Может ли ChatGPT использовать знания предметной области, характерные для автоматизированных систем управления? Узнайте, можно ли использовать популярный инструмент искусственного интеллекта для ускорения разработки или полной замены инженеров АСУ ТП.
В сфере систем автоматизированного управления затраты на разработку, связанные с трудом инженеров и техников, высоки. После разработки системы возникают дополнительные затраты на техническое обслуживание и упущенные производственные возможности из-за простоя оборудования и устранения неполадок.
Инструмент искусственного интеллекта, такой как ChatGPT, может ускорить сроки разработки и технического обслуживания, устраняя неполадки, тем самым снижая капитальные затраты на новое оборудование, а также поддерживая затраты на рабочую силу и запчасти.
Рисунок 1. Можно ли использовать ChatGPT для программирования систем управления?
Что такое ChatGPT?
В этой статье будут рассмотрены ответы, предоставляемые инструментом искусственного интеллекта для использования в автоматизации управления. Что может быть лучше для начала, чем попросить Chat GPT описать себя?
Кто вы?
Я являюсь языковой моделью искусственного интеллекта, разработанной для оказания помощи пользователям и общения с ними на естественном языке.
Отлично, ChatGPT - это форма модели обработки естественного языка, которая может помочь таким людям, как вы и я, с различными задачами или вопросами.
Может ли ChatGPT помочь в программировании ПЛК?
Теперь, когда мы знаем, что ChatGPT - это помощник с искусственным интеллектом, давайте посмотрим, может ли он помочь нам запрограммировать ПЛК. Я начну с общих вопросов высокого уровня и перейду к более конкретным вопросам. Затем мы можем передать простой запрос схемы блокировки лестничной логики модели искусственного интеллекта, чтобы проверить, как она реагирует.
Можете ли вы помочь мне в задаче программирования систем управления, таких как программируемые логические контроллеры?
Да, я, безусловно, могу помочь вам с программированием систем управления, таких как программируемые логические контроллеры (ПЛК). Пожалуйста, сообщите мне, какие конкретные вопросы или опасения у вас возникли, и я сделаю все возможное, чтобы помочь вам.
Назовите три ведущих марки и модели ПЛК в Соединенных Штатах в зависимости от доли рынка или объема продаж?
В качестве языковой модели искусственного интеллекта у меня нет доступа к рыночным данным в режиме реального времени. Однако, основываясь на исторических данных и отраслевых отчетах, тремя ведущими марками и моделями ПЛК в Соединенных Штатах являются:
1. Allen-Bradley ControlLogix: Это модульная система ПЛК, обеспечивающая высокопроизводительные возможности управления и связи. Он широко используется в различных отраслях промышленности, включая производство, автомобилестроение, а также продукты питания и напитки.
2. Siemens S7-1500: Эта система ПЛК известна своими передовыми функциями, такими как высокоскоростная обработка данных, встроенные функции безопасности и простое программирование. Он широко используется в автомобильной, химической и фармацевтической промышленности.
3. Schneider Electric Modicon M340: Эта система ПЛК предназначена для средне- и крупномасштабных применений и предлагает гибкие варианты конфигурации. Он широко используется в энергетической, водной и транспортной отраслях.
Какое программное обеспечение для ПЛК используют ПЛК Allen-Bradley ControlLogix?
ПЛК Allen-Bradley ControlLogix используют программное обеспечение RSLogix 5000 для программирования и настройки ПЛК.
RSLogix 5000 верен, однако более новая версия программного обеспечения 21 теперь называется Studio 5000. За очень короткий промежуток времени я смог определить наиболее распространенный ПЛК в США и связанное с ним программное обеспечение.
Как будет работать ChatGPT, когда мы начнем просить модель запрограммировать наш недавно выбранный ПЛК?
Проверка лестничной логики схемы блокировки
Давайте посмотрим, может ли ChatGPT генерировать лестничную логику для схемы блокировки в Studio 5000. Это основополагающая и повсеместная концепция в системах промышленного управления, которая должна дать ChatGPT оптимальные шансы на получение полезного результата:
Не могли бы вы написать мне простую схему блокировки в Studio 5000 ladder logic?
Конечно, вот простая схема блокировки в Studio 5000 ladder logic:
```
|---| |----[ ]----( )----[ ]----| |---|
| | | | | |
| |-| |-| |
| | | | | |
|---| |----------------------| |---|
```
Объяснение:
В этой схеме используются один вход (I:1/0) и один выход (O:1/0). Когда вход включен, выход защелкивается и остается включенным до тех пор, пока его не отключат вручную.
Схема состоит из двух ступеней. Первая ступень представляет собой нормально разомкнутый контакт (NO), подключенный к входу. Когда вход включен, этот контакт замыкается, позволяя питанию поступать на вторую ступеньку.
Вторая ступенька - это защелка. Она состоит из нормально замкнутого контакта (NC), подключенного к выходу, катушки set (S) и катушки reset (R). Когда питание проходит через первую ступеньку, на катушку S подается напряжение, в результате чего контакт NC размыкается и включается выход. Катушка R остается обесточенной, сохраняя защелку в ее текущем состоянии.
Для отключения выхода можно использовать нормально разомкнутый контакт, подключенный к катушке сброса. Когда этот контакт замкнут, на катушку R подается напряжение, в результате чего выход отключается, а защелка сбрасывается.
Объяснение очень подробное, но часть логики, описывающей защелку, расплывчата и не дает нужной информации для программирования ПЛК. Например, в тексте пояснения говорится, что на второй ступени контакт с ЧПУ подключен к выходу, установленному и сброшенному. Если и S, и R подключены к одному и тому же входному контакту на одной и той же ступеньке, значит, ступенька сконструирована неправильно.
Несмотря на то, что схема лестничной логики, выводимая ChatGPT, креативна в использовании каналов для контактов и круглых скобок для выводов в попытке построить образ схемы, это не особенно полезно. Кроме того, хотя в приглашении запрашивался код в соответствии со Studio 5000, структура адресации (I:1/0 и O:1/0) была предоставлена таким же образом, как RSLogix 500 для более старых ПЛК.
Приведенный выше ответ был сгенерирован с использованием API ChatGPT; таким образом, я также протестировал это приглашение в веб-интерфейсе пользователя (UI) и получил следующий ответ:
Рисунок 2. Вывод по запросу ChatGPT структуры лестничной логики для схемы блокировки.
Опять же, не особенно полезно, но креативно. Правильная форма схемы блокировки в лестничной логике должна напоминать нечто подобное изображению ниже.:
Рисунок 3. Логическая структура лестничной клетки для схемы блокировки.
Проверка функциональной блок-схемы защелкивающейся цепи
Второй язык на основе диаграмм для тестирования - это язык функциональных блок-схем или FBD. Передача запроса в API ChatGPT:
Не могли бы вы написать мне простую схему блокировки на языке функциональных блок-схем?
Конечно, вот пример схемы блокировки на языке функциональных блок-схем:
![Схема блокировки FBD]
В этой схеме кнопка (PB) используется для переключения выходного сигнала (Q) между высоким и низким состояниями. При нажатии PB устанавливается защелка SR (SR), в результате чего Q становится высоким. Когда PB отпущен, защелка остается в своем текущем состоянии, поэтому Q остается высоким. Чтобы сбросить защелку и вернуть Q в низкое состояние, можно использовать отдельный вход сброса (R). Когда R активирован, защелка сбрасывается, в результате чего Q становится низким.
При использовании приведенного выше API ChatGPT была получена URL-ссылка на файл изображения в формате png. После первого обзора выходных данных я был полон надежды и взволнован тем, что инструмент искусственного интеллекта сгенерировал истинное изображение FBD для схемы блокировки. Однако ссылка привела к ошибке при перенаправлении в веб-браузере. Поэтому я снова обратился к веб-интерфейсу, чтобы посмотреть, можно ли получить другой результат.:
Рисунок 4. ChatGPT выводит по запросу функциональную блок-схему схемы блокировки.
Аналогично запросу с лестничной логикой, ChatGPT с трудом вывел полезную диаграмму, но в своем ответе предоставил полезную текстовую информацию.
Тест структурированного текста схемы блокировки
И последнее, но не менее важное: мы протестируем структурированный текстовый вывод из ChatGPT:
Не могли бы вы написать мне простую схему блокировки в структурированном тексте для ПЛК RSLogix?
Конечно, вот пример схемы блокировки в структурированном тексте для ПЛК RSLogix:
```
// Входные данные
VAR_INPUT
StartButton: BOOL; // Ввод кнопки Запуска
StopButton: BOOL; // Ввод кнопки остановки
END_VAR
// Результаты
VAR_OUTPUT
MotorOn: BOOL; // Мощность двигателя
END_VAR
// Внутренние переменные
VAR
Latch: BOOL := FALSE; // Переменная Latch
END_VAR
// Схема блокировки
ЕСЛИ StartButton И НЕ защелкивается, ТО
Защелка:= TRUE; // Установить защелку
MotorOn:= TRUE; // Включить двигатель
ТОГДА ELSIF StopButton
Защелка: = FALSE; // Сбросить защелку
MotorOn:= FALSE; // Выключить двигатель
END_IF
```
Эта схема блокировки использует две кнопки ввода (StartButton и StopButton) для управления выходным двигателем (MotorOn). Когда кнопка StartButton нажата, а защелка еще не установлена, схема устанавливает защелку и включает двигатель. Когда кнопка StopButton нажата, схема сбрасывает защелку и выключает двигатель. Переменная Latch используется для "запоминания" последнего состояния схемы и поддержания выходного сигнала до тех пор, пока не будет получен противоположный входной сигнал.
В целом, результат обеспечивает надежную основу для создания программы со структурированным текстом. Вероятно, потребуется внести некоторые изменения в приведенный выше код, чтобы он функционировал в Studio 5000, в частности, в объявление тегов. Пример такого объявления приведен ниже:
Рисунок 5. Различия в структурированном тексте для ПЛК RSLogix.
ChatGPT для программирования
ChatGPT в настоящее время не заменит квалифицированных инженеров и техников в секторе систем управления. Знания предметной области, характерные для систем управления, “с нуля” не могут быть переданы ChatGPT, а возможности логической схемы и функциональных блоков модели все еще нуждаются в улучшении. Однако ChatGPT может служить отличным ресурсом для инженеров и техников, которые любят учиться и хотели бы ускорить свои знания и личностный рост.
Оригинал статьи: https://control.com/technical-articles/can-openai-chatgpt-generative-ai-be-used-for-control-system-programming/