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

對西門子而言，不論是燃?xì)廨啓C(jī)的自主優(yōu)化，還是改善對智能電網(wǎng)的監(jiān)測，抑或?yàn)楣I(yè)設(shè)施提供預(yù)測性維護(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。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，我們一直在這個領(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)百萬個連接。

西門子股份公司*技術(shù)官兼管理委員會成員博樂仁

智能數(shù)據(jù)分析

雖然人們津津樂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，我們正在利用人工智能來幫助我們的一位客戶改善燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行。通過對工況及其他數(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)測性維護(hù)及借助人工智能來優(yōu)化系統(tǒng)和設(shè)施運(yùn)行。MindSphere能夠分析運(yùn)行數(shù)據(jù)和傳感器測定數(shù)據(jù)，并由此檢測出設(shè)施和自動化系統(tǒng)內(nèi)的異常情況。

西門子旗艦產(chǎn)品H級燃?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^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)并檢測出異常情況以實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(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)測電網(wǎng)的設(shè)備安裝人工智能系統(tǒng)。如此以來，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)通過學(xué)習(xí)來優(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)電場可以充分利用不斷變化的風(fēng)力。

西門子正與德國聯(lián)邦鐵路公司合作開展對高速列車進(jìn)行預(yù)測性維護(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)中識別出特定模式和趨勢。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)只能到下一個掃描周期才能對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采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計(jì),可靠耐用,同時可以選用多種級別(功能逐步升級)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,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)也不會改變,因此,如果輸入是脈沖信號,則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期.

點(diǎn)擊計(jì)算機(jī)的 “開始菜單-運(yùn)行”（或同時按下計(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，說明物理鏈路正常，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%的表測量(2)電源機(jī)架,CPU主板都只能在主電源切斷時取下,(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)動相應(yīng)的外設(shè),這時,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間對整個運(yùn)行來說可以忽略.

還可以對多個下一級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.