譬如,如果短路仅影响到输电线路的某一段,那么,仅需暂时关闭这一段线路,直至电弧被消除。
反向电流。Kereit的应用程序尚未得到使用,不过在新一代的保护装置上,很有可能实现这个程序。Kereit是西门子柏林基础设施和城市业务领域智能电网集团的开发人员,他说:“随着电网逐步改扩建为智能电网,这样的应用程序将变得越来越重要。”其原因是,输电线路不久以后将不得不既从发电设施向用户输送电能,还要反方向输送电能。换句话说,必须架设更多的并行输电线路,才能满足对输电系统与日俱增的需求。
自1992年加盟西门子以来,Kereit一直在研究电气工程问题。他曾在德国电信应用科学大学(如今已并入柏林应用科学大学)攻读电气工程学(侧重于电信领域)。Kereit的21项发明已取得40项独立和20项知识产权,其中许多都涉及对保护装置的改进。这为他赢得了“2013年西门子年度发明家”的称号。Kereit解释道:“保护装置的开发融合了许多不同的电气工程学科,如电力工程、测定技术和数字信号处理等。在这个领域,我还可以运用我在电信系统方面的许多技术专长。”闲暇时,Kereit喜欢玩皮划艇,特别是划艇长途旅行。迄今为止,他长的一次划艇旅行是用了8天时间从柏林划到汉堡。
智利酿酒业称冠全球。尽管竞争日趋激烈,西门子提供的自动化解决方案仍在帮助一位酿酒商品尝的滋味。
西门子自动化技术正帮助Jorge Heireman更高效地经营酿酒业务。
庭里的棕榈树或许给人天气温暖的感觉,但事实上,这是8月里的一个寒冷冬日。Santa Rita酿酒厂的庭沐浴在苍白无力的冬日阳光中。不久,太阳就将消失在峰顶积雪终年不化的群山背后。在智利圣地亚哥南部,这片位于山脚下的土地非常肥沃,当地盛产的葡萄酒在国际市场上日益受到追捧。Santa Rita酿酒厂的运营官Jorge Heiremans表示:“只是价格还未达到应有的水平。我们酿造的酒品质优良,然而,我们不得不严格控制成本。否则,很快就会丧失竞争力。”
Santa Rita酿酒厂重要的成本因素是人力资源和能源。欣欣向荣的铜矿业吸引了大批工人,因此,智利的工资水平不断提高,包括酿酒领域的工资水平。技艺精湛的工人既稀缺、又昂贵。此外,智利的电价并不便宜。体而言,在智利酿酒业的能耗中,制冷占80%。但是,令许多人感到惊讶的是,Santa Rita酿酒厂设法做到了在其储酒酒窖中几乎完全不使用空调。Heiremans说:“我们砌筑了土坯墙。这种传统材料是理想的隔热层,能使酒窖内部保持凉爽。另外,我们专门将酒窖大门的控制装置设置为在夜间自动打开,让冷空气流入。”得益于这些特殊举措,酒窖内部温度稳定保持在15摄氏度。但人力资源依然是更为重要的成本因素。Heiremans补充道:“我们正在逐步将一些简单的工艺流程自动化。对新技术的投资,往往能在短短一年内收回成本。正因如此,我们正在加大对可靠的自动化解决方案的投资力度,以免因技术缺陷或诸如此类的问题而损失宝贵的时间和金钱。”5年前,Santa Rita酿酒厂首次尝试使用了一台收割机。如今,有6台这样的机器投入运行。每天,在西门子提供的Simatic控制器的帮助下,灌装系统将自动引导30万瓶葡萄酒在咣啷啷的碰撞声中走下生产线。葡萄酒装箱也借助了西门子自动化系统。Heiremans指出:“如今,我们提供的工作岗位更少了,但这些都是高质量的工作岗位。换句话说,我们雇佣了数量更少的包装工人,以及数量更多的电子工程技术人员。通过提高运营效率,我们将不断发展壮大。从长远来讲,这也将创造更多的就业机会。”
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