S7—200系统CPU 22*系列PLC主机(CPU模块)的外形如图1所示。 S7—200CPU模块包括一个中央处理单元、存储器、电源以及数字I/O点,这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。CPU负责执行程序,以便对工业自动化控制任务或过程进行控制。输人部分从现场设备中采集信号,输出部分则输出控制信号,控制工业过程中的设备。
图1 CPU 22*系列PLC的CPU外形
从CPU模块的功能来看,SIMATICS7—200系列小型可编程序控制器发展至今,经历了两代:代产品的CPU模块为CPU 21*,现已停产。第二代产品的CPU模块为CPU 22*,是在21世纪初投放市场的。其速度快,具有极强的通讯能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元。
(1)CPU 221 CPU 221具有6输入/4输出,共计10个点的I/O,无扩展能力,有6 KB程序和数据存储空间。还具有4个独立的30 kHz高速计数器,2路独立的20 kHz高速脉冲输出端,1个RS—485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由通讯方式。非常适合于小点数的控制系统。
(2)CPU 222 CPU 222除了具有CPU 221的功能外,其不同点在于:它有8输人/6输出,共计14点I/O。可以带两个扩展模块,多扩展8路模拟量和64个I/O,因此是更广泛的全功能控制器。
(3)CPU 224 它在CPU 222的基础上使主机的输入输出点数增为24点,有14输入/10输出,可以带7个扩展模块,大可扩展为168点数字量或者35点模拟量的输入和输出;存储容量也进一步增加,有内置时钟,还增加了一些数学指令和高速计数器的数量,具有较强的控制能力。
(4)CPU 226 这种模块在CPU 224的基础上功能又进一步增强,有24输入/16输出,主机输入和输出点数增到40点,大可扩展为248点数字量或35点模拟量;增加了通讯口的数量,通讯能力大大增强;它可用于点数较多、要求较高的小型或中型控制系统。
现在西门子公司新推出了一种增强型的CPU 226XM,它在用户程序存储容量上扩大到8K字,其他指标和CPU 226相同。
每一款主机模块上都集成了24V直流电源,可以直接用于连接传感器和执行机构。利用EEPROM存储存储程序和配置信息。用户数据可通过主机的超级电容存储若干天,电池模块可选,可使数据的存储时间延长到200天。可以用普通输入端子捕捉比CPU扫描周期更快的脉冲信号,利用中断输入,允许以极快的速度对信号的上升沿做出响应。速度为30 kHz的高速计数器可以编程,并具有复位输入端,多个独立的输入端,可同时用作加减计数,可以连接相应数量的相位差为90度的A/B相增量编码器。2路大可达20kHz的高频脉冲输出,可用以驱动步进电机和伺服电机以实现准确定位任务。可以用模块上的电位器来改变它对应的特殊寄存器中的数值,可以即时更改程序运行中的一些参数,如定时/计数器的设定值、过程量的控制参数等。实时时钟可用以对信息加注时间标记,记录机器运行时间或对过程进行时间控制。
随着德国工业4.0的提出,我国《中国制造2025》的推行,东莞出现了无人工厂,然而未来的无人工厂并不是完全淘汰工人,而是把工人从体力劳动与简单脑力劳动中完全解放,扮演更有创造性和挑战性的角色。将来中国智慧化无人工厂会越来越多,对掌握电气和工业机器人的高端人才需求也会愈来愈大。
工业机器人技术是一项综合性应用技术,涵盖了机械、电子、自动控制、人工智能等学科理论。为顺应工业机器人的发展和智能制造企业对应用工程师的需求,帮助更多想要学习工业机器人技术的年轻人实现梦想,长沙工控帮教育科技有限公司特别推出暑期优惠促销活动。针对应用工程师不同侧重点的职业发展方向,应用工程师班细分为基础应用工程师班、调试应用工程师班。基础应用工程师着重于机器人基础操作使用,为今后的工业机器人多种职业发展打好基础。调试工程师侧重于机器人调试技术和PLC集成方向,主要为今后从事工业机器人集成项目的调试工作以及机器人终用户的设备维护工作。
二、工业机器人有了,操控人才在哪儿?
目前,全球每销售5台机器人,就有一台是在中国安装的。“按照目前中国机器人安装量的增长速度,人才需求早处于干渴状态了”。哈工大机器人研究所所长,教育部长江学者,特聘教授“机器人爸爸”孙立宁曾说。
工业机器人是一个复杂的系统工程,不是买来就能用的,需要对其进行编程,把机器人本体与控制软件、应用软件、周边设备等结合起来,组成一条完整的生产线,才能进行生产。但是,相关具体的操作,由于技术要求较高,并且属于新兴领域,人才缺口巨大。机器人运营商拓野机器人董事长凌琳坦言:在中国推行工业机器人技术,遇到的大瓶颈不是谁买,而是谁会用。
码垛、搬运、装卸、投料、装配、分拣、焊接、喷釉等行业,伴随工业机器人技术的进步,其适应的工种也越来越多。理论上,制造业生产中任何使用人工的工序,都可以通过工业机器人来实现。目前,全球工业机器人厂商呈蓬勃发展之势,厂商竞争亦日趋激烈,机器人对人工的替代作用将会更明显。
中国制造2025,要落到实处产生效果,关键还在于人才。中国制造不仅需要科技型人才,也需要大批技能高超的技工队伍。因为在今后的智能化工厂及智能化制造过程中整个生产模式将发生很大变化。大量应用电子软件等新产品新技术对在一线的生产人员提出了更高要求,这在客观上需要职业教育能够培养出大量合格人员。