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任何一種電器控制系統都是為了實(shí)現被控制對象(生產(chǎn)設備或生產(chǎn)過(guò)程)的工藝要求,以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,因此,在設計PLC控制系統時(shí),應遵循以下基本原則:
1、大限度地滿(mǎn)足工藝流程和控制要求。工藝流程的特點(diǎn)和要求是開(kāi)發(fā)PLC控制系統的主要依據。設計前,應深入現場(chǎng)進(jìn)行調查研究,收集資料,明確控制任務(wù),并與機械設計人員與實(shí)際操作人員密切配合,共同擬定電器控制方案,協(xié)同解決設計中出現的各種問(wèn)題。
2、監控參數、精度要求以滿(mǎn)足實(shí)際需要為準,不宜過(guò)多、過(guò)高,力求使控制系統簡(jiǎn)單、經(jīng)濟,使用及維修方便,并降低系統的復雜性和開(kāi)發(fā)成本。
3、保證控制系統的運行安全、穩定、可靠。正確進(jìn)行程序調試、充分考慮環(huán)境條件、選用可靠性高的PLC、定期對PLC進(jìn)行維護和檢查等都是很重要和*的。
4、考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn),在選擇PLC容量時(shí),應適當留有余量。
也有多路。多路占的輸入輸出繼電器多。
有了A/D、D/A單元,余下的處理都是數字量,這對有信息處理能力的PLC并不難。中、大型PLC處理能力更強,不僅可進(jìn)行數字的加、減、乘、除,還可開(kāi)方,插值,還可進(jìn)行浮點(diǎn)運算。有的還有PID指令,可對偏差制量進(jìn)行比例、微分、積分運算,進(jìn)而產(chǎn)生相應的輸出。計算機能算的它幾乎都能算。
這樣,用PLC實(shí)現模擬量控制是*可能的??刂频膯挝恢悼尚〉?12分之一的測量程值,多數也是足夠的。
PLC進(jìn)行模擬量控制,還有A/D、D/A組合在一起的單元,并可用PID或模糊控制算法實(shí)現控制,可得到很高的控制質(zhì)量。
用PLC進(jìn)行模擬量控制的好處是,在進(jìn)行模擬量控制的同時(shí),開(kāi)關(guān)量也可控制。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是別的控制器所不具備的,或控制的實(shí)現不如PLC方便。
當然,若純?yōu)槟M量的系統,用PLC可能在性能價(jià)格比上不如用調節器。這也是應當看到的。
3.3用于運動(dòng)控制
實(shí)際的物理量,除了開(kāi)關(guān)量、模擬量,還有運動(dòng)控制。如機床部件的位移,常以數字量表示。
運動(dòng)控制,有效的辦法是NC,即數字控制技術(shù)。這是50年代誕生于美國的基于計算機的控制技術(shù)。當今已很普及,并也很完善。目前,*的金屬切削機床,數控化的比率已超過(guò)40%~80%,有的甚至更高。
PLC也是基于計算機的技術(shù),并日益完善。故它也*可以用于數字量控制。
PLC可接收計數脈沖,頻率可高達幾k到幾十k赫茲??捎枚喾N方式接收這脈沖,還可多路接收。有的PLC還有脈沖輸出功能,脈沖頻率也可達幾十k。有了這兩種功能,加上PLC有數據處理及運算能力,若再配備相應的傳感器(如旋轉編碼器)或脈沖伺服裝置(如環(huán)形分配器、功放、步進(jìn)電機),則*可以依NC的原理實(shí)現種種控制。
裝配機器人無(wú)需專(zhuān)門(mén)編程即可進(jìn)行產(chǎn)品裝配;工廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)可以自我優(yōu)化;列車(chē)或風(fēng)機可以基于運行數據和人工智能(AI)申請維護,它們的自我檢查和預判能力甚至優(yōu)于開(kāi)發(fā)它們的工程師。人工智能的強勢發(fā)展必將進(jìn)一步改變人類(lèi)的工作模式,這是為什么呢?西門(mén)子*技術(shù)官博樂(lè )仁(Roland Busch)為我們進(jìn)行了詳細解讀。
如果我們能引導人工智能朝著(zhù)有益人類(lèi)的方向發(fā)展,讓它成為我們的有力幫手,那么發(fā)展即機遇。毫無(wú)疑問(wèn),人工智能的強勢發(fā)展將進(jìn)一步改變人類(lèi)的工作模式。市場(chǎng)研究機構*預測,多達50%的生產(chǎn)活動(dòng)都可以由機器自動(dòng)完成。這意味著(zhù),機器不但可以執行這些活動(dòng),而且比人類(lèi)做得更好、更快。當然,這也意味著(zhù),一旦擺脫了這些瑣碎的任務(wù),我們就有更多時(shí)間來(lái)評估執行結果,為客戶(hù)提供建議,發(fā)掘并培養員工能力。
我們通過(guò)“工業(yè)4.0”成功開(kāi)啟了數字化轉型,而工業(yè)人工智能將這一轉型提升至全新高度。
不存在“人機對抗”
“人機對抗”的說(shuō)法難免有危言聳聽(tīng)之嫌,那些進(jìn)一步了解人工智能的人們早已發(fā)現情況并非如此。如今,變革已經(jīng)開(kāi)始,德國各工業(yè)企業(yè)正在試圖互相挖角,尤其是那些跨學(xué)科人才,比如具備物理工程知識的數據科學(xué)家。只有他們能將人工智能生成的相關(guān)數據轉化為現實(shí)應用。例如,列車(chē)操作員收到指令,要在某個(gè)時(shí)間前更換某節列車(chē)的某個(gè)部件。而要發(fā)出這條指令,需要兼具預測性維護、風(fēng)險分析的相關(guān)知識,還要了解替換部件的可用性,甚至是列車(chē)所在國家的法律法規。所以說(shuō),只有人類(lèi)才可以將數字化世界的洞察運用到現實(shí)世界中。
在位于慕尼黑的西門(mén)子機器人實(shí)驗室內,機器人在沒(méi)有預先編程的情況下組裝產(chǎn)品。
正因如此,在高精度作業(yè)時(shí)我們總是依賴(lài)于嫻熟的手工勞動(dòng)。例如,在慕尼黑A(yíng)llach區的工廠(chǎng)里,生產(chǎn)和維護機車(chē)時(shí)的工作精度達到十分之一毫米。只有交給專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員,我們才能保證列車(chē)的性能。
目前有三大趨勢并行:新的就業(yè)機會(huì )正在產(chǎn)生,一些崗位被逐漸淘汰,還有一些崗位則正在改變。若想人工智能對人類(lèi)社會(huì )產(chǎn)生積極影響,就必須確保商業(yè)企業(yè)——包括大中小企業(yè)甚至零售商——都能廣泛應用人工智能。我所講的是工業(yè)人工智能,即人工智能和行業(yè)知識的結合。我們的目標是創(chuàng )造“數字化伴侶”,它相當于人類(lèi)智能發(fā)展的強力助推器。這種為人類(lèi)賦能的人工智能技術(shù)必須得到普及。但是,我們不能只投資研發(fā),還要投資培訓,把這些技能在幼兒園、小學(xué)、高中和大學(xué)中推廣。
隨著(zhù)新一代的成長(cháng),對人工智能的恐慌是否會(huì )爆發(fā)?顯然,未來(lái)的發(fā)展重點(diǎn)在于技術(shù)密集型勞動(dòng)力,而非勞動(dòng)密集型。
人工智能推動(dòng)“工業(yè)4.0”進(jìn)入下一階段
工業(yè)大國想要從當前的工業(yè)革命中獲益,需要工業(yè)企業(yè)、政府官員、科學(xué)家和社會(huì )各界合作伙伴們通力合作,制定類(lèi)似德國“工業(yè)4.0”的成功舉措。“工業(yè)4.0”已是世人皆知的術(shù)語(yǔ),它將在人工智能的助力下迭代升級,因為未來(lái)的一切都將和人工智能息息相關(guān),包括IT技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、工廠(chǎng)運營(yíng)、產(chǎn)品性能和服務(wù)模式等。工業(yè)人工智能將推動(dòng)“工業(yè)4.0”進(jìn)入下一階段,鞏固德國等工業(yè)大國的實(shí)力,這一點(diǎn)與美國和中國企業(yè)主導的消費品產(chǎn)業(yè)所應用的人工智能有所不同。
人工智能是未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵
有關(guān)人工智能的恐慌論是片面的。我認為人們忽視了重要的一點(diǎn),那就是人工智能對國內生產(chǎn)總值(GDP)的未來(lái)增長(cháng)十分關(guān)鍵??紤]到人口結構的變化趨勢,年均3.5%的GDP增長(cháng)率注定難以維系。經(jīng)濟必須轉型。要實(shí)現這一目標,我們需要人工智能技術(shù),也需要技術(shù)密集型勞動(dòng)力,而非基本的勞動(dòng)密集型。這樣我們才能在技術(shù)資質(zhì)和生產(chǎn)力的基礎之上創(chuàng )造價(jià)值。
無(wú)論是國家還是企業(yè),若想在當今世界取得成功,就必須使經(jīng)濟適應未來(lái)發(fā)展。市場(chǎng)研究機構*預測,如果人工智能得以正確并且持續地應用,它將有可能提高德國等經(jīng)濟體的GDP。我們已經(jīng)通過(guò)“工業(yè)4.0”開(kāi)啟了數字化轉型,而工業(yè)人工智能可以幫助我們達到一個(gè)全新的高度。