西門(mén)子6AU1445-0AA00-0AA0
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***備件*** SIMOTION Drive-based 控制單元 D445; 可編程 MOTION Control 控制器,; 高性能,; 接口:8 DI 8 DI/DO,6 個(gè) Drive-CLiQ 2 個(gè) PROFIBUS,,2 個(gè)以太網(wǎng),,2 個(gè) USB 1 個(gè)選件插槽;包括風(fēng)扇/ 電池模塊和電池
裝配機(jī)器人無(wú)需專(zhuān)門(mén)編程即可進(jìn)行產(chǎn)品裝配,;工廠生產(chǎn)線可以自我優(yōu)化,;列車(chē)或風(fēng)機(jī)可以基于運(yùn)行數(shù)據(jù)和人工智能(AI)申請(qǐng)維護(hù),它們的自我檢查和預(yù)判能力甚至優(yōu)于開(kāi)發(fā)它們的工程師,。人工智能的強(qiáng)勢(shì)發(fā)展必將進(jìn)一步改變?nèi)祟?lèi)的工作模式,,這是為什么呢?西門(mén)子股份公司*技術(shù)官博樂(lè)仁(Roland Busch)對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)解讀,。
如果我們能引導(dǎo)人工智能朝著有益人類(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(jī)遇,。毫無(wú)疑問(wèn),,人工智能的強(qiáng)勢(shì)發(fā)展將進(jìn)一步改變?nèi)祟?lèi)的工作模式。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)*預(yù)測(cè),,多達(dá)50%的生產(chǎn)活動(dòng)都可以由機(jī)器自動(dòng)完成,。這意味著,機(jī)器不但可以執(zhí)行這些活動(dòng),,而且比人類(lèi)做得更好,、更快。當(dāng)然,,這也意味著,,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(píng)估執(zhí)行結(jié)果,,為客戶(hù)提供建議,,發(fā)掘并培養(yǎng)員工能力。
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人形機(jī)器人將為人類(lèi)的研究工作,、工業(yè)發(fā)展和日常生活提供幫助,,但不會(huì)取代人類(lèi)
不存在“人機(jī)對(duì)抗”
“人機(jī)對(duì)抗”的說(shuō)法難免有危言聳聽(tīng)之嫌,進(jìn)一步了解人工智能,,人們?cè)缫寻l(fā)現(xiàn)情況并非如此,。如今,變革已經(jīng)開(kāi)始,,德國(guó)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(shí)的數(shù)據(jù)科學(xué)家。只有他們能將人工智能生成的相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)應(yīng)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(jié)列車(chē)的某個(gè)部件,。而要發(fā)出這條指令,,需要兼具預(yù)測(cè)性維護(hù)、風(fēng)險(xiǎn)分析的相關(guān)知識(shí),,還要了解替換部件的可用性,,甚至是列車(chē)所在國(guó)家的法律法規(guī)。所以說(shuō),,只有人類(lèi)才可以將數(shù)字化世界的洞察運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)世界中,。
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Allach區(qū)的工廠里,生產(chǎn)和維護(hù)機(jī)車(chē)時(shí)的工作精度達(dá)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(shì)并行:新的就業(yè)機(jī)會(huì)正在產(chǎn)生,、一些崗位逐漸被淘汰,、還有一些崗位則正在發(fā)生著改變。若想人工智能對(duì)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(yīng)用人工智能,。我所講的是工業(yè)人工智能,即結(jié)合了專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人工智能,。我們的目標(biāo)是創(chuàng)造“數(shù)字化伴侶”,,它相當(dāng)于人類(lèi)的智能助力器。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(xùn),,把這些技能在幼兒園,、小學(xué)、高中和大學(xué)中推廣,。
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我們通過(guò)“工業(yè)4.0”成功開(kāi)啟了數(shù)字化轉(zhuǎn)型,,而工業(yè)人工智能將這一轉(zhuǎn)型提升至全新高度
人工智能推動(dòng)“工業(yè)4.0”進(jìn)入下一階段
工業(yè)大國(guó)想要從當(dāng)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(guó)“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(jí),,因?yàn)槲磥?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)、工廠運(yùn)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(guó)等工業(yè)大國(guó)的實(shí)力,,這一點(diǎn)與美國(guó)和中國(guó)企業(yè)主導(dǎo)的消費(fèi)品產(chǎn)業(yè)所應(yīng)用的人工智能有所不同,。
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在位于慕尼黑的西門(mén)子機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室內(nèi),機(jī)器人在沒(méi)有預(yù)先編程的情況下組裝產(chǎn)品
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(rèn)為人們忽視了重要的一點(diǎn),,那就是人工智能對(duì)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的未來(lái)增長(zhǎng)十分關(guān)鍵??紤]到人口結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì),,年均3.5%的GDP增長(zhǎng)率注定難以為繼。經(jīng)濟(jì)必須轉(zhuǎn)型,,可以通過(guò)人工智能技術(shù)和技術(shù)密集型勞動(dòng)力而非勞動(dòng)密集型勞動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn),,基于資質(zhì)和生產(chǎn)力創(chuàng)造價(jià)值。
無(wú)論是國(guó)家還是企業(yè),,若想在今天取得成功,,就必須使經(jīng)濟(jì)適應(yīng)未來(lái)發(fā)展。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)*預(yù)測(cè),,如果人工智能得以正確并且持續(xù)地應(yīng)用,,它將有可能提高德國(guó)等經(jīng)濟(jì)體的GDP。我們已經(jīng)通過(guò)“工業(yè)4.0”開(kāi)啟了數(shù)字化轉(zhuǎn)型,,而工業(yè)人工智能可以幫助我們達(dá)到一個(gè)全新的高度,。
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隨著新一代的成長(zhǎng),對(duì)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
S7-200模擬量模塊系列
模擬信號(hào)是指在一定范圍內(nèi)連續(xù)的信號(hào)(如電壓,、電流),,這個(gè)“一定范圍”可以理解為模擬量的有效量程。在使用S7-200模擬量時(shí),需要注意信號(hào)量程范圍,,撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置,,模塊規(guī)范接線,指示燈狀態(tài)等信息,。
本文中,,我們按照S7-200模擬量模塊類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)介紹:
1.AI 模擬量輸入模塊?
2.AO模擬量輸出模塊?
3.AI/AO模擬量輸入輸出模塊
4.常見(jiàn)問(wèn)題分析
首先,請(qǐng)參見(jiàn)“S7-200模擬量全系列總覽表”,,初步了解S7-200模擬量系列的基本信息,,具體內(nèi)容請(qǐng)參見(jiàn)下文詳細(xì)說(shuō)明:
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AI 模擬量輸入模塊
A. 普通模擬量輸入模塊:
如果,傳感器輸出的模擬量是電壓或電流信號(hào)(如±10V或0~20mA),,可以選用普通的模擬量輸入模塊,,通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置來(lái)選擇輸入信號(hào)量程。注意:按照規(guī)范接線,,盡量依據(jù)模塊上的通道順序使用(A->D),,且未接信號(hào)的通道應(yīng)短接。具體請(qǐng)參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》的附錄A-模擬量模塊介紹,。
4AI EM231模塊:
首先,,模擬量輸入模塊可以通過(guò)設(shè)置撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)選擇信號(hào)量程。開(kāi)關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個(gè)模塊,,一個(gè)模塊只能設(shè)置為一種測(cè)量范圍,,且開(kāi)關(guān)設(shè)置只有在重新上電后才能生效。也就是說(shuō),,撥碼設(shè)置一經(jīng)確定后,,這4個(gè)通道的量程也就確定了。如下表所示:
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注:表中0~5V和0~20mA(4~20mA)的撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置是一樣的,,也就是說(shuō),,當(dāng)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置為這種時(shí),輸入通道的信號(hào)量程,,可以是0~5V,,也可以是0~20mA。
8AI EM231模塊:
8AI的EM231模塊,,第0->5通道只能用做電壓輸入,,只有第6、7兩通道可以用做電流輸入,,使用撥碼開(kāi)關(guān)1,、2對(duì)其進(jìn)行設(shè)置:當(dāng)sw1=ON,通道6用做電流輸入,;sw2=ON時(shí),,通道7用做電流輸入。反之,若選擇為OFF,,對(duì)應(yīng)通道則為電壓輸入,。
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注:當(dāng)?shù)?、7道選擇為電流輸入時(shí),,第0->5通道只能輸入0-5V的電壓,。
B. 測(cè)溫模擬量輸入模塊(熱電偶TC;熱電阻RTD):
如果,,傳感器是熱電阻或熱電偶,,直接輸出信號(hào)接模擬量輸入,需要選擇特殊的測(cè)溫模塊,。測(cè)溫模塊分為熱電阻模塊EM231RTD和熱電偶模塊EM231TC,。注意:不同的信號(hào)應(yīng)該連接至相對(duì)應(yīng)的模塊,如:熱電阻信號(hào)應(yīng)該使用EM231RTD,,而不能使用EM231TC,。且同一模塊的輸入類(lèi)型應(yīng)該*,,如:Pt1000和Pt100不能同時(shí)應(yīng)用在一個(gè)熱電阻模塊上,。
熱電偶模塊TC:
EM231 TC支持J、K,、E,、N、S,、T和R型熱電偶,,不支持B型熱電偶。通過(guò)撥碼設(shè)置,,模塊可以實(shí)現(xiàn)冷端補(bǔ)償,,但仍然需要補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行熱電偶的自由端補(bǔ)償。另外,,該模塊具有斷線檢測(cè)功能,,未用通道應(yīng)當(dāng)短接,或者并聯(lián)到旁邊的實(shí)際接線通道上,。?
熱電阻模塊RTD:
熱電阻的阻值能夠隨著溫度的變化而變化,,且阻值與溫度具有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系,這種關(guān)系是電阻變化率α,。RTD模塊的撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置與α有關(guān),,如下圖所示,就算同是 Pt100,,α值不同時(shí)撥碼開(kāi)關(guān)的設(shè)置也不同,。在選擇熱電阻時(shí),請(qǐng)盡量弄清楚α參數(shù),按 照對(duì)應(yīng)的撥碼去設(shè)置,。具體請(qǐng)參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》的附錄A-熱電偶和熱電阻擴(kuò)展模塊介紹,。
![](http://www.ad.siemens.com.cn/productportal/_resources/css/core/img/S7_S7.jpg)
EM231 RTD模塊具有斷線檢測(cè)功能,未用通道不能懸空,,接法方式如下:
(1)請(qǐng)將一個(gè)電阻按照與已用通道相同的接線方式連接到空的通道,,注意:電阻的阻值必須和RTD的標(biāo)稱(chēng)值相同;
(2)將已經(jīng)接好的那一路熱電阻的所有引線,,一一對(duì)應(yīng)連接到空的通道上,。
因?yàn)闊犭娮璺?線制、3線制,、4線制,,所以RTD模塊與熱電阻的接線有3種方式,如圖所示,。其中,,精度高的是4線連接,精度低的是2線連接,。
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提示:
(1). 在STEP7 Micor/WIN軟件中(S7-200的編程軟件),,對(duì)于模擬量輸入通道設(shè)有軟件濾波功能,如圖所示,,具體請(qǐng)參見(jiàn)《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->系統(tǒng)塊-模擬量濾波,。
但是,在系統(tǒng)塊中設(shè)置模擬量通道濾波時(shí),,RTD和TC模塊占用的模擬量通道,,應(yīng)禁止濾波功能。
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(2) EM231 TC和RTD模塊上,,均有24V電源指示燈和SF故障指示燈,。如圖所示:(a)若24V電源指示燈=OFF,則說(shuō)明該模塊沒(méi)有24V工作電源,;(b)若SF紅燈閃爍,,原因可能是:模塊內(nèi)部軟件檢測(cè)出外接斷線,或者輸入超出范圍,。
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注:具體請(qǐng)參見(jiàn):《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->EM231 RTD/EM231 TC,。
AO模擬量輸出模塊
S7-200的擴(kuò)展模塊里,分別有2路,、4路的模擬量輸出模塊EM232,。根據(jù)接線方式(M-V或M-I)選擇輸出信號(hào)類(lèi)型,電壓:±10V,,電流:0~20mA(4~20mA),。
AI/AO模擬量輸入輸出模塊
(A) CPU模塊本體集成的2路AI和1路AO
S7-200只有CPU 224XP和CPU224XPsi,,本體集成有模擬量通道。其中,,2路AI是:電壓信號(hào)±10V,,1路AO是:電壓信號(hào)0~10V;或者電流信號(hào)0~20mA(4~20mA),,輸出信號(hào)類(lèi)型可以通過(guò)硬件接線來(lái)選擇,。
(B) EM235模擬量輸入輸出模塊
EM235模塊有4路AI和1路AO。通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置來(lái)選擇4路AI通道的輸入信號(hào)程,,如下表所示,,這個(gè)模塊可以測(cè)量毫伏級(jí)(mV)的信號(hào);1路AO是:電壓信號(hào) ±10V,;或電流信號(hào)0~20mA(4~20mA),,可以根據(jù)硬件接線方式(M-V或M-I)選擇輸出信號(hào)類(lèi)型。
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注:模塊上的電位計(jì)是用來(lái)調(diào)節(jié)輸入信號(hào)和轉(zhuǎn)換數(shù)值的放大關(guān)系,,在模塊出廠時(shí)已經(jīng)設(shè)置好了,,如無(wú)需要,請(qǐng)不要隨意更改,。
常見(jiàn)問(wèn)題分析
A.模擬量輸入與數(shù)字量的對(duì)應(yīng)關(guān)系:
模擬量信號(hào)(0~10V,,0~5V或0~20mA)在S7-200 CPU內(nèi)部用0~32000的數(shù)值表示(注:4~20mA對(duì)應(yīng)6400~32000),這兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系,,如圖所示:
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B.模擬量模塊的硬件接線介紹
(1)CPU 224 XP集成有2路電壓輸入,,接線方法見(jiàn)a:分別為A+和M,、B+和M,,此時(shí)只能輸入±10V 電壓信號(hào)。
CPU 224XP還集成有1路模擬量輸出信號(hào),。電流輸出如圖b,,將負(fù)載接在I和M端子之間;電壓輸出如圖c,,將負(fù)載接在V和M端子之間,。
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(2)模擬量輸入的接線方式
以4AI EM231模塊為例,分別介紹電壓,、電流型輸入信號(hào)的接線方式,,如圖所示。注意:此接線圖是一個(gè)示意圖,,表述的是不同的接線方式,,并不是指該模塊只有A通道可以接入電壓,B通道必須懸空,,C和D通道只能接入電流,。
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當(dāng)您的信號(hào)為電壓輸入時(shí)可以參考接線方法a,,以此類(lèi)推。
方式a. 電壓輸入方式:信號(hào)正接A+,;信號(hào)負(fù)接A-,;
方式b. 未用通道接法(不要懸空):未用通道需短接,如B+和B-短接,;
方式c. 電流輸入方式(四線制):信號(hào)正接C+,,同時(shí)C+與RC短接;信號(hào)負(fù)接C-,,同時(shí)C-和模塊的M端短接,。
方式d. 電流輸入方式(兩線制):信號(hào)線接D+,同時(shí)D+與RD短接,;電源M端接D-,,同時(shí)和模塊的M端短接。
注:具體請(qǐng)參見(jiàn):《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->模擬量模塊接線,。
(3)電流型信號(hào)輸入接線方式
電流型信號(hào)的接線方式,,分為四線制、三線制,、二線制接法,。這里討論的“幾線制”,是以傳感器或儀表變送器是否需要外供電源來(lái)區(qū)別的,,而并不是指EM231模塊需要幾根信號(hào)線,,或該變送器的信號(hào)線輸出。
a. 四線制-電流型信號(hào)的接法:
四線制信號(hào)是指信號(hào)設(shè)備本身外接供電電源,,同時(shí)有信號(hào)+,、信號(hào)-兩根信號(hào)線輸出。供電電源可有220VAC或24VDC,,接線如圖所示:
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b. 三線制-電流型信號(hào)的接法:
三線制信號(hào)是指信號(hào)設(shè)備本身外接供電電源,,只有一根信號(hào)線輸出,該信號(hào)線與電源線共用公共端,,通常情況是共負(fù)端的,。接線如圖所示:
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注:若設(shè)備的24VDC供電電源與EM231模塊的供電電源不是同一個(gè)電源,那么,,需要將模塊的M端與該通道的負(fù)端引腳短接(如,,M和C-短接)。這是為了使模塊與測(cè)量通道工作在同一的參考電壓,,也就是等電位,。下面的二線制接法同理。
c. 二線制-電流型信號(hào)的接法:
二線制信號(hào)是指信號(hào)設(shè)備本身只有兩根外接線,,設(shè)備的工作電源由信號(hào)線提供,,即其中一根線接電源,,另一根線是信號(hào)輸出。接線如圖所示:
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C.224XP本體集成的AI,,能否接電流信號(hào)0~20mA,?