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西門子工業邊緣計算
西門子工業邊緣計算可幫助客戶縮小傳統的本地數據處理和基于云的數據處理之間的差距，以滿足個性化需求。邊緣計算可以實時進行大量數據的本地無反饋處理。工業邊緣計算還能幫助用戶降低數據的存儲和傳輸成本，因為大量數據能夠得到預處理，僅將高度相關的數據上傳到云端或企業內部自有的IT基礎設施。西門子工業邊緣計算支持MindSphere的云傳輸協議，MindSphere是西門子基于云的開放式物聯網操作系統。未來，它還將支持消息隊列遙測傳輸（MQTT）協議，以進一步確保與其他系統和云平臺進行靈活的數據交換。
西門子安貝格電子制造工廠應用邊緣計算實現節能增效
西門子安貝格電子制造工廠（EWA）利用印刷電路板（PCB）裁切機來生產Simatic系列產品。在銑削操作過程中，會產生細小的銑削粉塵，對機器造成巨大影響。這可能會使設備的主軸軸承卡住，進而導致機器意外停機。為了防止隱患發生，安貝格工廠利用邊緣計算設備來分析傳感器所采集到的數據，并借助人工智能來分析機器的運行參數，以檢測主軸行為中的任何異常，監測未來出現故障的可能性。通過機器學習算法來實時計算異常值，高于預定閾值表示機器即將發生故障。此邊緣應用程序可在實際故障發生之前12至36小時預測軸承腐蝕和機器停機的情況。一旦出現異常，可以提前規劃更換機床主軸的時間，以避免意外宕機帶來的高額損失。
背景息
在利用基于云的解決方案對生產數據進行分析時，制造商面臨著雙重挑戰：既要管理其核心任務，又要為更新處理和IT等相關流程尋求、經濟的解決方案。有很多種方法可以對數據進行收集和分析，并利用其分析結果來優化流程。因為軟件更新成本高昂，許多人正在摒棄本地數據處理的傳統方式，而選擇數字化路徑，即借助互聯網的中央IT基礎設施（服務器場），以云計算的方式進行數據處理和分析。它支持通過中央云管理系統在所有服務器上安裝更新，因此大幅簡化了應用程序的更新和管理等任務。
在云計算的應用日益成熟的同時，邊緣計算作為它的合理補充也在不斷發展。這些互補系統使生產數據能夠分散或集中處理。功能、智能和數據不再僅僅發生于云端的集中式服務器上，也可選擇發生在靠近數據源的現場級，即生產端的自動化技術中。西門子工業邊緣計算解決方案基于西門子成熟的硬件和軟件組合以及云技術中所使用的機制，集成了本地和基于云的數據處理兩方面的優勢。
人機對抗”的說法難免有危言聳聽之嫌，進一步了解人工智能，人們早已發現情況并非如此。如今，變革已經開始，德國各工業企業正在試圖互相挖角，尤其是那些跨學科人才，比如具備物理工程知識的數據科學家。只有他們能將人工智能生成的相關數據轉化為現實應用。例如，列車操作員收到指令，要在某個時間前更換某節列車的某個部件。而要發出這條指令，需要兼具預測性維護、風險分析的相關知識，還要了解替換部件的可用性，甚至是列車所在的法律法規。所以說，只有人類才可以將數字化世界的洞察運用到現實世界中。
正因如此，在高精度作業時我們總是依賴于嫻熟的手工勞動。例如，在慕尼黑Allach區的工廠里，生產和維護機車時的工作精度達到十分之一毫米。只有交給專業技術人員，我們才能保證列車的性能。
目前有三大趨勢并行：新的就業機會正在產生、一些崗位逐漸被淘汰、還有一些崗位則正在發生著改變。若想人工智能對人類社會產生積極影響，就必須確保商業企業——包括大中小企業甚至零售商——都能廣泛應用人工智能。我所講的是工業人工智能，即結合了專業知識的人工智能。我們的目標是創造“數字化伴侶”，它相當于人類的智能助力器。這種為人類賦能的人工智能技術必須得到普及。但是，我們不能只投資研發，還要投資培訓，把這些技能在幼兒園、小學、高中和大學中推廣。
我們通過“工業4.0”成功開啟了數字化轉型，而工業人工智能將這一轉型至全新高度
人工智能推動“工業4.0”進入下一階段
工業大國想要從當前的工業革命中獲益，需要工業企業、政府官員、科學家和社會各界合作伙伴們通力合作，制定類似德國“工業4.0”的成功舉措。“工業4.0”已是世人皆知的術語，它將在人工智能的助力下迭代升級，因為未來的一切都將和人工智能息息相關，包括IT技術、工業生產、工廠運營、產品性能和服務模式等。工業人工智能將推動“工業4.0”進入下一階段，鞏固德國等工業大國的實力，這一點與美國和中國企業主導的消費品產業所應用的人工智能有所不同。
在位于慕尼黑的西門子機器人實驗室內，機器人在沒有預先編程的情況下組裝產品
人工智能是未來發展的關鍵
有關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，那就是人工智能對國內生產總值（GDP）的未來增長十分關鍵。考慮到人口結構的變化趨勢，全球年均3.5％的GDP增長率注定難以為繼。經濟必須轉型，可以通過人工智能技術和技術密集型勞動力而非勞動密集型勞動力來實現，基于資質和生產力創造價值。
無論是還是企業，若想在今天取得成功，就必須使經濟適應未來發展。知名市場研究機構一致預測，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濟體的GDP。我們已經通過“工業4.0”開啟了數字化轉型，而工業人工智能可以幫助我們達到一個全新的高度。
滁州南譙楚控自動化設備有限公司是一家專業從事 西門子通訊電纜銷售和服務為一體的企業。主要產品有： 西門子通訊電纜。好產品離不開好的工藝技術和裝備。滁州南譙楚控自動化設備有限公司一直研究怎樣做好產品，不斷開發新產品。公司憑借優越的地理位置和便捷的交通，為廣大客戶提供快速周到的服務。我們秉持“品質至上，誠信經營，創新便捷”的理念，致力于打造滁州南譙地區一站式集采中心品牌。
它沒有起始位和停止位，而是由至少3.5個字符間隔時間作為息的起始和結束標志。息幀所有字符位由16進制字符0-9、A-F組成。 Modbus RTU通訊協議幀結構：圖5 RTU通訊協議幀格式 Modbus RTU方式主站讀取從站寄存器數據示例：主設備查詢。圖6 主設備查詢格式 Modbus RTU方式主站讀取從站寄存器數據示例：從設備響應。圖7 從設備響應格式 2.3 網絡構成及硬件介紹 如圖1所示，在該系統設計中有兩個網絡使用了上海泗博自動化的Modbus轉Profibus-DP網關PM-160。網關在這兩個網絡中的作用不一樣，其中： 在上層網絡中（建立西門子S7-300PLC和橫河DCS連接通），Modbus轉Profibus-DP網關PM-160在Modbus側做Modbus從站，在Profibus-DP側做從站，建立Profibus-DP主站（西門子S7-300 PLC）和Modbus主站（橫河CS3000）的通。DCS通部分采用橫河型號為ALR121的通模塊，并配套橫河提供的Modbus通軟件包，該通模塊通數據容量為4000字。通過上海泗博自動化的網關配置軟件對PM-160進行相關配置，將DCS的讀、寫指令及數據做相應轉換、存儲，并映射到西門子PLC的輸入、輸出映像區，以實現對上下位機控制息的實時傳輸。 在下層網絡中（建立西門子S7-300PLC和現場智能儀表的連接通），Modbus轉Profibus-DP網關PM-160在Modbus側做Modbus主站，在Profibus-DP側做從站，建立Modbus從站（現場各種智能儀表（現場電機、智能開關、變頻器、傳感器等））與Profibus-DP主站（西門子S7-300PLC）的通。串口網絡（現場智能儀表）設備接口為RS485或者RS232，它們都可以通過上海泗博自動化的Modbus轉Profibus-DP網關PM-160實現與西門子S7-300PLC的連接通。其中，通過使用網關的配套配置軟件對PM-160進行相關配置，將需要采集的從站設備息通過網關讀、寫命令及數據轉換、存儲，映射到西門子PLC的輸入、輸出映射區，以實現PLC對現場智能儀表數據的采集和監控。三、 Modbus轉Profibus-DP網關PM-160的配置 PM-160是通用型Modbus/RS485/RS422/RS232到Profibus-DP的協議轉換網關，在網關RAM中建立了Modbus/RS485/RS422/RS232到Profibus-DP的映射數據區，由軟件實現Modbus/RS485/RS422/RS232到Profibus-DP的協議轉換和數據交換。凡具有RS485/422/232接口的設備（Modbus協議或者非標協議）都可以通過PM-160與現場總線Profibus-DP互聯。其中，PM-160在與Profibus-DP通訊是作為Profibus-DP從站，PM-160在與串口設備通時，可以作Modbus主站、Modbus從站，也支持與非標串口設備實現數據透明傳輸。通過在西門子STEP7中注冊網關PM-160的GSD文件，即可在該編程軟件中對該網關進行相關硬件和軟件配置，完成相應的通訊功能。請見如下詳細的硬件和軟件配置方法：1、 Modbus轉Profibus-DP網關PM-160的硬件配置 PM-160的Profibus-DP從站地址可以通過網關的硬件旋碼開關或者配置按鈕來設置。旋碼開關有兩位，左側位設置地址高位（十位），右側位設置地址低位（個位）。通過撥碼開關可設置網關PM-160處于正常運行狀態或者配置狀態。當PM-160處于配置狀態時，用戶可通過配套配置軟件設置相關讀寫命令和參數。 PM-160自帶標準Profibus-DP接口，用戶可使用標準Profibus-DP連接頭和標準的Profibus-DP電纜將其連接至Profibus-DP現場總線中。 PM-160提供RS485/422/232三種串口，Modbus從站、主站設備以及用戶非標串口設備可以通過這三種接口實現與網關PM-160的連接通訊。PM-160沒有內置終端電阻，在進行RS485通時，請注意在RS485總線終端各添加一個終端電阻（120歐姆）。2、 Modbus轉Profibus-DP網關PM-160的軟件配置 1) 使用配套軟件設置PM-160的現場總新和子網相關參數和命令 通過撥碼開關將PM-160設置為配置狀態，打開安裝的配置軟件 當實現PLC與DCS通時，子網協議類型設置為Modbus從站，并設置串口通波特率、數據位、奇偶校驗位、停止位、PM-160作為Modbus從站的地址、通接口。其中，串口通波特率、數據位、奇偶校驗位、停止位的設置應該和所連接的Modbus主站設備（DCS）一致；圖8 PM-160在Modbus側作Modbus從站（連接PLC和DCS） 當實現PLC與Modbus設備通時，子網協議類型設置為Modbus主站，并設置串口通參數、通訊傳輸模式、通接口等。其中，串口通參數的設置應該和所連接的Modbus從站設備一致
西門子憑借全新軟硬件擴大了Simatic RTU3000C系列遠程控制單元的用途：全新Simatic RTU3031C（遠程終端單元/RTU）集成GPS功能，可將設定值與實際位置進行比較。這使其不僅適用于靜態應用，如監測給排水行業中的分布式測量點，而且適用于需要定位功能的移動應用。譬如，這包括對浮動導航標志的位置監控或集裝箱跟蹤等。此外，西門子推出讓用戶可將多達八個額外的傳感器連接到遠程控制單元的擴展板。支持該產品系列的新固件也為用戶帶來諸多新功能，如連接到冗余控制中心和支持對過程值進行統計評估的新功能塊等。
堅固耐用的緊湊型Simatic RTU3000C遠程控制單元是能源自給自足型低功耗單元，可在無外部供電的情況下正常工作。它們可采用冗余供電方式，如使用多達六個電池模塊或太陽能電池板充電電池。它們還可以在惡劣的環境條件下使用，如-40°C至+ 70°C的溫度下或在洪水中使用（IP68防護等級）。通過推出Simatic RTU3031C，西門子壯大了產品陣容，新款RTU可連接GPS天線并通過GPS號提供定位和時間同步功能。因此，用戶可以監控諸如填充液位、液位和流量，以及遠程甚至移動測量點的壓力和溫度等過程數據。RTU3031C具有集成的UMTS調制解調器，收集的數據會通過UMTS調制解調器以一種時間導向或事件導向的方式發送到控制中心。與RTU3000C系列中的所有遠程控制單元一樣，RTU3031C不僅支持通過遠程控制協議（IEC 60870、DNP3、Sinaut ST7和TeleControl Basic）連接到控制中心，還可用作數據記錄器。此外，測得的所有過程值均可存儲于內部存儲器或SD卡，如有需要，可通過基于Web的管理系統遠程讀取，或通過文件傳輸方式或電子郵件發送給指定合作伙伴。集成的輸入和輸出端口支持直接連接傳感器。它是該產品系列中一款提供被稱為高速固態繼電器端口的四個額外數字輸出端口（DQ），以及標準的四個模擬輸入端口（AI）、數字輸入端口（DI）和四個DQ的產品。
面向RTU3000C系列的全新擴展板支持通過Modbus RTU連接八個額外的傳感器。它可以與該產品系列的所有型號配合使用，如支持Sitrans FM MAG8000，用于流量測量。這可使希望利用來自傳感器的額外息（如診斷息）的不同行業的用戶從中受益。
全新V3固件實現大量改進，如連接到支持冗余IEC 60870主站的控制中心、基于web的管理和用戶管理的擴展、通過DNP3的WAN連接，以及沒有OpenVPN的IEC 60870支持通過已由移動提供商加密的連接（專用APN） 操作RTU3030C或RTU3031C，等等。此外，用戶可以使用支持統計功能的新功能塊、用于控制周期號的脈沖序列輸出以及模塊操作狀態管理（如關閉、重啟等）。這還可以更快速地建立連接，確保實現加密連接。
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