作為世界聞名的、在中國(guó)有140多年歷史的企業(yè)，西門子是最早進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的電子和電器產(chǎn)品供應(yīng)商。 1979年，西門子為寶山鋼鐵廠提供冷軋自動(dòng)化系統(tǒng)。 其中包括當(dāng)時(shí)在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上引起業(yè)界關(guān)注的SIMATIC S5PLC。 西門子PLC產(chǎn)品時(shí)隔40年在中國(guó)的PLC市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中排名第一。 究其原因，西門子(中國(guó))有限公司數(shù)字化工業(yè)集團(tuán)工廠自動(dòng)化事業(yè)部PLC產(chǎn)品經(jīng)理xsdm認(rèn)為，持續(xù)創(chuàng)新是西門子贏得顧客，獲得市場(chǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。
創(chuàng)新基準(zhǔn)SiMatiC S7-1500
2013年3月12日，西門子新一代PLC產(chǎn)品——SIMATICS7-1500誕生。 這個(gè)被稱為新一代控制器的產(chǎn)品完全集成在TIA博途軟件平臺(tái)上，是為中高級(jí)設(shè)備和工廠的自動(dòng)化而設(shè)計(jì)的。 憑借高性能、高效率的優(yōu)勢(shì)脫穎而出，除了出色的系統(tǒng)性能之外，還可以整合運(yùn)動(dòng)控制、工業(yè)信息安全、實(shí)現(xiàn)方便安全的APP應(yīng)用的故障安全功能等多種功能。 其效率特別是創(chuàng)新的設(shè)計(jì)使調(diào)試和安全操作變得簡(jiǎn)單方便，集成在TIA網(wǎng)關(guān)中的診斷功能用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)診斷，簡(jiǎn)化了工程結(jié)構(gòu)，降低了項(xiàng)目成本。
西門子(中國(guó))有限公司數(shù)字工業(yè)集團(tuán)工廠自動(dòng)化事業(yè)部PLC產(chǎn)品經(jīng)理xsdm
據(jù)悉，SIMATIC S7-1500自上市以來(lái)發(fā)展良好，在中高端OEM和項(xiàng)目領(lǐng)域進(jìn)展迅速，客戶反饋非常積極。
據(jù)xsdm報(bào)道，雖然上市后很快得到了顧客的認(rèn)可，但西門子仍然繼續(xù)投入到新的1500系列的開(kāi)發(fā)中。 “西門子開(kāi)發(fā)的新的SIMATIC S7-1500R/H系列冗余控制系列于2018年正式上市。 西門子通過(guò)不斷投入新技術(shù)，不斷提高產(chǎn)品的功能、性能，引領(lǐng)市場(chǎng)。 ”
據(jù)此，基于標(biāo)準(zhǔn)型SIMATICS7-1500 CPU，SIMATIC S7-1500R/H采用透明化編程方式，采用TIA門戶網(wǎng)站7編程語(yǔ)言進(jìn)行編程，將程序作為標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)嗎SIMATIC S7-1500 R/H具有高可用性，可以有效防止數(shù)據(jù)丟失，避免停機(jī)。 另外，該系列控制系統(tǒng)采用PROFINET系統(tǒng)的冗余方式，可以充分利用PROFINET的效率、靈活性、高性能的特點(diǎn)。
新的SIMATIC S7-1500冗余控制器包括三種類型的處理器： CPU1513R、CPU1515R和CPU1517H。 其中，CPU1513R和CPU1515R適用于中小型項(xiàng)目APP應(yīng)用。 如果一個(gè)CPU發(fā)生故障，備份CPU會(huì)自動(dòng)接管程序控制，從而可以迅速重新啟動(dòng)程序的執(zhí)行，防止數(shù)據(jù)丟失。 另外，還可以基于PROFINET系統(tǒng)的冗余通信方式，提高設(shè)備的可用性。 支持PROFINETS2冗余功能的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(例如ET 200SP/MP )通過(guò)PROFINET與冗余CPU連接，從而構(gòu)成了PROFINET冗余通信，即使發(fā)生網(wǎng)絡(luò)中斷，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備也能夠繼續(xù)動(dòng)作，從而能夠?qū)崿F(xiàn)具有同樣功能特性的CPU1517H適用于大型項(xiàng)目APP。 該系列CPU配備專用的光纖同步模塊，可以進(jìn)行高速、順利的切換。 將來(lái)，CPU1517H將被開(kāi)發(fā)為支持PROFINET冗余網(wǎng)絡(luò)。
特別是面對(duì)未來(lái)工業(yè)制造向智能制造發(fā)展的需要，xsdm不僅進(jìn)一步加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)通信方面的性能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)的全面支持，在信息安全、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等方面也
面向未來(lái)的最先進(jìn)創(chuàng)新
對(duì)自動(dòng)化企業(yè)來(lái)說(shuō)，創(chuàng)新始終是其最核心的競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)西門子也是如此。 那一百多年的發(fā)展史是一部可靠的創(chuàng)新史。 目前，面對(duì)新的工業(yè)革命浪潮，xsdm表示：“西門子的創(chuàng)新不僅局限于傳統(tǒng)的PLC領(lǐng)域，即使在最先進(jìn)的技術(shù)領(lǐng)域，西門子也在不斷擴(kuò)大創(chuàng)新?！?
大家都很關(guān)心未來(lái)智能工廠的情況。 西門子認(rèn)為自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展將極大地影響智能工廠的未來(lái)，特別是三大趨勢(shì)： AI、邊緣計(jì)算和AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。
2018年底，西門子將集成人工智能芯片的新模塊——SIMATICS7-1500 TMN PU (Neural Processingunit-)，用于Simatic S7-1500控制器和ET 200MP I/O系統(tǒng)。 這個(gè)配備人工智能芯片intelmonpu的模塊可以從SD卡上獲得訓(xùn)練有素的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并配備了USB3.1接口和千兆以太網(wǎng)端口。 可以以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)處理所連接的傳感器的數(shù)據(jù)和來(lái)自CPU程序的數(shù)據(jù)。 例如，使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以有效地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工廠和圖像控制的機(jī)器人系統(tǒng)的質(zhì)量控制。 這樣可以更有效率，“更像人”的行動(dòng)。 其優(yōu)點(diǎn)很明顯，以出入APP為例，移動(dòng)機(jī)器人需要能夠識(shí)別、抓住和放置在箱子里的零件。 在質(zhì)量檢測(cè)方面也能帶來(lái)附加值。 例如，利用通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)收集的圖像和數(shù)據(jù)，就產(chǎn)品和處理過(guò)程的濃度、顏色、質(zhì)量持續(xù)培訓(xùn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
等參數(shù)直接傳輸給模塊，而這些參數(shù)都是曾經(jīng)依靠人類專業(yè)判斷的知識(shí)。隨著該模塊的推出，西門子將更多的未來(lái)技術(shù)整合到工業(yè)應(yīng)用之中。此外，xsdm表示，西門子正致力于邊緣計(jì)算領(lǐng)域的研發(fā)創(chuàng)新和實(shí)踐應(yīng)用：“現(xiàn)階段西門子已推出一系列基于PC的邊緣計(jì)算產(chǎn)品，未來(lái)我們?cè)赑LC的CPU上也將直接集成邊緣計(jì)算功能，以新技術(shù)不斷提升產(chǎn)品的功能。”
據(jù)其透露，在西門子安貝格EWA工廠，邊緣計(jì)算和人工智能技術(shù)已投入到實(shí)踐應(yīng)用中。
在 S7-300、ET200和其它知名SIMATIC產(chǎn)品的生產(chǎn)線中，西門子已部署一臺(tái)PCB切割機(jī)，用于按生產(chǎn)的需求切割印刷電路板。此處面臨的挑戰(zhàn)是，由于出現(xiàn)銑削粉塵，這臺(tái)切割機(jī)的主軸一次又一次地卡住，從而帶來(lái)機(jī)器停機(jī)導(dǎo)致的大量成本損失。為解決這一問(wèn)題，西門子的應(yīng)對(duì)措施是部署人工智能和邊緣計(jì)算，借助這些技術(shù)，工廠能夠在故障發(fā)生前12小時(shí)至36小時(shí)預(yù)測(cè)出機(jī)器故障。為了訓(xùn)練這種人工智能算法，西門子首先在邊緣層上收集數(shù)據(jù)并將其全部傳輸?shù)皆贫?，以利用Siemens MindSphere中的可用計(jì)算能力來(lái)訓(xùn)練人工智能算法。一旦AI算法訓(xùn)練完成，再將其放入邊緣應(yīng)用并下載到機(jī)器附近的邊緣設(shè)備中。邊緣設(shè)備隨后會(huì)收集機(jī)器數(shù)據(jù)，如主軸速度和驅(qū)動(dòng)電流需求，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)分析這些數(shù)據(jù)并檢測(cè)主軸是否存在異常情況。根據(jù)檢測(cè)到的異常情況，算法隨后會(huì)預(yù)測(cè)主軸的故障率，從而避免主軸故障。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的總共18個(gè)主軸配備了這種算法后，每年可節(jié)省總計(jì)20萬(wàn)歐元。
毫無(wú)疑問(wèn)，現(xiàn)在和將來(lái)，新的自動(dòng)化技術(shù)將進(jìn)一步賦能數(shù)字化企業(yè)和智能工廠。西門子將以多層面的持續(xù)創(chuàng)新致力于推進(jìn)新技術(shù)，幫助客戶應(yīng)對(duì)智能工廠日益增長(zhǎng)的復(fù)雜性需求。
摘自《自動(dòng)化博覽》2019年6月刊