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智能機(jī)器的時(shí)代即將來(lái)臨。西門子股份公司*技術(shù)官兼管理委員會(huì)成員博樂(lè)仁闡釋了西門子是如何利用人工智能技術(shù)推動(dòng)行業(yè)轉(zhuǎn)型的。

對(duì)西門子而言，不論是燃?xì)廨啓C(jī)的自主優(yōu)化，還是改善對(duì)智能電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)，抑或?yàn)楣I(yè)設(shè)施提供預(yù)測(cè)性維護(hù)，人工智能技術(shù)都蘊(yùn)含著巨大潛力。我們一直在利用人工智能。在人工智能的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，西門子具有優(yōu)勢(shì)。我們能夠提供新服務(wù)，助力客戶提高生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率。

人工智能是西門子的技術(shù)領(lǐng)域之一。30多年來(lái)，我們一直在這個(gè)領(lǐng)域開展深入研究。早在20世紀(jì)90年代，西門子就已為煉鋼廠部署神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。如今，西門子有大約200位專家從事數(shù)據(jù)分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究。我們目前的研究重點(diǎn)是增強(qiáng)學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域。這意味著什么呢？神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的連接類似于生物體大腦神經(jīng)元之間的聯(lián)系。這些聯(lián)系使網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)W習(xí)如何解讀數(shù)據(jù)并作出決策。我們的深度學(xué)習(xí)技術(shù)使用了數(shù)以千計(jì)的模擬神經(jīng)元和模擬神經(jīng)元之間數(shù)百萬(wàn)個(gè)連接。

西門子股份公司*技術(shù)官兼管理委員會(huì)成員博樂(lè)仁

智能數(shù)據(jù)分析

雖然人們津津樂(lè)道于人工智能如何在圍棋和牌等策略游戲中大獲成功，西門子卻在利用人工智能來(lái)優(yōu)化工業(yè)設(shè)施，并將人工智能應(yīng)用于配電、電機(jī)和軌道技術(shù)等領(lǐng)域的各種實(shí)踐中。比如說(shuō)，我們正在利用人工智能來(lái)幫助我們的一位客戶改善燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行。通過(guò)對(duì)工況及其他數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，人工智能系統(tǒng)可以大幅降低有毒氮氧化物的排放，而不影響燃?xì)廨啓C(jī)的性能或縮短其使用壽命。我們也在利用人工智能技術(shù)改善風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。人工智能系統(tǒng)可以根據(jù)不斷變化的風(fēng)向自主調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子位置，從而提高風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量。

我們基于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)MindSphere也從智能數(shù)據(jù)分析中獲益，如在預(yù)測(cè)性維護(hù)及借助人工智能來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)和設(shè)施運(yùn)行。MindSphere能夠分析運(yùn)行數(shù)據(jù)和傳感器測(cè)定數(shù)據(jù)，并由此檢測(cè)出設(shè)施和自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)的異常情況。

西門子旗艦產(chǎn)品H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)。人工智能技術(shù)可以大幅降低燃?xì)廨啓C(jī)的有毒氮氧化物排放，而不影響其性能。

面向工業(yè)、電網(wǎng)和軌道系統(tǒng)的人工智能技術(shù)

通過(guò)加裝智能盒子，我們將老式電機(jī)和輸電系統(tǒng)帶入數(shù)字時(shí)代。這些盒子配有傳感器和用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ沤涌凇Ｍㄟ^(guò)分析這些數(shù)據(jù)，我們的人工智能系統(tǒng)可以推斷出機(jī)器狀態(tài)并檢測(cè)出異常情況以實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)。

我們不僅將人工智能技術(shù)用于工業(yè)領(lǐng)域，也將其用于提升電網(wǎng)的可靠性，包括提高電網(wǎng)智能化程度并為控制和監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的設(shè)備安裝人工智能系統(tǒng)。如此以來(lái)，這些設(shè)備可以將電網(wǎng)中發(fā)生的斷電進(jìn)行分類并查明其位置。這個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)之一是相關(guān)計(jì)算并非在數(shù)據(jù)中心內(nèi)集中完成，而是在相互連接的保護(hù)設(shè)備中分散進(jìn)行。

人工智能可以讓系統(tǒng)通過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)優(yōu)化其運(yùn)行。配備基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能技術(shù)后，風(fēng)電場(chǎng)可以充分利用不斷變化的風(fēng)力。

西門子正與德國(guó)聯(lián)邦鐵路公司合作開展對(duì)高速列車進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)和維修的試點(diǎn)項(xiàng)目。我們的數(shù)據(jù)分析師和軟件可以從車輛的運(yùn)行數(shù)據(jù)中識(shí)別出特定模式和趨勢(shì)。不僅如此，人工智能還助力我們?yōu)榧械啦聿倏v樓建造優(yōu)化的控制中心。人工智能軟件可以從數(shù)十億種可能的集中道岔操縱樓硬件配置中，挑選出如可靠運(yùn)行等充分滿足要求的選項(xiàng)。

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排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用,輸出刷新當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,PLC就進(jìn)入輸出刷新階段,在此期間,CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路.

3．SIMATICS7-400PLCS7-400PLC是用于中,高檔性能范圍的可編程序控制器,S7-400PLC采用模塊化無(wú)風(fēng)扇的設(shè)計(jì),可靠耐用,同時(shí)可以選用多種級(jí)別(功能逐步升級(jí))的CPU,并配有多種通用功能的模板.

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然后雙擊[Transfer"選項(xiàng),如下圖,用戶程序執(zhí)行在用戶程序執(zhí)行階段,PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖),在掃描每一條梯形圖時(shí),又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路,并按先左后右.

輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段,在這兩個(gè)階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變,因此,如果輸入是脈沖信號(hào),則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期.

點(diǎn)擊計(jì)算機(jī)的 “開始菜單-運(yùn)行”（或同時(shí)按下計(jì)算機(jī)的 “Windows鍵+R鍵”），在彈出的 “運(yùn)行” 窗口中輸入 ncpa.cpl ，并點(diǎn)擊OK，如下圖。

在彈出的 “網(wǎng)絡(luò)連接” 窗口中找到本地連接，并在該連接上點(diǎn)擊右鍵后點(diǎn)擊屬性，如下圖。

在彈出的 “本地連接屬性”對(duì)話框中選擇 “Internet Protocol Version4（TCP/IPv4）”選項(xiàng)后，點(diǎn)擊屬性，為其設(shè)置靜態(tài)IP地址，IP地址應(yīng)與面板的IP地址處于同一網(wǎng)段，本例設(shè)為192.168.0.200，子網(wǎng)掩碼（Subnet mask）設(shè)置為 255.255.255.0，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)（Default gateway）不需要設(shè)置。如下圖。

雙擊[Ethernet"選項(xiàng),如下圖,將面板IP地址與計(jì)算機(jī)本地地址設(shè)置在同一網(wǎng)段,此例中作為下載使用的計(jì)算機(jī)IP地址為192,168,0,xxx網(wǎng)段,所以此處將屏的地址設(shè)置為192,168,0,126.

因此應(yīng)在外部電路中串聯(lián)使用熔斷器等保護(hù)裝置,防止負(fù)載短路造成損壞PLC;七,不要將交流電源線接到輸入端子上,以免燒壞PLC;八,接地端子應(yīng)獨(dú)立接地,不與其它設(shè)備接地端串聯(lián),接地線裁面不小于2mm2;九.

在確認(rèn)了計(jì)算機(jī)IP地址與面板IP地址在同一網(wǎng)段后，使用 DOS的 Ping 命令確定計(jì)算機(jī)與面板的物理鏈路是否正常。點(diǎn)擊計(jì)算機(jī)的 “開始菜單à運(yùn)行”或點(diǎn)擊鍵盤上的 “Windows鍵+R鍵” ，在彈出的 “運(yùn)行” 窗口中輸入cmd 然后點(diǎn)擊確定，如下圖。

在彈出的 MS- DOS 窗口中輸入 “ping 面板IP地址”（ping和IP地址之間有空格），看到丟失（lost）后的數(shù)字為 0 時(shí)，說(shuō)明物理鏈路正常，如下圖，如果丟失（lost）后的數(shù)字不等于0，那么需要重新檢查兩臺(tái)設(shè)備的IP地址是否在同一網(wǎng)段，并且更換其他網(wǎng)線重新執(zhí)行ping命令直到丟失（lost）后的數(shù)值為0時(shí)才可進(jìn)行下一步。

確認(rèn)物理鏈路正常后，打開計(jì)算機(jī)的控制面板，將右上角的查看方式改為大圖標(biāo)，然后找到 “設(shè)置PG/PC 接口”或“Set

要用數(shù)字電壓表或精度為1%的表測(cè)量(2)電源機(jī)架,CPU主板都只能在主電源切斷時(shí)取下,(3)在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前,要斷開PC的電源,這樣才能保證數(shù)據(jù)不混亂,(4)在取下RAM模塊之前.

三角函數(shù)運(yùn)算,指數(shù)運(yùn)算和PID運(yùn)算,還能進(jìn)行復(fù)雜的矩陣運(yùn)算,工作速度很快,能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量很多,輸入和輸出模塊的種類也很,這類可編程序控制器可以完成規(guī)模很大的控制任務(wù),在聯(lián)網(wǎng)中一般做主站使用,比如.

再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè),這時(shí),才是PLC的真正輸出,同樣的若干條梯形圖,其排列次序不同,執(zhí)行的結(jié)果也不同,另外,采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別,當(dāng)然,如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來(lái)說(shuō)可以忽略.

還可以對(duì)多個(gè)下一級(jí)的可編程序控制器進(jìn)行監(jiān)控,它適合中型或大型控制系統(tǒng),西門子中型機(jī)有S7-300:處理速度0,8~1,2ms,存貯器2k,數(shù)字量1024點(diǎn),模擬量128路,網(wǎng)絡(luò)PROFIBUS,工業(yè)以太網(wǎng),MPI.