S7-300400热电偶接线与信号处理.docx

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1、S7-300/400热电偶的接线及信号处理1.热电偶的概述1.l热电偶的工作原理热电偶和热电Rl样，都是用来测量温度的。热电偶是将两种不同金属或合金金属饵接起来，构成一个闭合网路，利用温差电势原理来测量温度的，当热电偶两种金属的两端有温度差，回路就会产生热电动势，温差越大，热电动势越大，利用测星热电动为这个原理来测量温度。结构示意图如下：测量端U带有正极或负极热电网补偿导线F参考端F导线U热电压采集点F图I热电偶测量结构示意图留意：如上图所示，热电偶是有正负极性的，所以须要确保这些导线连接到正确的极性，否则将会造成明显的测量误差为了保证热电偶牢靠、稳定地工作，安装要求如下：组成热电偶的两个热电

2、极的焊接必需坚固：两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路：补偿导线与热电偶自由端的连接要便利牢靠：爱护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离：热电偶对于外界的干扰比较敏感，因此安装还须要考虑屏蔽的问题.属性热电阻热电偶信号的性质电阻信号电压信号测量范围低温检测高温检测材料种金属材料（温度敏感改变的金属材料）双金属材料在（两种不同的金属，由于温度的改变，在两个不同金属的两端产生电动势差）测量原理电阻随温度改变的性质来测量基于热电效应来测量温度补偿方式3线制和4线制接线内部补偿和外部补偿电缆接点要求电阻干脆接入可以更精确的避开线路的的损耗要通过补偿导线干脆接入到模板；或补偿导线接到参比接点，然后用

3、铜制导线接到模板2 .热电偶的类型和可用模板2.1 热电偶类型依据运用材料的不同，分不同类型的热电偶，以分度号区分，分度号代表温度范围，且代表每种分度号的热电偶详细多少温度输出多少宝伏的电压，热电偶的分度号有主要有以下几种。分度号温度范闱(C)两种金属材料B型0-1820伯铭一柏铺C型0-2315鸨3稀土一鸨26稀土E型-270-1000像辂一铜保J型-210-1200铁一铜银K型-270-1372镶辂一银硅1.型-20G-900铁一铜锲N型-27（）-I3（X）锲铭硅一锲硅R型-507769笆钱一柏S型-50-1769钿钱一柏T型-270400铜一铜钱U型-270600铜一铜锲表2分度号比照

4、表2.2可用的模板CPU类型模板类型支持热电偶类型S7-3（X）6ES7331-7KFo2-0ABO（8点）EJ.K.1.N6ES7331-7KB02-0AB0（2点）E,JK1.,N6ES733I-7PFII-OABO（8点）B,CEJK1.NRS,T,US7-4006ES7431-1KF10-0AB08点）BEJK1.NRST,U6ES7431-7QH-（）AB0（16点）BEJK1.NRST.UB.E.JK1.NR.S.T.U6ES7431-7KF()AB0(8点)表3S730()M(X)支持热电偶的模板及对应热电偶类型3 .热电偶的补偿接线3.1 补偿方式热电偶测量湿度时要求冷端的温度

5、保持不变，这样产生的热电势大小才与测量温度呈肯定的比例关系。若测量时冷端的环境温度改变,将严峻影晌测量的精确性,所以须要时冷端温度改变造成的影响实行肯定补偿的措施.由于热电偶的材料一般都比较珍贵(特殊是采纳黄金属时)，而测温点到限制仪表的距离都很远，为了节约热电偶材料，降低成本可以用补偿导线延长冷端到温度比较稔定的限制室内，但补偿导线的材质要和热电偶的导线材质相同.热电偶补偿导线的作用只起延长热电极，使热电偶的冷端移动到限制室的仪表端子上，它本身并不能消退冷端温度改变对测温的影响，不起补偿作用。因此.还需采纳其他修正方法来补偿冷端温度改变造成的影响，补偿方式见下表。温度补偿方式内部补运用模板的

6、内部祝度为参比接干脆用补偿导线连接热电偶到模拟见:模板点进行补偿，再由模板进行处输入端。理。运用补偿盒采集并补偿参比接可以运用铜质导线连接参比接点和模拟量点温度，不须要模板进行处理。模板输入端。运用热电阻采集参比接点阻度，再由模板进行处理。假如参比接点温度恒定可以不耍热电阻参考表4各类补偿方式3.2 各补偿方式接线3.2.1 内部补偿内部补偿是在输入模板的端子上建立参比接点，所以须要将热电偶干脆连接到模板的输入端，或通过补偿导线间接的连接到输入端。每个通道组必需接相同类型的热电偶，连接示意图如下.S7-3(X)S7-400CPU类型支持内部补偿模板类型可连接热电偶个数6ES7331-7KF02

7、-0AB0最多8个(4种类型，同通道组必需相同)6ES7331-7KB02-0AB0最多2个(1种类型.同通道组必需相同)6ES7331-7PF11-OABO最多8个(8种类型)表5支持内部补偿的模板及可接热电偶个数6ES7431-7KFo(M)ABO最多8个(8种类型)图2内部补偿接线注1:模板6ES7331-7KR)2-0ABO和6ES7331-7KBo2-0ABo须要短接补偿端CoMP+(IO)和Mana(II),其它模板无。3.2.2 外部补偿一补偿盒补偿盒方式是通过补偿盒获得热电偶的参比接点的温度，但补偿盒必需安装在热电偶的参比接点处。补偿盒必需单独供电，电源模块必需具有充分的噪声波

8、波功能，例如运用接地电缆屏蔽。卡卜偿盒包含一个桥接电路，固定卷比接点温度标定，假如实际嘏度与补偿温度有偏差，桥接热敏电阻会发生改变，产生正的或者负的补偿电压叠加到测量电势差信号上，从而达到补偿调整的目的.补偿盒采纳参比接点温度为OC的补偿盒，举荐运用西门子带集成电源装巴的补偿盒，订货号如下表。举荐运用的补偿盒订货号带有集成电源装罚.的参比端，用于导轨安装M72I66-VVVVV协助电源Bl23OVACB11B2HB3UB41:5161OO11.B21IOVACB324VACB424VX连接到热电偶11.型2JS3K型4S型5R型6U型7T型参考温度00o-c表6两门子参比接点的补偿盒订货数据图

9、3S7-300模板支持接线方式图3类空：热电偶通过补偿导线连接到参比接点，再用铜质导线连接参比接点和模板的输入端子构成网路,同时由一个补偿盒对模板连接的全部热电偶进行公共补偿，补偿盒的9,8端子连接到模板的补偿端COMP+(IOMIMana(II),所以模板的全部通道必需迂接同类型的热电偶。-30008图4S7400模板支持接线方式图4类型：模板的各个通道单独连接一个补偿盒，补偿盒通过热电偶的补偿导线干脆连接到模板的输入端子构成回路，所以模板的每个通道都可以运用模板支持类型的热电偶，但是每个通道都须要补偿食。CPU类型支持外部补偿盒补偿模板类型可连接热电偶个数S7-3OO6ES7331-7KH

10、)2-()B()最多8个（同类型）6ES7331-7KB()2-OBO最多2个（同类型）S7-4(X)6ES7431-1KFI(M)ABO最多8个（类型可不同）6ES7431-7QH()O-()ABO最多16个（类型可不同）表7支持外部补偿盒补偿的模板及可接热电偶个数3.2.3 外部补偿一热电阻热电阻方式是通过外接电阻温度计获得热电偶的参比接点的温度，再由模板处理然后进行温度补偿，同样热电阻必需安装在热电偶的参比接点处。图5S7-3OO模板支持方式图5类型：参比接点电阻温度计PHOO的四根线接到模板的35,36,37.38端子，对应（M+,M-,l+,1.）,可测参比接点出温度范围为-25C到

11、85C,补偿号线1G）通道O上的热电阻U蒙比接点调质导线1图6S7-400模板支持方式图6类型：参比接点电网温度计的四根线接到模板的通道0,占用通道。以上这两种方式，参比接点到模板的线可以用铜质导线，由做公共补偿，只能接同类型的热电偶。CPU类型支持热电阻补偿模板类型可连接热电偶个数S7-3OO6ES73317PFl1.OABo最多8个（同类型）S7-4(X)6ES743l-iKFIO-OABo最多6个（同类型）6ES743I-7QH00-0AB0最多14个（同类型）表8支持热电阻补偿的模板及可接热电偶个数324外部补偿一固定温度假如外部参比接点的温度已知且固定，可以通过选择相应的补偿方式由模

12、板内部处理补偿，组态设置详见下章节。CPU类型支持固定温度补偿模板类型可连接热电偶个数可设定温度范用S7-3OO6ES7331-7PFlI-OABo最多8个（同类型）（TC或50TS7.4(X)6ES7431-IKFIO-OABO最多8个（同类型-27315C327.67C6ES7431-7QHO(M)ABO最多16个（同类型）-273.l5tC32767C6ES7431-7KH)0-0AB0域多8个（同类型）-273.I5C327.67*C表9支持固定温度补偿的模板及可接热电偶个数从上表可以看出，300的模板只支持参比接点的温度为Ot或50C两种，而400的模板支持可变温度范围，且范围大。3

13、24混合补偿一热电阻和固定温度补偿另外，除用独补偿方式外，可以运用相同参比接点绐多个模板，通过电阻温度计进行外部补偿，S740（）的模板支持这种方式，补偿示意图如下.图7混合外部补偿补偿过程：如图所示，模板2和I有公共的参比接点，模板I进行外部电阻温度计补偿方式，由CPU读取RTD的温度,然后运用系统功能SFC55（WR_PARM）将温度值写入到模板2中，模板2选择固定温度补偿的方式.SFC55只能对模板的动态参数进行修改，模拟量输入模板的静态参数（数据记录0）和动态参数（数据记录1）的参数及数据记录1的结构如下：参数数据记录号参数安排方式SFC55STEP7用于中断的目标CPU0否是测室方法0否是测盘范用0否是诊断0否是温度单位0否是温度系统0否是噪声抑制0否是沌波0否是参比接点0否是周期结束中断0否是诊断中断启用I是是硬件中断启用I是是参考湿度I是是上限1是是下限1是是表I0S74X）模拟量输入模板的参数下图里示模拟燧入模块”数的数18记录1的结构。鬟启用基个A数,清将相应位设重为混M-r件中,启闲TT1a位字将A(WIW0.01*C)11TV2低位字短/字节3M俊字节上网7节4低位字节Q字节5,TIBrjA三O*字P31像字节I上.字节32低位字节/Ml三7字将33M位字巾ITJ”34低位字节JA再7*字节83鼻位字节、,上幅