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西門子S7-200CN模塊6ES7223-1BM22-0XA8
西門子6ES7 223-1BM22-0XA8
SIEMENS中國*分銷商
公 司主營：西門子數(shù)控系統(tǒng),S7-200PLC S7-300PLC S7-400PLC S7-1200PLC 6ES5 ET200 人機(jī)界面,變頻器,DP總線,MM420 變頻器MM430 變頻器MM440 6SE70交流工程調(diào)速變頻器6RA70直流調(diào)速裝置 SITOP電源,電線電纜,數(shù)控備件,伺服電機(jī)等工控產(chǎn)品.
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西門子PLC功能特點(diǎn)：
一、散裝機(jī)的組成結(jié)構(gòu)
SZ系列固定式水泥散裝機(jī)是由進(jìn)料接頭、伸縮下料套管散裝頭、下料錐斗、卷揚(yáng)裝置（包括松繩開關(guān)裝置、料滿控制器）、收塵系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、卸料閥、氣源閥、閘門等零部件組成。散裝機(jī)既可安裝在庫底也可安裝在庫側(cè)同相應(yīng)的卸料裝置配套使用。庫側(cè)散裝機(jī)使用時配備空氣輸送斜槽(含高壓離心風(fēng)機(jī))，庫底散裝機(jī)使用時配備短斜槽輸送部分(含高壓離心風(fēng)機(jī))，以適應(yīng)工藝布置的需要。
二、 散裝機(jī)的原理及流程
水泥罐車抵達(dá)位置后，按控制裝置上的“下降”按鈕使散裝頭下降到罐車入料口進(jìn)入準(zhǔn)備裝料狀態(tài)。按“裝車”鈕進(jìn)行裝車。此時高壓離心風(fēng)機(jī)工作，使物料在打開卸料電磁閥后能順利通過輸送斜槽；同時氣源電磁閥打開，接通氣源；收塵風(fēng)機(jī)同時啟動，收塵電磁閥開啟驅(qū)使氣缸動作推動外殼內(nèi)翻板并使翻板處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時除塵電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，儲氣罐儲存氣體，收塵系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)；同時料位風(fēng)機(jī)和活化灰風(fēng)機(jī)打開。0.5秒后卸料電磁閥開啟，驅(qū)使氣缸控制卸料閥門打開進(jìn)行裝料。裝載容器內(nèi)的含塵氣體通過伸縮套管中的夾層通道由收塵接口抽到配套的收塵器中，使含塵氣體吸附到布袋上，工作現(xiàn)場可實(shí)現(xiàn)無塵作業(yè)。當(dāng)物料裝到預(yù)先調(diào)定的高度或容器已經(jīng)裝滿時，裝載容器內(nèi)的物料會堵住散裝頭下方的風(fēng)管接頭，產(chǎn)生料滿報警并自動關(guān)閉卸料電磁閥停止裝料。卸料電磁閥關(guān)閉1分鐘后活化灰風(fēng)機(jī)關(guān)閉，再過30秒后收塵風(fēng)機(jī)關(guān)閉，收塵電磁閥關(guān)閉，此時外殼內(nèi)翻板處于關(guān)閉狀態(tài)，除塵電磁閥打開清灰2~3分鐘左右自動停止，料位風(fēng)機(jī)和高壓離心風(fēng)機(jī)停止，氣源停止。zui后按“上升”鈕使散裝頭上升至預(yù)定位置。灌裝結(jié)束。
三、西門子PLC控制的優(yōu)點(diǎn)
目前國內(nèi)水泥散裝機(jī)的電控部分大都是以大量的時間繼電器和中間繼電器組成的實(shí)序邏輯控制電路來控制各個閥門、電機(jī)的啟停時間和順序，在整個工作流程中各元器件動作很頻繁，尤其是時間繼電器在現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣的條件下更是容易損壞，故障率高。經(jīng)常造成裝車工作被迫中斷，降低了工作效率。而采用西門子PLC控制系統(tǒng)則大大避免了上述問題。西門子PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)相比有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）控制方式
繼電器的控制是采用硬件接線實(shí)現(xiàn)的，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及延時繼電器的滯后動作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制。 而西門子PLC采用存儲邏輯，其控制邏輯是以程序方式存儲在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，方便快捷。
西門子6ES7 223-1BM22-0XA8
（2）控制速度
繼電器控制邏輯是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，毫秒級，機(jī)械觸點(diǎn)有抖動現(xiàn)象。西門子PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制，速度快，微秒級，嚴(yán)格同步，無抖動。
（3）延時控制
繼電器控制系統(tǒng)是靠時間繼電器的滯后動作實(shí)現(xiàn)延時控制，而時間繼電器定時精度不高，受環(huán)境影響大。 西門子PLC用半導(dǎo)體集成電路作定時器，時鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，調(diào)整時間方便，不受環(huán)境影響。
（4）上傳數(shù)據(jù)
四、現(xiàn)在水泥廠的自動化程度越來越高，對設(shè)備DCS的要求也越來越高，因此在電氣方面我們要實(shí)現(xiàn)如下功能：
⑴能自動實(shí)現(xiàn)從開啟除塵器設(shè)備到水泥罐車裝滿的全過程。
⑵運(yùn)行過程中，能將各設(shè)備的運(yùn)行信號反饋到中控室。
⑶中控室接到備妥后可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟、停設(shè)備。
⑷停車狀態(tài)下，提供設(shè)備的備妥信號。
⑸運(yùn)行過程中若出現(xiàn)故障，可向中控室提供故障信號。
⑹實(shí)時監(jiān)控水泥罐車內(nèi)水泥的多少。
五、 西門子PLC控制的具體實(shí)現(xiàn)西門子6ES7 223-1BM22-0XA8
基于以上幾點(diǎn)，我們選用奧越信公司生產(chǎn)的OYES-200可編程序控制器作為控制核心，通過對其編程實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的運(yùn)行。系統(tǒng)硬件組成
主要構(gòu)成如下：奧越信 OYES-200系列CPU一臺、數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM223一臺、模擬量擴(kuò)展模塊EM231一臺，我們將各個電機(jī)和閥門的狀態(tài)及控制信號接入西門子PLC，由西門子PLC對這些設(shè)備進(jìn)行控制；EM231可接收罐車重量信號4-20mA電流信號。我們也可以將這些信號通過EM277模塊按照 PROFIBUS-DP協(xié)議將系統(tǒng)連接到全廠PROFIBUS-DP總線上，將系統(tǒng)升級為一個PROFIBUS-DP從站，實(shí)現(xiàn)中控室對散裝車間的控制.
概述
SIMATIC S7-200 Micro 自成一體：特別緊湊但是具有驚人的能力－特別是有關(guān)它的實(shí)時性能－它速度快，
功能強(qiáng)大的通訊方案，并且具有操作簡便的硬件和軟件。
但是還有更多特點(diǎn)：SIMATIC S7-200 Micro PLC具有統(tǒng)一的模塊化設(shè)計－目前不是很大，
但是未來不可*的定制解決方案。這一切都使得SIMATIC S7-200 Micro PLC在一個緊湊的性能范圍內(nèi)為自動化控制提供一個非常有效和經(jīng)濟(jì)的解決方案。
應(yīng)用領(lǐng)域
SIMATIC S7-200的應(yīng)用領(lǐng)域從更換繼電器和接觸器一直擴(kuò)展到在單機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及分布式配置中更復(fù)雜的自動化任務(wù)。
S7-200也越來越多地提供了對以前曾由于經(jīng)濟(jì)原因而開發(fā)的特殊電子設(shè)備的地區(qū)的進(jìn)入。
優(yōu)點(diǎn)
SIMATIC S7-200發(fā)揮統(tǒng)一而經(jīng)濟(jì)的解決方案。整個系統(tǒng)的系列特點(diǎn)
強(qiáng)大的性能，
*模塊化和開放式通訊。
結(jié)構(gòu)緊湊小巧－狹小空間處任何應(yīng)用的理想選擇
在所有CPU型號中的基本和高級功能，
大容量程序和數(shù)據(jù)存儲器
杰出的實(shí)時響應(yīng)－在任何時候均可對整個過程進(jìn)行*控制，從而提高了質(zhì)量、效率和安全性
易于使用STEP 7-Micro/WIN工程軟件－初學(xué)者和專家的理想選擇
集成的 R-S 485接口或者作為系統(tǒng)總線使用
極其快速和精確的操作順序和過程控制
通過時間中斷完整控制對時間要求嚴(yán)格的流程
基本單元
S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號的8種CPU供選擇使用.
擴(kuò)展單元
S7-200系列PLC主要有6種擴(kuò)展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù).
編程器
西門子中國浙江總代理商
PLC在正式運(yùn)行時，不需要編程器。編程器主要用來進(jìn)行用戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調(diào)試過程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測。
S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡易型和智能型。
簡易型編程器是袖珍型的，簡單實(shí)用，價格低廉，是一種很好的現(xiàn)場編程及監(jiān)測工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。
智能型編程器采用計算機(jī)進(jìn)行編程操作，將的編程軟件裝入計算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語言編程，
實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，非常直觀，且功能強(qiáng)大，S7-200系列PLC的編程軟件為STEP7-Micro/WIN。
程序存儲卡
為了保證程序及重要參數(shù)的安全，一般小型PLC設(shè)有外接EEPROM卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫入PLC，
也可將PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。程序存儲卡EEPROM有6ES
7291-8GC00-0A0和6ES 7291-8GD00-0A0兩種，程序容量分別為8K和16K程序步。
寫入器
寫入器的功能是實(shí)現(xiàn)PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區(qū)的程序通過寫入器固化到程序存儲卡中，或?qū)LC中程序存儲卡中的程序通過寫入器傳送到RAM區(qū)。
文本顯示器
文本顯示器TD200不僅是一個用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對某個量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入/輸出量。
文本信息的顯示用選擇/確認(rèn)的方法，zui多可顯示80條信息，每條信息zui多4個變量的狀態(tài)。過程參數(shù)可在顯示器上顯示，并可以隨時修改。
TD200面板上的8個可編程序的功能鍵，每個都分配了一個存儲器位，這些功能鍵在啟動和測試系統(tǒng)時，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷。
S7-200系列PLC CPU選型型號表
注：DC/DC/DC——24VDC電源/24VDC輸入/24VDC輸出；
AC/DC/繼電器——100～230VAC電源/24VDC輸入/繼電器輸出；西門子6ES7 223-1BM22-0XA8
| CPU系列號 | 產(chǎn)品圖片 | 描述 | 選型型號 |
| CPU221 |
| DC/DC/DC；6點(diǎn)輸入/4點(diǎn)輸出 | 6ES7 211-0AA23-0B0 |
| AC/DC/繼電器；6點(diǎn)輸入/4點(diǎn)輸出 | 6ES7 211-0BA23-0B0 | ||
| CPU222 |
| DC/DC/DC；8點(diǎn)輸入/6點(diǎn)輸出 | 6ES7 212-1AB23-0B0 |
| AC/DC/繼電器；8點(diǎn)輸入/6點(diǎn)輸出 | 6ES7 212-1BB23-0B0 | ||
| CPU224 |
| DC/DC/DC；14點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出 | 6ES7 214-1AD23-0B0 |
| AC/DC/繼電器；14點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出 | 6ES7 214-1BD23-0B0 | ||
| CPU224XP |  | DC/DC/DC；14點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出；2輸入/1輸出共3個模擬量I/O點(diǎn) | 6ES7 214-2AD23-0B0 |
| AC/DC/繼電器；14點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出；2輸入/1輸出共3個模擬量I/O點(diǎn) | 6ES7 214-2BD23-0B0 | ||
| CPU226 |
| DC/DC/DC；24點(diǎn)輸入/16點(diǎn)晶體管輸出 | 6ES7 216-2AD23-0B0 |
| AC/DC/繼電器；24點(diǎn)輸入/16點(diǎn)輸出 | 6ES7 216-2BD23-0B0 | ||
| CPU226XM |
| DC/DC/DC；24點(diǎn)輸入/16點(diǎn)晶體管輸出 | 6ES7 216-2AF22-0B0 |
| AC/DC/繼電器；24點(diǎn)輸入/16點(diǎn)輸出 | 6ES7 216-2BF22-0B0 |
所有產(chǎn)品由西門子直接提供，可支持驗貨后付款。
西門子中國浙江總代理商
西門子優(yōu)勢產(chǎn)品：
S7-200模塊
S7-300模塊
S7-400模塊
S7-1200模塊 
S7-1500模塊
ET200模塊
LOGO模塊
S7-200 SMART模塊
通訊網(wǎng)卡
通訊電纜
DP接頭
軟線
觸摸屏
變頻器
1.西門子 電纜參數(shù)：
 | 6XV1830-0EH10紫色通訊電纜 SIMATIC NET, PROFIBUS 快速標(biāo)準(zhǔn)電纜 GP, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設(shè)計，zui大長度: 1000m, zui小訂購數(shù)量: 20m, 按米銷售 |
 | 6XV1830-3EH10軟線拖纜 SIMATIC NET, PROFIBUS FC 拖纜, PROFIBUS 拖纜, zui大加速度:4 m/s2, 至少 3 百萬次 彎曲次數(shù)，彎曲半徑： 約 120mm，雙芯屏蔽線，按米銷售，zui大長度: 1000m, zui小訂購量: 20 m |
 | 6XV1840-2AH10DP網(wǎng)線 SIMATIC NET, IE FC TP 標(biāo)準(zhǔn)電纜 GP 2x2（PROFINET A 類）, TP 安裝電纜,用于連接到 FC RJ45 模塊化插座,應(yīng)用廣泛，4 芯，屏蔽，CAT. 5，按米銷售，zui大訂貨數(shù)量: 2000m, zui小訂購量: 20 m |
 | 6XV1830-5EH10黑色過程 SIMATIC NET, PROFIBUS FC 過程電纜, 雙線，屏蔽，藍(lán)色，用于易爆區(qū)域， 黑色，用于非易爆區(qū)域，按米銷售，zui大訂貨數(shù)量: 1000m, zui小訂購量: 20 m |
2.西門子 產(chǎn)品概況
西門子中國浙江總代理商
1.1 引言
自動化領(lǐng)域的當(dāng)前發(fā)展主流趨勢是基于PLC集成的解決方案。在實(shí)現(xiàn)若干復(fù)雜工藝功能和運(yùn)動控制的應(yīng)用中，基于PLC的機(jī)電一體化1）解決方案得到了迅速的推廣，它既能為用戶提供更加靈活和更加效能的機(jī)械設(shè)備，也能大大地節(jié)約制造成本。因此，機(jī)電一體化的理念正逐漸地貫徹到越來越多的項目規(guī)劃和產(chǎn)品設(shè)計中。
在機(jī)電一體化方案中，注重運(yùn)動控制的工藝功能在自動化系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。西門子的Technology CPU（或稱T CPU）實(shí)現(xiàn)了在一個SIMATIC CPU中集成工藝和運(yùn)動控制功能，它不僅可*地執(zhí)行開環(huán)控制和運(yùn)動控制的任務(wù)，而且能*集成在SIMATIC產(chǎn)品家族和TIA（Totally Integrated Automation，全集成自動化）環(huán)境之中。
作為新的SINAMICS驅(qū)動家族的一員，SINAMICS S120是滿足機(jī)器和工廠框架中高性能要求的模塊化驅(qū)動系統(tǒng)。S120提供了高性能的單軸和多軸驅(qū)動，憑借其擴(kuò)展性和靈活性，可廣泛應(yīng)用在眾多行業(yè)。
1）機(jī)電一體化（Mechatronics），結(jié)合了機(jī)械工程、計算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的綜合性學(xué)科，常用于制造業(yè)的設(shè)計和開發(fā)工作。
1.2 Technology CPU產(chǎn)品介紹
目前西門子提供了三款T CPU（如圖1）供用戶選擇：315T-2DP、317T-2DP和317TF-2DP。CPU 315T-2DP/CPU 317T-2DP應(yīng)用在運(yùn)動控制和標(biāo)準(zhǔn)控制相結(jié)合的典型應(yīng)用中；CPU317TF-2DP除了包含了以上兩款產(chǎn)品的所有功能，還提供了額外的故障安全功能，可應(yīng)用在標(biāo)準(zhǔn)控制、運(yùn)動控制和安全相關(guān)控制相結(jié)合的綜合應(yīng)用之中。
圖1 T CPU產(chǎn)品家族
T CPU包括以下部分：
- SIMATIC CPU 31x-2DP
- 符合PLCopen認(rèn)證的運(yùn)動控制功能
- 工藝組態(tài)（工藝對象、軸組態(tài)、工藝工具等）
系統(tǒng)提供預(yù)編程的符合PLCopen認(rèn)證的功能塊簡化了用戶的編程工作。STEP 7選件包S7-Technology可用于對所有的工藝功能進(jìn)行編程和調(diào)試。
T CPU可同時處理多達(dá)32個（對于315T-2DP）或64個（對于317T（F）-2DP）工藝對象。
更多T CPU產(chǎn)品信息請參考支持中心提供的相關(guān)網(wǎng)頁。
1.3 SINAMICS S120產(chǎn)品介紹
Sinamics S120 是西門子公司推出的全新的集 V/F、矢量控制及伺服控制于一體的驅(qū)動控制系統(tǒng)，它不僅能控制普通的三相異步電動機(jī)，還能控制同步電機(jī)、扭矩電機(jī)及直線電機(jī)。其強(qiáng)大的定位功能將實(shí)現(xiàn)進(jìn)給軸的、相對定位。內(nèi)部集成的 DCC(驅(qū)動控制圖表)功能，用 PLC 的 CFC 編程語言來實(shí)現(xiàn)邏輯、運(yùn)算及簡單的工藝等功能。
S120分為兩種，AC/AC（單軸驅(qū)動器）和DC/AC（多軸驅(qū)動器）。
更多S120產(chǎn)品信息請參考支持中心提供的相關(guān)網(wǎng)頁。
2. 準(zhǔn)備
2.1 環(huán)境要求
2.1.1 本文檔所述實(shí)例基于以下硬件環(huán)境：
• PS307 5A 6ES7307-1EA00-0AA0
• CPU 317TF-2DP 6ES7317-6TF14-0AB0
• SIMATIC MMC 8M 6ES7953-8LP11-0AA0
• SIMATIC Field PG M3 6ES7715-1BB23-0AA1
• PROFIBUS電纜
• 其他S7 300模塊（如果有，如DI、DO等）
• S120 Training Case 6ZB2480-0BA0，
圖2 S120 Training Case
包括：
（1）CU320 6SL3040-0MA00-0AA1
（2）非調(diào)節(jié)型電源模塊5kW 6SL3130-6AE15-0AA0
（3）雙電機(jī)模塊3A 6SL3120-2TE13-0AA0
（4）同步電機(jī)（1FK7022-5AK71-1AG3），通過SMC20（6SL3055-0AA00-5BA1）接增量型編碼器（2048,Sin/Cos，1Vpp）
（5）同步電機(jī)（1FK7022-5AK71-1LG3），通過DRIVE-CLIQ接值編碼器（512 ppr，EnDat）
（6）CompactFlash Card 6SL3054-0CG01-1AA0
2.1.2 本文檔所述實(shí)例基于以下軟件環(huán)境：
• Window XP SP3
• STEP 7 V5.5 SP2
• S7 Technology V4.2 SP1
• S7 Distributed Safety V5.4 SP52)
2）如需使用故障安全功能，則需要此軟件。
2.2 任務(wù)
2.2.1 組態(tài)實(shí)例
圖3 系統(tǒng)連接圖
1.熱電偶的概述
1.1 熱電偶的工作原理
熱電偶和熱電阻一樣，都是用來測量溫度的。
熱電偶是將兩種不同金屬或合金金屬焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路，利用溫差電勢原理來測量溫度的，當(dāng)熱電偶兩種金屬的兩端有溫度差，回路就會產(chǎn)生熱電動勢，溫差越大，熱電動勢越大，利用測量熱電動勢這個原理來測量溫度。
結(jié)構(gòu)示意圖如下：
圖1 熱電偶測量結(jié)構(gòu)示意圖
注意：如上圖所示，熱電偶是有正負(fù)極性的，所以需要確保這些導(dǎo)線連接到正確的極性，否則將會造成明顯的測量誤差
為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，安裝要求如下：
① 組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固；
② 兩個熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路；
③ 補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；
④ 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離；
⑤ 熱電偶對于外界的干擾比較敏感，因此安裝還需要考慮屏蔽的問題。
1.2 熱電偶與熱電阻的區(qū)別
| 屬性 | 熱電阻 | 熱電偶 |
| 信號的性質(zhì) | 電阻信號 | 電壓信號 |
| 測量范圍 | 低溫檢測 | 高溫檢測 |
| 材料 | 一種金屬材料（溫度敏感變化的金屬材料） | 雙金屬材料在（兩種不同的金屬，由于溫度的變化，在兩個不同金屬的兩端產(chǎn)生電動勢差） |
| 測量原理 | 電阻隨溫度變化的性質(zhì)來測量 | 基于熱電效應(yīng)來測量溫度 |
| 補(bǔ)償方式 | 3線制和4線制接線 | 內(nèi)部補(bǔ)償和外部補(bǔ)償 |
| 電纜接點(diǎn)要求 | 電阻直接接入可以更精確的避免線路的的損耗 | 要通過補(bǔ)償導(dǎo)線直接接入到模板；或補(bǔ)償導(dǎo)線接到參比接點(diǎn)，然后用銅制導(dǎo)線接到模板 |
表1 熱電偶與熱電阻的比較
2. 熱電偶的類型和可用模板
2.1熱電偶類型
根據(jù)使用材料的不同，分不同類型的熱電偶，以分度號區(qū)分，分度號代表溫度范圍，且代表每種分度號的熱電偶具體多少溫度輸出多少毫伏的電壓，熱電偶的分度號有主要有以下幾種。
| 分度號 | 溫度范圍(℃) | 兩種金屬材料 |
| B型 | 0~1820 | 鉑銠—鉑銠 |
| C型 | 0~2315 | 鎢3稀土—鎢26 稀土 |
| E型 | -270~1000 | 鎳鉻—銅鎳 |
| J型 | -210~1200 | 鐵—銅鎳 |
| K型 | -270~1372 | 鎳鉻—鎳硅 |
| L型 | -200~900 | 鐵—銅鎳 |
| N型 | -270~1300 | 鎳鉻硅—鎳硅 |
| R型 | -50~1769 | 鉑銠—鉑 |
| S型 | -50~1769 | 鉑銠—鉑 |
| T型 | -270~400 | 銅—銅鎳 |
| U型 | -270~600 | 銅—銅鎳 |
表2 分度號對照表
2.2可用的模板
| CPU類型 | 模板類型 | 支持熱電偶類型 |
| S7-300 | 6ES7 331-7KF02-0AB0（8點(diǎn)） | E,J,K,L,N |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0（2點(diǎn)） | E,J,K,L,N | |
| 6ES7 331-7PF11-0AB0（8點(diǎn)） | B,C,E,J,K,L,N,R,S,T,U | |
| S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0（8點(diǎn)） | B,E,J,K,L,N,R,S,T,U |
| 6ES7 431-7QH00-0AB0（16點(diǎn)） | B,E,J,K,L,N,R,S,T,U | |
| 6ES7 431-7KF00-0AB0（8點(diǎn)） | B,E,J,K,L,N,R,S,T,U |
表3 S7 300/400 支持熱電偶的模板及對應(yīng)熱電偶類型
3. 熱電偶的補(bǔ)償接線
3.1 補(bǔ)償方式
熱電偶測量溫度時要求冷端的溫度保持不變，這樣產(chǎn)生的熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測量時冷端的環(huán)境溫度變化，將嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性，所以需要對冷端溫度變化造成的影響采取一定補(bǔ)償?shù)拇胧?br />由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時），而測溫點(diǎn)到控制儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本可以用補(bǔ)償導(dǎo)線延伸冷端到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，但補(bǔ)償導(dǎo)線的材質(zhì)要和熱電偶的導(dǎo)線材質(zhì)相同。熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需采用其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度變化造成的影響，補(bǔ)償方式見下表。
| 溫度補(bǔ)償方式 | 說 明 | 接 線 | |
| 內(nèi)部補(bǔ)償 | 使用模板的內(nèi)部溫度為參比接點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，再由模板進(jìn)行處理。 | 直接用補(bǔ)償導(dǎo)線連接熱電偶到模擬量模板輸入端。 | |
| 外部補(bǔ)償 | 補(bǔ)償盒 | 使用補(bǔ)償盒采集并補(bǔ)償參比接點(diǎn)溫度，不需要模板進(jìn)行處理。 | 可以使用銅質(zhì)導(dǎo)線連接參比接點(diǎn)和模擬量西門子CP5711網(wǎng)卡模板輸入端。 |
| 熱電阻 | 使用熱電阻采集參比接點(diǎn)溫度，再由模板進(jìn)行處理。 | ||
| 如果參比接點(diǎn)溫度恒定可以不要熱電阻參考 | |||
表4 各類補(bǔ)償方式
3.2各補(bǔ)償方式接線
3.2.1內(nèi)部補(bǔ)償
內(nèi)部補(bǔ)償是在輸入模板的端子上建立參比接點(diǎn)，所以需要將熱電偶直接連接到模板的輸入端，或通過補(bǔ)償導(dǎo)線間接的連接到輸入端。每個通道組必須接相同類型的熱電偶，連接示意圖如下。
| CPU類型 | 支持內(nèi)部補(bǔ)償模板類型 | 可連接熱電偶個數(shù) |
| S7-300 | 6ES7 331-7KF02-0AB0 | zui多8個（4種類型，同通道組必須相同） |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0 | zui多2個（1種類型，同通道組必須相同） | |
| 6ES7 331-7PF11-0AB0 | zui多8個（8種類型） | |
| S7-400 | 6ES7 431-7KF00-0AB0 | zui多8個（8種類型） |
表5 支持內(nèi)部補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€數(shù)
圖2 內(nèi)部補(bǔ)償接線
注1：模板6ES7 331-7KF02-0AB0和6ES7 331-7KB02-0AB0需要短接補(bǔ)償端COMP+(10)和Mana(11)，其它模板無。
3.2.2 外部補(bǔ)償—補(bǔ)償盒
補(bǔ)償盒方式是通過補(bǔ)償盒獲取熱電偶的參比接點(diǎn)的溫度，但補(bǔ)償盒必須安裝在熱電偶的參比接點(diǎn)處。
補(bǔ)償盒必須單獨(dú)供電，電源模塊必須具有充分的噪聲濾波功能，例如使用接地電纜屏蔽。
補(bǔ)償盒包含一個橋接電路，固定參比接點(diǎn)溫度標(biāo)定，如果實(shí)際溫度與補(bǔ)償溫度有偏差，橋接熱敏電阻會發(fā)生變化，產(chǎn)生正的或者負(fù)的補(bǔ)償電壓疊加到測量電勢差信號上，從而達(dá)到補(bǔ)償調(diào)節(jié)的目的。
補(bǔ)償盒采用參比接點(diǎn)溫度為0℃的補(bǔ)償盒，*使用西門子帶集成電源裝置的補(bǔ)償盒，訂貨號如下表。
| *使用的補(bǔ)償盒 | 訂貨號 | ||
| 帶有集成電源裝置的參比端，用于導(dǎo)軌安裝 | M72166-V V V V V | ||
| 輔助電源 | B1 | 230VAC |  |
| B2 | 110VAC | ||
| B3 | 24VAC | ||
| B4 | 24VDC | ||
| 連接到熱電偶 | 1 | L型 | |
| 2 | J型 | ||
| 3 | K型 | ||
| 4 | S型 | ||
| 5 | R型 | ||
| 6 | U型 | ||
| 7 | T型 | ||
| 參考溫度 | 00 | 0℃ | |
表6 西門子參比接點(diǎn)的補(bǔ)償盒訂貨數(shù)據(jù)
圖3 S7-300模板支持接線方式
圖3 類型：熱電偶通過補(bǔ)償導(dǎo)線連接到參比接點(diǎn)，再用銅質(zhì)導(dǎo)線連接參比接點(diǎn)和模板的輸入端子構(gòu)成回路，同時由一個補(bǔ)償盒對模板連接的所有熱電偶進(jìn)行公共補(bǔ)償，補(bǔ)償盒的9，8端子連接到模板的補(bǔ)償端COMP+(10)和Mana(11)，所以模板的所有通道必須連接同類型的熱電偶。
圖4 S7-400模板支持接線方式
圖4 類型：模板的各個通道單獨(dú)連接一個補(bǔ)償盒，補(bǔ)償盒通過熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線直接連接到模板的輸入端子構(gòu)成回路，所以模板的每個通道都可以使用模板支持類型的熱電偶，但是每個通道都需要補(bǔ)償盒。
| CPU類型 | 支持外部補(bǔ)償盒補(bǔ)償模板類型 | 可連接熱電偶個數(shù) |
| S7-300 | 6ES7 331-7KF02-0AB0 | zui多8個（同類型） |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0 | zui多2個（同類型） | |
| S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0 | zui多8個（類型可不同） |
| 6ES7 431-7QH00-0AB0 | zui多16個（類型可不同） |
表7 支持外部補(bǔ)償盒補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€數(shù)
3.2.3 外部補(bǔ)償—熱電阻
熱電阻方式是通過外接電阻溫度計獲取熱電偶的參比接點(diǎn)的溫度，再由模板處理然后進(jìn)行溫度補(bǔ)償，同樣熱電阻必須安裝在熱電偶的參比接點(diǎn)處。
圖5 S7-300模板支持方式
圖5類型：參比接點(diǎn)電阻溫度計pt100的四根線接到模板的35，36，37，38端子，對應(yīng)（M+，M-，I+，I-），可測參比接點(diǎn)出溫度范圍為-25℃到85℃，
圖6 S7-400模板支持方式
圖6類型：參比接點(diǎn)電阻溫度計的四根線接到模板的通道0，占用通道。
以上這兩種方式，參比接點(diǎn)到模板的線可以用銅質(zhì)導(dǎo)線，由于做公共補(bǔ)償，只能接同類型的熱電偶。
| CPU類型 | 支持熱電阻補(bǔ)償模板類型 | 可連接熱電偶個數(shù) |
| S7-300 | 6ES7 331-7PF11-0AB0 | zui多8個（同類型） |
| S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0 | zui多6個（同類型） |
| 6ES7 431-7QH00-0AB0 | zui多14個（同類型） |
表8 支持熱電阻補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€數(shù)
3.2.4外部補(bǔ)償—固定溫度
如果外部參比接點(diǎn)的溫度已知且固定，可以通過選擇相應(yīng)的補(bǔ)償方式由模板內(nèi)部處理補(bǔ)償，組態(tài)設(shè)置詳見下章節(jié)。
| CPU類型 | 支持固定溫度補(bǔ)償模板類型 | 可連接熱電偶個數(shù) | 可設(shè)定溫度范圍 |
| S7-300 | 6ES7 331-7PF11-0AB0 | zui多8個（同類型） | 0℃或50℃ |
| S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0 | zui多8個（同類型） | -273.15℃~327.67℃ |
| 6ES7 431-7QH00-0AB0 | zui多16個（同類型） | -273.15℃~327.67℃ | |
| 6ES7 431-7KF00-0AB0 | zui多8個（同類型） | -273.15℃~327.67℃ |
表9支持固定溫度補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€數(shù)
從上表可以看出，300的模板只支持參比接點(diǎn)的溫度為0℃或50℃兩種，而400的模板支持可變溫度范圍，且范圍大。
3.2.4混合補(bǔ)償—熱電阻和固定溫度補(bǔ)償
另外，除單獨(dú)補(bǔ)償方式外，可以使用相同參比接點(diǎn)給多個模板，通過電阻溫度計進(jìn)行外部補(bǔ)償，S7-400的模板支持這種方式，補(bǔ)償示意圖如下。
圖7 混合外部補(bǔ)償
補(bǔ)償過程：如圖所示，模板2和1 有公共的參比接點(diǎn)，模板1進(jìn)行外部電阻溫度計補(bǔ)償方式，由CPU讀取RTD的溫度，然后使用系統(tǒng)功能SFC55(WR_PARM)將溫度值寫入到模板2中，模板2選擇固定溫度補(bǔ)償?shù)姆绞健?br />SFC55只能對模板的動態(tài)參數(shù)進(jìn)行修改，模擬量輸入模板的靜態(tài)參數(shù)（數(shù)據(jù)記錄0）和動態(tài)參數(shù)（數(shù)據(jù)記錄1）的參數(shù)及數(shù)據(jù)記錄1的結(jié)構(gòu)如下：
| 參數(shù) | 數(shù)據(jù)記錄號 | 參數(shù)分配方式 | |
| SFC55 | STEP7 | ||
| 用于中斷的目標(biāo)CPU | 0 | 否 | 是 |
| 測量方法 | 0 | 否 | 是 |
| 測量范圍 | 0 | 否 | 是 |
| 診斷 | 0 | 否 | 是 |
| 溫度單位 | 0 | 否 | 是 |
| 溫度系統(tǒng) | 0 | 否 | 是 |
| 噪聲抑制 | 0 | 否 | 是 |
| 濾波 | 0 | 否 | 是 |
| 參比接點(diǎn) | 0 | 否 | 是 |
| 周期結(jié)束中斷 | 0 | 否 | 是 |
| 診斷中斷啟用 | 1 | 是 | 是 |
| 硬件中斷啟用 | 1 | 是 | 是 |
| 參考溫度 | 1 | 是 | 是 |
| 上限 | 1 | 是 | 是 |
| 下限 | 1 | 是 | 是 |
表10 S7-400模擬量輸入模板的參數(shù)
圖8 S7-400模擬量輸入模板的數(shù)據(jù)記錄1的結(jié)構(gòu)
以6ES7 431-7QH00-0AB0 模擬量輸入模板為例，程序塊SFC55調(diào)用：
圖9 SFC55系統(tǒng)塊調(diào)用
當(dāng)M0.0上升沿使能時，將寫入的參數(shù)從MB100~MB166傳遞到輸入地址為100開始的模板，修改其數(shù)據(jù)記錄1的參數(shù)，同時也將參比接點(diǎn)的溫度也寫入模板的設(shè)定位置。
| 參數(shù) | 聲明 | 數(shù)據(jù)類型 | 描述 |
| REQ | INPUT | BOOL | REQ=1，寫請求，上升沿信號。 |
| IOID | INPUT | BYTE | 地址區(qū)域的標(biāo)識號：外設(shè)輸入=B#16#54； 外設(shè)輸出=B#16#55； 外設(shè)輸入/輸出混合，如果地址相同，為B#16#54，不同則zui低地址的區(qū)域ID。 |
| LADDR | INPUT | WORD | 模板的邏輯地址（初始地址），如果混合模板，兩個地址中的較低的一個。 |
| RECNUM | INPUT | BYTE | 數(shù)據(jù)記錄號，參考模板數(shù)據(jù)手冊。 |
| RECORD | INPUT | ANY | 需要傳送的數(shù)據(jù)記錄存放區(qū)。 |
| RET_VAL | OUTPUT | INT | 故障代碼。 |
| BUSY | OUTPUT | BOOL | BUSY=1，寫操作未完成。 |
表11 各參數(shù)的說明
4. 熱電偶的信號處理方式
4.1 硬件組態(tài)設(shè)置
首先要在硬件組態(tài)選擇與外部補(bǔ)償接線*的measuring type（測量類型），measuring range（測量范圍），reference junction（參比接點(diǎn)類型）和reference temperature（參比接點(diǎn)溫度）的參數(shù)，如下各圖所示。
圖10 S7-300模板測量方式示意圖
圖11 S7-300模板測量范圍示意圖
對于S7-300的模板，組態(tài)如圖10和11所示，只需要選擇測量類型和測量范圍（分度類型），補(bǔ)償方式包含在測量類型中。比如： 參比接點(diǎn)固定溫度補(bǔ)償方式，測量類型選擇 TC-L00C（參比接點(diǎn)溫度固定為0℃） 或 TC-L50C（參比接點(diǎn)溫度固定為50℃），再選擇分度類型，組態(tài)就完成。
圖12 S7-400模板組態(tài)圖1
圖13 S7-400模板組態(tài)圖2
對于S7-400的模板，組態(tài)如圖12和13所示，測量類型中選擇TC-L方式，測量范圍中選擇與實(shí)際熱電偶類型*的分度號，參比接點(diǎn)的選擇。比如：參比接點(diǎn)固定溫度的方式，測量類型和測量范圍選擇完后，在參比接點(diǎn)選擇ref.temp（參考溫度），然后在reference temperature框（參考溫度）內(nèi)填寫參比接點(diǎn)的固定，組態(tài)就完成，或者是共享補(bǔ)償方式，可以用SFC55動態(tài)傳輸溫度參數(shù)。
| 400模板組態(tài)中Reference junction 參數(shù) | 說 明 |
| none | 無補(bǔ)償 |
| internet | 模板內(nèi)部補(bǔ)償 |
| Ref. temp | 參比接點(diǎn)溫度固定已知補(bǔ)償 |
表12 參比接點(diǎn)參數(shù)說明
4.2 測量方式和轉(zhuǎn)換處理
| CPU類型 | 測量方法 | 說 明 |
| 300CPU | TC-I | 內(nèi)部補(bǔ)償 |
| TC-E | 外部補(bǔ)償 | |
| TC-IL | 線性，內(nèi)部補(bǔ)償 | |
| TC-EL | 線性，外部補(bǔ)償 | |
| TC-L00C | 線性，參比接點(diǎn)溫度保持在0°C | |
| TC-L50C | 線性，參比接點(diǎn)溫度保持在50°C | |
| 400CPU | TC-L 線性 |
表13 測量方式各參數(shù)的說明及處理
注：測量方式中：I ：內(nèi)部補(bǔ)償，E：外部補(bǔ)償，L：線性處理。
線性化方式（TC-IL/EL/L00C/L50C/L）
線性化方式下，由模板內(nèi)部根據(jù)所選擇的熱電偶類型的特性進(jìn)行線性處理，可以使用L PIW xxx 直接讀入，則將獲得十進(jìn)制的溫度值，精度為0.1。例如：讀進(jìn)來的 十進(jìn)制值為2345，則對應(yīng)的溫度值為234.5℃。
非線性化方式（TC-I/E）
對于非線性化的設(shè)置，此設(shè)置類似80Mv的電壓測量，CPU得到的是0~27648之間的一個十進(jìn)制數(shù)值，即0~80Mv 對應(yīng)0~27648，需要轉(zhuǎn)換成相應(yīng)M號，然后通過對照表查找溫度。
綜上所述，如果想得到所測的溫度值，選擇線性化方式的設(shè)置比較方便；如果僅需要得到M號，可以選擇非線性化方式的設(shè)置。
相關(guān)產(chǎn)品
相關(guān)供求：
- 西門子6ES7322-1FL00-0AA0
- 西門子6ES7322-1BF01-0AA0
- 西門子6ES7322-1FF01-0AA0
- 西門子6ES7322-5FF00-0AB0
- 西門子6ES7322-1HF01-0AA0
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