关于实现智能制造自动控制系统革命的思考(下)

(3)开放功能块开发平台

PLCnext使用新的人机界面PC-WorxEngineer为用户提供适应性工程平台,以根据IEC 61131-3标准进行编程和体验。工程平台设计的独特性,适应性,便利性和直观的界面,以及用户友好的功能设置,使用户可以最快的速度掌握界面的操作。用户不仅可以免费使用PLCnext提供的标准功能块,同时,可以结合自己的应用场景编写自己的特殊功能模块,并一起使用。值得一提的是,这种由用户自己使用和编写的自动化软件功能块是由PLCnext Engineer的用于功能安全和信息安全功能的编译系统自动生成的,大大缩短了开发时间。 PCnext Engineer软件开发平台为开放功能块的开发提供了一个高效且面向未来的工程平台。

当然,上述用户编写的所有程序都将存储在PLCnext的功能数据库中,并且他们调用的方法需要在PLCnext Engineer中进行参数化和连接。对于某些面向解决方案的应用程序,Phoenix还提供了APPStore技术来建立PLCnext Store数据库。用户可以使用JAVA和Python直接编写特殊功能块,并将其存储在Store中供所有人使用。重要的是,它还可以使用其他实时操作系统(例如Codesys)来编译程序并自行生成专用的“独立微控制系统”。这个开放的用户开发平台为PLCnext建立用户生态系统奠定了基础。用户可以从大量扩展的软件功能包中找到所需的功能包。同时,Phoenix提供的PLCnext社区也为此开放的PLC控制系统提供了开放的开发生态系统。

(4)开放各种通讯接口平台

通用PLC控制系统使用其自己的通信协议和方法。例如西门子PLC系统经常使用自己的PROFINET或PROFIBUS。 Beckhoff的控制器使用EnterCat或Can-bus,B&R使用PowerLink,即使传统的Phoenix控制系统也使用Profinet或Interbus。各种控制系统的通信协议中的这种不一致常常给用户带来极大的不便。尤其是在系统更新时,无法使用最佳控制系统解决方案。 PLCnext特别考虑通讯接口的开放性和兼容性。 PLCnext Technology控制平台集成了各种协议转换和调整技术,可以连接到其他国际网络传输协议。用户可以根据不同的应用场景做出最灵活的选择。无论现场总线,工业实时以太网还是TSN,PLCnext都适用于几乎所有通信协议。解决了控制系统使用的最大瓶颈。此外,PLCnext控制平台还支持云计算服务。基于PLCnext技术,用户可以轻松地将每个PLCnext设备连接到云并集成他们自己的云计算解决方案。这使得预测诊断与(IoT)的集成更加紧密。迈出一步。

综上所述,与传统PLC相比,PLCnext具有以下五个优势

增强的连通性:PLCnext技术可在高度网络化的自动化系统中集成当前和将来的接口和协议,从而实现开放式通信。通过直接连接到基于云的服务和数据库,实现了新的基于IoT的业务模型。

增强的自由度:开源软件和应用程序的灵活集成。 PLCnext技术支持独立创建的程序部分和完整应用程序的任何所需组合。使用开源软件和工业应用程序(例如PLCnext Store)来提高开发过程的效率。将来的功能扩展没有任何限制。

增强的便利性:PLCnext技术的开放性使用户可以使用自己喜欢的编程语言,无论是IEC 61131还是高级语言。个性化解决方案可以在熟悉的开发环境中轻松开发,例如PLCnext Engineer,Matlab Simulink,Eclipse或Visual Studio

增强的开发能力:借助PLCnext技术,不同代的多个开发人员可以使用不同的编程语言来并行,独立地处理控制器程序。因此,用户可以利用传统PLC的优势以及PLCnext技术的开放性和灵活性来快速开发复杂的应用程序。

增强的性能:不同语言的程序序列可以根据需要组合成任务。 PLCnext技术的任务处理机制使来自不同来源的程序例程像传统的IEC 61131 PLC代码一样运行,高级语言程序将自动确定特定时间。该平台可确保一致的数据交换和程序代码的同步执行

2.2 PLC控制系统必须集成人工智能功能

PLC控制系统需要智能功能,唯一的方法是将人工智能技术集成到整个PLC控制系统的设计中。那么什么是人工智能?清华大学孙富春教授曾这样描述:人工智能的最终目标是探索智能形成的基本机制,并研究利用自动机模拟人类思维过程。最近的目标是如何使用计算机来完成只能由人类智能才能完成的任务,一种是模拟人类的思维过程,另一种是模拟人类的能力。因此,可以认为人工智能是根据人类功能进行研究和开发的技术。相反,人有什么功能?有眼睛,耳朵,大脑,手和脚,神经,消化,呼吸。人们正在模仿这些功能来产生人工智能,即人工智能的七个主要功能。

那么人工智能如何应用于自动化呢?如何与PLC自动化系统集成?根据人工智能的7种功能,我们进行了以下分类:感知,认知和知识。感知是视觉和图像识别,机器人的深入应用,声音控制和自然语言系统;认知是机器学习,深度学习,一直到神经学习;已知是预测,专家系统和最佳计划功能。

为何将人工智能分为三类?这完全符合自动控制系统的三个主要功能:数据采集,数据处理和数据分析。

作者将人工智能的知识部分添加到PLCnext控制器中非实时数据的分析和管理中,以便PLCnext内容可以分析和汇总生产,研发服务等一些管理数据,并实现功能预测,专家系统和最佳计划。 。 PLCnext的逻辑运算部分增加了人工智能的认知部分,这使得控制器的计算部分增加了机器学习的功能。通过机器学习的识别,建模和决策等功能,PLCnext控制器不仅可以根据已知对象的调节规律进行控制,而且还可以通过自学习自适应地控制未知对象,从而具有人工智能的特点。 。在数据采集中,现场层增加了视觉控制,声音控制和语言功能。这些功能不仅使我们能够获得有关控制对象的当前状态,操作状态和未来预测的更多现场数据,而且还与机器人形成了一个整体,因此机器人还具有视觉和语言功能。机器人的应用越来越多,智能程度也越来越高。要分析的数据量更加丰富。 PLCnext控制平台将人工智能的功能有机地集成在一起。 PLCnext的新框架结构不仅实现了智能制造的新可能性,还实现了智能制造生产模式,即整个产品生命周期的生产制造模式。

3小结

根据以上解释,作为砖石的介绍,提出以下几点:

(1)自动制造不是智能制造。根本的区别在于,智能制造具有适应外部变化的能力,即具有分析,总结,总结和制定实时和非实时数据的能力。

(2)在PLC控制系统的运行中嵌入人工智能功能是实现智能制造的重要条件。

(3)要实现智能制造,必须更改PLC控制系统本身的框架结构。

目前,Phoenix正在基于PLCnext平台开发面向人工智能的智能制造探索。首先与大学合作,使用人工智能为各种工业场景开发模块化培训平台。例如,将VR / AR和人工智能算法结合在一起形成一个远程预测监控系统,并将机器学习算法嵌入到PLC的操作中。控制功能块实现自学习识别建模控制决策,并使用大数据的基本算法在管理级别自动生成专家系统和最佳计划的智能机制。 PLCnext的新控制平台为IT部门提供了真正整合OT并开辟新道路的新途径。我希望控制行业的工程师将关注这一新概念,并让我们拭目以待。

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