詳細(xì)介紹
西門子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 Drive-CLiQ 2 個 PROFIBUS,2 個以太網(wǎng),2 個 USB 1 個選件插槽;包括風(fēng)扇/ 電池模塊和電池
裝配機器人無需專門編程即可進(jìn)行產(chǎn)品裝配;工廠生產(chǎn)線可以自我優(yōu)化;列車或風(fēng)機可以基于運行數(shù)據(jù)和人工智能(AI)申請維護(hù),它們的自我檢查和預(yù)判能力甚至優(yōu)于開發(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?nèi)祟惖墓ぷ髂J剑@是為什么呢?西門子股份公司*技術(shù)官博樂仁(Roland Busch)對此進(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。毫無疑問,人工智能的強勢發(fā)展將進(jìn)一步改變?nèi)祟惖墓ぷ髂J?。市場研究機構(gòu)*預(yù)測,多達(dá)50%的生產(chǎn)活動都可以由機器自動完成。這意味著,機器不但可以執(zhí)行這些活動,而且比人類做得更好、更快。當(dāng)然,這也意味著,一旦擺脫了這些瑣碎的任務(wù),我們就有更多時間來評估執(zhí)行結(jié)果,為客戶提供建議,發(fā)掘并培養(yǎng)員工能力。
人形機器人將為人類的研究工作、工業(yè)發(fā)展和日常生活提供幫助,但不會取代人類
不存在“人機對抗”
“人機對抗”的說法難免有危言聳聽之嫌,進(jìn)一步了解人工智能,人們早已發(fā)現(xiàn)情況并非如此。如今,變革已經(jīng)開始,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(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)實應(yīng)用。例如,列車操作員收到指令,要在某個時間前更換某節(jié)列車的某個部件。而要發(fā)出這條指令,需要兼具預(yù)測性維護(hù)、風(fēng)險分析的相關(guān)知識,還要了解替換部件的可用性,甚至是列車所在國家的法律法規(guī)。所以說,只有人類才可以將數(shù)字化世界的洞察運用到現(xiàn)實世界中。
正因如此,在高精度作業(yè)時我們總是依賴于嫻熟的手工勞動。例如,在慕尼黑Allach區(qū)的工廠里,生產(chǎn)和維護(hù)機車時的工作精度達(dá)到十分之一毫米。只有交給專業(yè)技術(shù)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(yè)機會正在產(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。若想人工智能對人類社會產(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)合了專業(yè)知識的人工智能。我們的目標(biāo)是創(chuàng)造“數(shù)字化伴侶”,它相當(dāng)于人類的智能助力器。這種為人類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。
我們通過“工業(yè)4.0”成功開啟了數(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“工業(yè)4.0”進(jìn)入下一階段
工業(yè)大國想要從當(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)家和社會各界合作伙伴們通力合作,制定類似德國“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,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(guān),包括IT技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、工廠運營、產(chǎn)品性能和服務(wù)模式等。工業(yè)人工智能將推動“工業(yè)4.0”進(jìn)入下一階段,鞏固德國等工業(yè)大國的實力,這一點與美國和中國企業(yè)主導(dǎo)的消費品產(chǎn)業(yè)所應(yīng)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(nèi),機器人在沒有預(yù)先編程的情況下組裝產(chǎn)品
人工智能是未來發(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,那就是人工智能對國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的未來增長十分關(guān)鍵。考慮到人口結(jié)構(gòu)的變化趨勢,年均3.5%的GDP增長率注定難以為繼。經(jīng)濟(jì)必須轉(zhuǎn)型,可以通過人工智能技術(shù)和技術(shù)密集型勞動力而非勞動密集型勞動力來實現(xiàn),基于資質(zhì)和生產(chǎn)力創(chuàng)造價值。
無論是國家還是企業(yè),若想在今天取得成功,就必須使經(jīng)濟(jì)適應(yīng)未來發(fā)展。市場研究機構(gòu)*預(yù)測,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等經(jīng)濟(jì)體的GDP。我們已經(jīng)通過“工業(yè)4.0”開啟了數(shù)字化轉(zhuǎn)型,而工業(yè)人工智能可以幫助我們達(dá)到一個全新的高度。
隨著新一代的成長,對人工智能的恐慌是否會爆發(fā)?顯然,未來的發(fā)展重點在于技術(shù)密集型勞動力,而非勞動密集型
S7-200模擬量模塊系列
模擬信號是指在一定范圍內(nèi)連續(xù)的信號(如電壓、電流),這個“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,需要注意信號量程范圍,撥碼開關(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模擬量模塊類型進(jìn)行分類介紹:
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.常見問題分析
首先,請參見“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)容請參見下文詳細(xì)說明:
西門子6AU1445-0AA00-0AA0
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(如±10V或0~20mA),可以選用普通的模擬量輸入模塊,通過撥碼開關(guān)設(shè)置來選擇輸入信號量程。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),且未接信號的通道應(yīng)短接。具體請參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》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設(shè)置撥碼開關(guān)來選擇信號量程。開關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個模塊,一個模塊只能設(shè)置為一種測量范圍,且開關(guān)設(shè)置只有在重新上電后才能生效。也就是說,撥碼設(shè)置一經(jīng)確定后,這4個通道的量程也就確定了。如下表所示:
注:表中0~5V和0~20mA(4~20mA)的撥碼開關(guān)設(shè)置是一樣的,也就是說,當(dāng)撥碼開關(guān)設(shè)置為這種時,輸入通道的信號量程,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,使用撥碼開關(guān)1、2對其進(jìn)行設(shè)置:當(dāng)sw1=ON,通道6用做電流輸入;sw2=ON時,通道7用做電流輸入。反之,若選擇為OFF,對應(yīng)通道則為電壓輸入。
注:當(dāng)?shù)?、7道選擇為電流輸入時,第0->5通道只能輸入0-5V的電壓。
B. 測溫模擬量輸入模塊(熱電偶TC;熱電阻RTD):
如果,傳感器是熱電阻或熱電偶,直接輸出信號接模擬量輸入,需要選擇特殊的測溫模塊。測溫模塊分為熱電阻模塊EM231RTD和熱電偶模塊EM231TC。注意:不同的信號應(yīng)該連接至相對應(yīng)的模塊,如:熱電阻信號應(yīng)該使用EM231RTD,而不能使用EM231TC。且同一模塊的輸入類型應(yīng)該*,如:Pt1000和Pt100不能同時應(yīng)用在一個熱電阻模塊上。
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。通過撥碼設(shè)置,模塊可以實現(xiàn)冷端補償,但仍然需要補償導(dǎo)線進(jìn)行熱電偶的自由端補償。另外,該模塊具有斷線檢測功能,未用通道應(yīng)當(dāng)短接,或者并聯(lián)到旁邊的實際接線通道上。?
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值不同時撥碼開關(guān)的設(shè)置也不同。在選擇熱電阻時,請盡量弄清楚α參數(shù),按 照對應(yīng)的撥碼去設(shè)置。具體請參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》的附錄A-熱電偶和熱電阻擴展模塊介紹。
EM231 RTD模塊具有斷線檢測功能,未用通道不能懸空,接法方式如下:
(1)請將一個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,一一對應(yīng)連接到空的通道上。
因為熱電阻分2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。
提示:
(1). 在STEP7 Micor/WIN軟件中(S7-200的編程軟件),對于模擬量輸入通道設(shè)有軟件濾波功能,如圖所示,具體請參見《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,RTD和TC模塊占用的模擬量通道,應(yīng)禁止濾波功能。
(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,則說明該模塊沒有24V工作電源;(b)若SF紅燈閃爍,原因可能是:模塊內(nèi)部軟件檢測出外接斷線,或者輸入超出范圍。
注:具體請參見:《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->EM231 RTD/EM231 TC。
AO模擬量輸出模塊
S7-200的擴展模塊里,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)選擇輸出信號類型,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±10V,1路AO是:電壓信號0~10V;或者電流信號0~20mA(4~20mA),輸出信號類型可以通過硬件接線來選擇。
(B) EM235模擬量輸入輸出模塊
EM235模塊有4路AI和1路AO。通過撥碼開關(guān)設(shè)置來選擇4路AI通道的輸入信號程,如下表所示,這個模塊可以測量毫伏級(mV)的信號;1路AO是:電壓信號 ±10V;或電流信號0~20mA(4~20mA),可以根據(jù)硬件接線方式(M-V或M-I)選擇輸出信號類型。
注:模塊上的電位計是用來調(diào)節(jié)輸入信號和轉(zhuǎn)換數(shù)值的放大關(guān)系,在模塊出廠時已經(jīng)設(shè)置好了,如無需要,請不要隨意更改。
常見問題分析
A.模擬量輸入與數(shù)字量的對應(yīng)關(guān)系:
模擬量信號(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對應(yīng)6400~32000),這兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系,如圖所示:
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a:分別為A+和M、B+和M,此時只能輸入±10V 電壓信號。
CPU 224XP還集成有1路模擬量輸出信號。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。
(2)模擬量輸入的接線方式
以4AI EM231模塊為例,分別介紹電壓、電流型輸入信號的接線方式,如圖所示。注意:此接線圖是一個示意圖,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。
當(dāng)您的信號為電壓輸入時可以參考接線方法a,以此類推。
方式a. 電壓輸入方式:信號正接A+;信號負(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):信號正接C+,同時C+與RC短接;信號負(fù)接C-,同時C-和模塊的M端短接。
方式d. 電流輸入方式(兩線制):信號線接D+,同時D+與RD短接;電源M端接D-,同時和模塊的M端短接。
注:具體請參見:《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->模擬量模塊接線。
(3)電流型信號輸入接線方式
電流型信號的接線方式,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區(qū)別的,而并不是指EM231模塊需要幾根信號線,或該變送器的信號線輸出。
a. 四線制-電流型信號的接法:
四線制信號是指信號設(shè)備本身外接供電電源,同時有信號+、信號-兩根信號線輸出。供電電源可有220VAC或24VDC,接線如圖所示:
b. 三線制-電流型信號的接法:
三線制信號是指信號設(shè)備本身外接供電電源,只有一根信號線輸出,該信號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:
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-電流型信號的接法:
二線制信號是指信號設(shè)備本身只有兩根外接線,設(shè)備的工作電源由信號線提供,即其中一根線接電源,另一根線是信號輸出。接線如圖所示:
C.224XP本體集成的AI,能否接電流信號0~20mA?