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作為一家享譽世界，擁有在華140余年歷史的企業，西門子是最早一批進入中國市場的電子及電氣產品供應商。1979年，西門子向寶山鋼鐵廠提供了冷軋自動化系統，其中就包括在當年漢諾威工業博覽會上引起業界轟動的SIMATIC S5PLC。時隔40年，西門子PLC產品始終在中國PLC市場競爭中位列前茅。探究其中的原因，西門子（中國）有限公司數字化工業集團工廠自動化事業部PLC產品經理于率浩認為，持續創新是西門子贏得客戶、贏得市場的核心競爭力。

創新標桿SiMatiC S7-1500

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

西門子（中國）有限公司數字化工業集團工廠自動化事業部PLC產品經理 于率浩

據悉，SIMATIC S7-1500自上市以來發展良好，在中高端OEM和項目領域進展迅速，來自客戶的反饋非常積極。

據于率浩介紹，雖然一經上市就取得了客戶的認可，但西門子依然持續投入研發新的1500系列：“西門子開發的全新SIMATIC S7-1500R/H系列冗余控制系列在2018年正式面世，西門子正是通過在新技術上的不斷投入，持續提升產品功能、性能，從而引領市場發展。”

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編程語言進行編程，把程序從標準系統遷移到冗余系統，無需額外工作。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。

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CPU失效，備用CPU將自動接管程序控制工作，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冗余功能的現場設備（例如ET 200SP/MP）通過PROFINET連接到冗余CPU，從而構成PROFINET冗余通訊，即使發生網絡中斷，現場設備也能繼續工作。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帶有專門的光纖同步模塊，可以實現快速、平滑的切換。未來，CPU1517H還將開發支持PROFINET冗余網絡。

于率浩特別強調，面向未來工業制造向智能制造發展的需求，SIMATIC S7-1500 R/H將不僅進一步增強網絡通訊方面的性能，實現對工業以太網的全面支持，而且在信息安全、知識產權保護等方面也會有所加強。

面向未來的前沿創新

對于自動化企業而言，創新永遠是其最為核心的競爭力，對于西門子來說同樣如此。其一百多年的發展史就是一部實實在在的創新史。而當前，面對新一輪工業革命浪潮，于率浩表示：“西門子的創新已不僅僅停留在傳統PLC領域，在最前沿的技術領域，西門子也在不斷地拓展創新。”

大家都很關心未來智能工廠的樣子，西門子認為自動化技術的發展很大程度上會影響智能工廠的未來，尤其是三個趨勢，AI，邊緣計算和AR增強現實。

2018年底，西門子推出一款用于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-神經網絡處理單元），配有人工智能芯片Intel Movidius MyriadXVision處理單元，因此能實現神經網絡的高效處理。該模塊可從SD卡上獲得經過訓練的神經網絡系統，并配有USB3.1接口和千兆以太網端口。能夠以神經網絡為基礎處理所連接的傳感器的數據或來自CPU程序的數據。例如使用機器學習算法，可以高效實現對生產工廠或圖像控制的機器人系統進行質量控制。這樣就能實現更加高效、“更加類似于人”的行為。它所帶來的優勢顯而易見，以取放應用為例，移動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。在質檢方面也可帶來附加值：例如，利用聯網攝像頭所采集的圖像或數據來不斷訓練神經網絡，以將關于產品或處理過程的濃度、顏色或質量等參數直接傳輸給模塊，而這些參數都是曾經依靠人類專業判斷的知識。隨著該模塊的推出，西門子將更多的未來技術整合到工業應用之中。

此外，于率浩表示，西門子正致力于邊緣計算領域的研發創新和實踐應用：“現階段西門子已推出一系列基于PC的邊緣計算產品，未來我們在PLC的CPU上也將直接集成邊緣計算功能，以新技術不斷提升產品的功能。”

據其透露，在西門子安貝格EWA工廠，邊緣計算和人工智能技術已投入到實踐應用中。

在 S7-300、ET200和其它知名SIMATIC產品的生產線中，西門子已部署一臺PCB切割機，用于按生產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，從而帶來機器停機導致的大量成本損失。為解決這一問題，西門子的應對措施是部署人工智能和邊緣計算，借助這些技術，工廠能夠在故障發生前12小時至36小時預測出機器故障。為了訓練這種人工智能算法，西門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。邊緣設備隨后會收集機器數據，如主軸速度和驅動電流需求，通過機器學習來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，算法隨后會預測主軸的故障率，從而避免主軸故障。在生產現場的總共18個主軸配備了這種算法后，每年可節省總計20萬歐元。

毫無疑問，現在和將來，新的自動化技術將進一步賦能數字化企業和智能工廠。西門子將以多層面的持續創新致力于推進新技術，幫助客戶應對智能工廠日益增長的復雜性需求。

摘自《自動化博覽》2019年6月刊