[发明专利]用于自动化装置的扩展装置

说明书

本发明涉及一种用于工业系统(100)中的一个或多个自动化装置(DEV)的扩展装置(MI)。本发明尤其涉及能够基于一个或多个人工神经网络执行数据处理的工业数据处理单元(PU)。为了在工业系统(100)中启用和/或加速一个或多个计算(Cl、…、Cn)，从而简化将人工智能集成到工业系统(100)中，并且为了简化能够使用人工智能来处理数据的扩展装置(MI)与自动化装置(DEV)之间的数据交换，本发明提出获得(S2)一个或多个计算(C1、…、Cn)的一个或多个结果(R1、…、Rn)，其中这些结果(R1、…、Rn)指示工业系统(100)的一个或多个状态(S1、…、Sn)并且经由与自动化装置(DEV)共享的过程状态模型(PM)来提供(S3)一个或多个结果(R1、…、Rn)以监视和/或控制工业系统(100)。

技术领域

本发明涉及用于工业系统中的一个或多个自动化装置的扩展装置。本发明尤其涉及能够基于一个或多个人工神经网络执行数据处理的工业数据处理单元。本发明还涉及一种系统、自动化装置和方法。

背景技术

随着AI技术(人工智能技术，也称为机器智能)变得更可靠并且在工业系统中的应用变得更普遍，需要工业AI装备。常规的自动化装置，诸如可编程逻辑控制器(也称为PLC)，不具有AI技术所需的计算能力。基于云的AI解决方案是可用的，但对于车间解决方案并不容易实施，也就是说，基于云的AI解决方案的结果可能不容易在车间获得。

本发明的目的是启用和/或加速工业系统中的一个或多个计算，从而简化将人工智能集成到工业系统中。本发明的另一个目的是简化能够使用人工智能处理数据的扩展装置与自动化装置之间的数据交换。计算可以包括运算。

该问题通过扩展装置来解决，该扩展装置可操作以获得指示自动化系统的一个或多个状态的一个或多个计算的一个或多个结果。该扩展装置进一步可操作用于经由与该自动化装置共享的一个过程状态模型来提供一个或多个结果以监视和/或控制该工业系统。控制包含但不限于实际开环或闭环控制、改变设定值、极限值、停止、开始暂停或更新工业过程。

该扩展装置可以是物理模块，该物理模块可以例如紧挨着自动化装置(例如，PLC)安装在型材轨道上。扩展装置也可以构建为现有自动化装置的插件模块。将扩展装置集成到自动化装置中也是可能的，例如利用插接解决方案和/或直接硬件集成。

这些计算例如是神经网络(也称为人工神经网络(ANN))的计算和/或运算。

结果可以是应用的计算的任何结果，其中计算是对直接或间接源于工业系统的数据进行的。结果包含但不限于工业系统中发生或将要发生的事件的分类。例如，这样的事件可以是在生产线或过程自动线中使用的例如传感器和执行器的数据中显示的异常模式。还可以计算指示所生产的产品具有异常模式的质量指示器。异常模式可指示实际事件发生之前的故障或低质量。

工业系统应被理解为例如要在专业工业环境中使用的过程工业系统、自动化工业系统、楼宇自动化系统等。

工业系统的一个或多个状态可以是作为整体的系统的一个或多个通用指示器，诸如自动化控制器、I/O装置、传感器、执行器等的单个实体的一个或多个指示器，或者一组或多组实体的状态。状态可以是基于以下中的至少一者的值或其他参数：一个或多个感测的数据、一个或多个预测的数据或一个或多个计算的数据。由此该数据可以指示所描述的实体的状态。例如：马达是包括以下状态中的一者或多者的执行器：旋转速度、扭矩、温度、电流、电压、健康状况、运行时间、维护指示器…。这些状态中的每一者都具有被划分成子状态的可能性，例如温度可以是转子温度、定子温度或电动机总体中值温度。状态也可以是在工业系统中生产的产品的状态，例如质量指示器。在一个可能的实施例中，这些状态中的一者或多者可以是二进制的，例如1表示：该产品有资格满足所有质量要求，并且0表示：该产品没有资格进一步处理并且因此必须被处置或修复。