作為一家享譽(yù)世界，擁有在華140余年歷史的企業(yè)，西門(mén)子是最早一批進(jìn)入中國市場(chǎng)的電子及電氣產(chǎn)品供應商。1979年，西門(mén)子向寶山鋼鐵廠(chǎng)提供了冷軋自動(dòng)化系統，其中就包括在當年漢諾威工業(yè)博覽會(huì )上引起業(yè)界轟動(dòng)的SIMATIC S5PLC。時(shí)隔40年，西門(mén)子PLC產(chǎn)品始終在中國PLC市場(chǎng)競爭中位列前茅。探究其中的原因，西門(mén)子（中國）有限公司數字化工業(yè)集團工廠(chǎng)自動(dòng)化事業(yè)部PLC產(chǎn)品經(jīng)理于率浩認為，持續創(chuàng )新是西門(mén)子贏(yíng)得客戶(hù)、贏(yíng)得市場(chǎng)的核心競爭力。

創(chuàng )新標桿SiMatiC S7-1500

2013年3月12日，西門(mén)子全新一代 PLC產(chǎn)品 ——SIMATICS7-1500橫空出世。這個(gè)被稱(chēng)作新一代控制器的產(chǎn)品完美集成于TIA博途軟件平臺，專(zhuān)為中高端設備和工廠(chǎng)自動(dòng)化設計。其以高性能、高效率的優(yōu)勢脫穎而出，除了卓越的系統性能外，該控制器還能集成一系列功能，包括運動(dòng)控制、工業(yè)信息安全，以及可實(shí)現便捷安全應用的故障安全功能。其高效尤其體現在創(chuàng )新的設計使調試和安全操作簡(jiǎn)單便捷，而集成于TIA博途的診斷功能通過(guò)簡(jiǎn)單配置即可實(shí)現對設備運行狀態(tài)的診斷，簡(jiǎn)化工程組態(tài)，并降低項目成本。

西門(mén)子（中國）有限公司數字化工業(yè)集團工廠(chǎng)自動(dòng)化事業(yè)部PLC產(chǎn)品經(jīng)理 于率浩

據悉，SIMATIC S7-1500自上市以來(lái)發(fā)展良好，在中高端OEM和項目領(lǐng)域進(jìn)展迅速，來(lái)自客戶(hù)的反饋非常積極。

據于率浩介紹，雖然一經(jīng)上市就取得了客戶(hù)的認可，但西門(mén)子依然持續投入研發(fā)新的1500系列：“西門(mén)子開(kāi)發(fā)的全新SIMATIC S7-1500R/H系列冗余控制系列在2018年正式面世，西門(mén)子正是通過(guò)在新技術(shù)上的不斷投入，持續提升產(chǎn)品功能、性能，從而引領(lǐng)市場(chǎng)發(fā)展?！?/p>

據其介紹，基于標準型SIMATICS7-1500 CPU，SIMATIC S7-1500R/H采用透明化編程方式，使用TIAPortal STEP7編程語(yǔ)言進(jìn)行編程，把程序從標準系統遷移到冗余系統，無(wú)需額外工作。SIMATIC S7-1500 R/H憑借其高可用性，能夠有效防止數據丟失以及避免停機。此外，該系列控制系統采用PROFINET系統冗余的方式，可以充分利用PROFINET的高效、靈活、高性能的特點(diǎn)。

全新SIMATIC S7-1500冗余控制器涵蓋三種CPU，分別為CPU1513R、 CPU1515R和CPU1517H。其中，CPU1513R和CPU1515R適合中小型項目應用。如果一個(gè)CPU失效，備用CPU將自動(dòng)接管程序控制工作，程序可以快速恢復運行，以防止數據丟失。此外，基于PROFINET系統冗余的通訊方式還可以提高設備的可用性。支持PROFINETS2冗余功能的現場(chǎng)設備（例如ET 200SP/MP）通過(guò)PROFINET連接到冗余CPU，從而構成PROFINET冗余通訊，即使發(fā)生網(wǎng)絡(luò )中斷，現場(chǎng)設備也能繼續工作。具有相似的功能特性的CPU1517H性能更強，適合大型項目應用。該系列CPU帶有專(zhuān)門(mén)的光纖同步模塊，可以實(shí)現快速、平滑的切換。未來(lái)，CPU1517H還將開(kāi)發(fā)支持PROFINET冗余網(wǎng)絡(luò )。

于率浩特別強調，面向未來(lái)工業(yè)制造向智能制造發(fā)展的需求，SIMATIC S7-1500 R/H將不僅進(jìn)一步增強網(wǎng)絡(luò )通訊方面的性能，實(shí)現對工業(yè)以太網(wǎng)的全面支持，而且在信息安全、知識產(chǎn)權保護等方面也會(huì )有所加強。

面向未來(lái)的前沿創(chuàng )新

對于自動(dòng)化企業(yè)而言，創(chuàng )新永遠是其最為核心的競爭力，對于西門(mén)子來(lái)說(shuō)同樣如此。其一百多年的發(fā)展史就是一部實(shí)實(shí)在在的創(chuàng )新史。而當前，面對新一輪工業(yè)革命浪潮，于率浩表示：“西門(mén)子的創(chuàng )新已不僅僅停留在傳統PLC領(lǐng)域，在最前沿的技術(shù)領(lǐng)域，西門(mén)子也在不斷地拓展創(chuàng )新?！?/p>

大家都很關(guān)心未來(lái)智能工廠(chǎng)的樣子，西門(mén)子認為自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展很大程度上會(huì )影響智能工廠(chǎng)的未來(lái)，尤其是三個(gè)趨勢，AI，邊緣計算和AR增強現實(shí)。

2018年底，西門(mén)子推出一款用于SIMATICS7-1500控制器和ET 200MP I/O系統的，集成人工智能芯片的全新模塊：SIMATIC S7-1500 TMNPU（Neural Processing Unit-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理單元），配有人工智能芯片Intel Movidius MyriadXVision處理單元，因此能實(shí)現神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的高效處理。該模塊可從SD卡上獲得經(jīng)過(guò)訓練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )系統，并配有USB3.1接口和千兆以太網(wǎng)端口。能夠以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )為基礎處理所連接的傳感器的數據或來(lái)自CPU程序的數據。例如使用機器學(xué)習算法，可以高效實(shí)現對生產(chǎn)工廠(chǎng)或圖像控制的機器人系統進(jìn)行質(zhì)量控制。這樣就能實(shí)現更加高效、“更加類(lèi)似于人”的行為。它所帶來(lái)的優(yōu)勢顯而易見(jiàn)，以取放應用為例，移動(dòng)機器人必須能夠識別、抓取并放置隨意擺放在箱子中的部件。在質(zhì)檢方面也可帶來(lái)附加值：例如，利用聯(lián)網(wǎng)攝像頭所采集的圖像或數據來(lái)不斷訓練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，以將關(guān)于產(chǎn)品或處理過(guò)程的濃度、顏色或質(zhì)量等參數直接傳輸給模塊，而這些參數都是曾經(jīng)依靠人類(lèi)專(zhuān)業(yè)判斷的知識。隨著(zhù)該模塊的推出，西門(mén)子將更多的未來(lái)技術(shù)整合到工業(yè)應用之中。

此外，于率浩表示，西門(mén)子正致力于邊緣計算領(lǐng)域的研發(fā)創(chuàng )新和實(shí)踐應用：“現階段西門(mén)子已推出一系列基于PC的邊緣計算產(chǎn)品，未來(lái)我們在PLC的CPU上也將直接集成邊緣計算功能，以新技術(shù)不斷提升產(chǎn)品的功能?！?/p>

據其透露，在西門(mén)子安貝格EWA工廠(chǎng)，邊緣計算和人工智能技術(shù)已投入到實(shí)踐應用中。

在 S7-300、ET200和其它知名SIMATIC產(chǎn)品的生產(chǎn)線(xiàn)中，西門(mén)子已部署一臺PCB切割機，用于按生產(chǎn)的需求切割印刷電路板。此處面臨的挑戰是，由于出現銑削粉塵，這臺切割機的主軸一次又一次地卡住，從而帶來(lái)機器停機導致的大量成本損失。為解決這一問(wèn)題，西門(mén)子的應對措施是部署人工智能和邊緣計算，借助這些技術(shù)，工廠(chǎng)能夠在故障發(fā)生前12小時(shí)至36小時(shí)預測出機器故障。為了訓練這種人工智能算法，西門(mén)子首先在邊緣層上收集數據并將其全部傳輸到云端，以利用Siemens MindSphere中的可用計算能力來(lái)訓練人工智能算法。一旦AI算法訓練完成，再將其放入邊緣應用并下載到機器附近的邊緣設備中。邊緣設備隨后會(huì )收集機器數據，如主軸速度和驅動(dòng)電流需求，通過(guò)機器學(xué)習來(lái)分析這些數據并檢測主軸是否存在異常情況。根據檢測到的異常情況，算法隨后會(huì )預測主軸的故障率，從而避免主軸故障。在生產(chǎn)現場(chǎng)的總共18個(gè)主軸配備了這種算法后，每年可節省總計20萬(wàn)歐元。

毫無(wú)疑問(wèn)，現在和將來(lái)，新的自動(dòng)化技術(shù)將進(jìn)一步賦能數字化企業(yè)和智能工廠(chǎng)。西門(mén)子將以多層面的持續創(chuàng )新致力于推進(jìn)新技術(shù)，幫助客戶(hù)應對智能工廠(chǎng)日益增長(cháng)的復雜性需求。

摘自《自動(dòng)化博覽》2019年6月刊