西门子PLC:致力多层面创新

厂商:全新西门子工业业务领域中文网站发布
作者:文晓
  点击数:15912  发布时间:2019-06-29 13:22
作为一家享誉世界,拥有在华140余年历史的企业,西门子是最早一批进入中国市场的电子及电气产品供应商。1979年,西门子向宝山钢铁厂提供了冷轧自动化系统,其中就包括在当年汉诺威工业博览会上引起业界轰动的SIMATIC S5PLC。时隔40年,西门子PLC产品始终在中国PLC市场竞争中位列前茅。探究其中的原因,西门子(中国)有限公司数字化工业集团工厂自动化事业部PLC产品经理于率浩认为,持续创新是西门子赢得客户、赢得市场的核心竞争力。
关键词:控制器 ,西门子 ,PLC

作为一家享誉世界,拥有在华140余年历史的企业,西门子是最早一批进入中国市场的电子及电气产品供应商。1979年,西门子向宝山钢铁厂提供了冷轧自动化系统,其中就包括在当年汉诺威工业博览会上引起业界轰动的SIMATIC S5PLC。时隔40年,西门子PLC产品始终在中国PLC市场竞争中位列前茅。探究其中的原因,西门子(中国)有限公司数字化工业集团工厂自动化事业部PLC产品经理于率浩认为,持续创新是西门子赢得客户、赢得市场的核心竞争力。

创新标杆SiMatiC S7-1500

2013年3月12日,西门子全新一代 PLC产品 ——SIMATICS7-1500横空出世。这个被称作新一代控制器的产品完美集成于TIA博途软件平台,专为中高端设备和工厂自动化设计。其以高性能、高效率的优势脱颖而出,除了卓越的系统性能外,该控制器还能集成一系列功能,包括运动控制、工业信息安全,以及可实现便捷安全应用的故障安全功能。其高效尤其体现在创新的设计使调试和安全操作简单便捷,而集成于TIA博途的诊断功能通过简单配置即可实现对设备运行状态的诊断,简化工程组态,并降低项目成本。

西门子(中国)有限公司数字化工业集团工厂自动化事业部PLC产品经理 于率浩

据悉,SIMATIC S7-1500自上市以来发展良好,在中高端OEM和项目领域进展迅速,来自客户的反馈非常积极。

据于率浩介绍,虽然一经上市就取得了客户的认可,但西门子依然持续投入研发新的1500系列:“西门子开发的全新SIMATIC S7-1500R/H系列冗余控制系列在2018年正式面世,西门子正是通过在新技术上的不断投入,持续提升产品功能、性能,从而引领市场发展。”

据其介绍,基于标准型SIMATICS7-1500 CPU,SIMATIC S7-1500R/H采用透明化编程方式,使用TIAPortal STEP7编程语言进行编程,把程序从标准系统迁移到冗余系统,无需额外工作。SIMATIC S7-1500 R/H凭借其高可用性,能够有效防止数据丢失以及避免停机。此外,该系列控制系统采用PROFINET系统冗余的方式,可以充分利用PROFINET的高效、灵活、高性能的特点。

全新SIMATIC S7-1500冗余控制器涵盖三种CPU,分别为CPU1513R、 CPU1515R和CPU1517H。其中,CPU1513R和CPU1515R适合中小型项目应用。如果一个CPU失效,备用CPU将自动接管程序控制工作,程序可以快速恢复运行,以防止数据丢失。此外,基于PROFINET系统冗余的通讯方式还可以提高设备的可用性。支持PROFINETS2冗余功能的现场设备(例如ET 200SP/MP)通过PROFINET连接到冗余CPU,从而构成PROFINET冗余通讯,即使发生网络中断,现场设备也能继续工作。具有相似的功能特性的CPU1517H性能更强,适合大型项目应用。该系列CPU带有专门的光纤同步模块,可以实现快速、平滑的切换。未来,CPU1517H还将开发支持PROFINET冗余网络。

于率浩特别强调,面向未来工业制造向智能制造发展的需求,SIMATIC S7-1500 R/H将不仅进一步增强网络通讯方面的性能,实现对工业以太网的全面支持,而且在信息安全、知识产权保护等方面也会有所加强。

面向未来的前沿创新

对于自动化企业而言,创新永远是其最为核心的竞争力,对于西门子来说同样如此。其一百多年的发展史就是一部实实在在的创新史。而当前,面对新一轮工业革命浪潮,于率浩表示:“西门子的创新已不仅仅停留在传统PLC领域,在最前沿的技术领域,西门子也在不断地拓展创新。”

大家都很关心未来智能工厂的样子,西门子认为自动化技术的发展很大程度上会影响智能工厂的未来,尤其是三个趋势,AI,边缘计算和AR增强现实。

2018年底,西门子推出一款用于SIMATICS7-1500控制器和ET 200MP I/O系统的,集成人工智能芯片的全新模块:SIMATIC S7-1500 TMNPU(Neural Processing Unit-神经网络处理单元),配有人工智能芯片Intel Movidius MyriadXVision处理单元,因此能实现神经网络的高效处理。该模块可从SD卡上获得经过训练的神经网络系统,并配有USB3.1接口和千兆以太网端口。能够以神经网络为基础处理所连接的传感器的数据或来自CPU程序的数据。例如使用机器学习算法,可以高效实现对生产工厂或图像控制的机器人系统进行质量控制。这样就能实现更加高效、“更加类似于人”的行为。它所带来的优势显而易见,以取放应用为例,移动机器人必须能够识别、抓取并放置随意摆放在箱子中的部件。在质检方面也可带来附加值:例如,利用联网摄像头所采集的图像或数据来不断训练神经网络,以将关于产品或处理过程的浓度、颜色或质量等参数直接传输给模块,而这些参数都是曾经依靠人类专业判断的知识。随着该模块的推出,西门子将更多的未来技术整合到工业应用之中。

此外,于率浩表示,西门子正致力于边缘计算领域的研发创新和实践应用:“现阶段西门子已推出一系列基于PC的边缘计算产品,未来我们在PLC的CPU上也将直接集成边缘计算功能,以新技术不断提升产品的功能。”

据其透露,在西门子安贝格EWA工厂,边缘计算和人工智能技术已投入到实践应用中。

在 S7-300、ET200和其它知名SIMATIC产品的生产线中,西门子已部署一台PCB切割机,用于按生产的需求切割印刷电路板。此处面临的挑战是,由于出现铣削粉尘,这台切割机的主轴一次又一次地卡住,从而带来机器停机导致的大量成本损失。为解决这一问题,西门子的应对措施是部署人工智能和边缘计算,借助这些技术,工厂能够在故障发生前12小时至36小时预测出机器故障。为了训练这种人工智能算法,西门子首先在边缘层上收集数据并将其全部传输到云端,以利用Siemens MindSphere中的可用计算能力来训练人工智能算法。一旦AI算法训练完成,再将其放入边缘应用并下载到机器附近的边缘设备中。边缘设备随后会收集机器数据,如主轴速度和驱动电流需求,通过机器学习来分析这些数据并检测主轴是否存在异常情况。根据检测到的异常情况,算法随后会预测主轴的故障率,从而避免主轴故障。在生产现场的总共18个主轴配备了这种算法后,每年可节省总计20万欧元。

毫无疑问,现在和将来,新的自动化技术将进一步赋能数字化企业和智能工厂。西门子将以多层面的持续创新致力于推进新技术,帮助客户应对智能工厂日益增长的复杂性需求。

摘自《自动化博览》2019年6月刊

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