詳細介紹
6ES7513-1AL01-0AB0
S7-1500 電源模塊
SIMATIC S7-1500 電源模塊是S7-1500PLC 系統(tǒng)中的一員,分為 PS電源模塊和PM 電源模塊。
基于S7-1500 統(tǒng)一的平臺設計開發(fā)和測試以及西門子在自動化領域的豐富經(jīng)驗,S7-1500 電
源模塊,其功能、安全及EMC *系統(tǒng)需求,zui匹配于S7-1500PLC 系統(tǒng)。
PS電源模塊:系統(tǒng)電源模塊
PS電源模塊連接到背板總線并專門為背板總線提供內(nèi)部所需的系統(tǒng)電源,這種系統(tǒng)電源可為模塊
電子元件和 LED 指示燈供電
總線電氣隔離和安全電氣隔離符合 EN 61131-2 標準
支持固件更新、標識數(shù)據(jù) I&M0 到I&M4 、在RUN 模式下組態(tài)、診斷報警和診斷中斷
上海晉營自動化科技有限公司
:喬 靜
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上海市松江區(qū)翔昆路150號
在2線制連接中 ( 圖. 1) 不會修正由于測量電路的電阻所引起的誤差。必須短接 UI- 和 IC1。
圖. 1
3線制連接
在3線制連接中 (圖. 2) 測量電路的電阻得到了補償,不會被計入測量結(jié)果。為了獲得正確的測量結(jié)果,所有導線必須具有相同的電阻。這可以通過所有導線使用相同的長度和相同的橫截面來保證。
圖. 2
4線制連接
在4線制連接中( 圖. 3 ) 采用與 3線制連接相同的接線方法連接 PT100。第四根導線保持開路。
圖. 3
6ES7513-1AL01-0AB0
注意
可以用萬用表來確定 PT100 的各種連接,或者依據(jù)數(shù)據(jù)表來判定。為了通過萬用表確定連接關系,需要測量這些連接點之間的阻值 ( 圖. 4 )。如果之間的阻值為 100 Ω,這表示分別為 PT100 的一個輸入和一個輸出引腳。如果這個連接點之間沒有阻值,這表示這是 PT100 的 2 個輸入引腳之間,或者是 2 個輸出引腳之間。
圖. 4
更多信息
- 更多關于模擬量擴展模塊 AM2 RTD 的信息,請查閱 LOGO! 系統(tǒng)手冊100761780
- 在LOGO! 程序中如何讀取PT100 傳感器的值,和如何根據(jù)溫度閥值調(diào)整數(shù)字量輸出?請參見15398450
附加關鍵字
PT100, PT1000, 擴展模塊, 接線技術, 4線制連接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 電 話:(同號)
注意:如上圖所示,熱電偶是有正負極性的,所以需要確保這些導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很好地絕緣,以防短路;
③ 補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠;
④ 保護套管應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 | 基于熱電效應來測量溫度 |
補償方式 | 3線制和4線制接線 | 內(nèi)部補償和外部補償 |
電纜接點要求 | 電阻直接接入可以更精確的避免線路的的損耗 | 要通過補償導線直接接入到模板;或補償導線接到參比接點,然后用銅制導線接到模板 |
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) | E,J,K,L,N |
6ES7 331-7KB02-0AB0(2點) | E,J,K,L,N | |
6ES7 331-7PF11-0AB0(8點) | B,C,E,J,K,L,N,R,S,T,U | |
S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0(8點) | B,E,J,K,L,N,R,S,T,U |
6ES7 431-7QH00-0AB0(16點) | B,E,J,K,L,N,R,S,T,U | |
6ES7 431-7KF00-0AB0(8點) | 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熱電偶類型
3. 熱電偶的補償接線
3.1 補償方式
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系。若測量時冷端的環(huán)境溫度變化,將嚴重影響測量的準確性,所以需要對冷端溫度變化造成的影響采取一定補償?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),而測溫點到控制儀表的距離都很遠,為了節(jié)省熱電偶材料,降低成本可以用補償導線延伸冷端到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi),但補償導線的材質(zhì)要和熱電偶的導線材質(zhì)相同。熱電偶補償導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,不起補償作用。因此,還需采用其他修正方法來補償冷端溫度變化造成的影響,補償方式見下表。
溫度補償方式 | 說 明 | 接 線 | |
內(nèi)部補償 | 使用模板的內(nèi)部溫度為參比接點進行補償,再由模板進行處理。 | 直接用補償導線連接熱電偶到模擬量模板輸入端。 | |
外部補償 | 補償盒 | 使用補償盒采集并補償參比接點溫度,不需要模板進行處理。 | 可以使用銅質(zhì)導線連接參比接點和模擬量模板輸入端。 |
熱電阻 | 使用熱電阻采集參比接點溫度,再由模板進行處理。 | ||
如果參比接點溫度恒定可以不要熱電阻參考 |
表4 各類補償方式
3.2各補償方式接線
3.2.1內(nèi)部補償
內(nèi)部補償是在輸入模板的端子上建立參比接點,所以需要將熱電偶直接連接到模板的輸入端,或通過補償導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)部補償?shù)哪0寮翱山訜犭娕紓€數(shù)
圖2 內(nèi)部補償接線
注1:模板6ES7 331-7KF02-0AB0和6ES7 331-7KB02-0AB0需要短接補償端COMP+(10)和Mana(11),其它模板無。 電 話:(同號)
3.2.2 外部補償—補償盒
補償盒方式是通過補償盒獲取熱電偶的參比接點的溫度,但補償盒必須安裝在熱電偶的參比接點處。
補償盒必須單獨供電,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。
補償盒包含一個橋接電路,固定參比接點溫度標定,如果實際溫度與補償溫度有偏差,橋接熱敏電阻會發(fā)生變化,產(chǎn)生正的或者負的補償電壓疊加到測量電勢差信號上,從而達到補償調(diào)節(jié)的目的。
補償盒采用參比接點溫度為0℃的補償盒,*使用西門子帶集成電源裝置的補償盒,訂貨號如下表。
*使用的補償盒 | 訂貨號 | ||
帶有集成電源裝置的參比端,用于導軌安裝 | 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 西門子參比接點的補償盒訂貨數(shù)據(jù)
圖3 S7-300模板支持接線方式
圖3 類型:熱電偶通過補償導線連接到參比接點,再用銅質(zhì)導線連接參比接點和模板的輸入端子構(gòu)成回路,同時由一個補償盒對模板連接的所有熱電偶進行公共補償,補償盒的9,8端子連接到模板的補償端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連接一個補償盒,補償盒通過熱電偶的補償導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償盒。
CPU類型 | 支持外部補償盒補償模板類型 | 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 支持外部補償盒補償?shù)哪0寮翱山訜犭娕紓€數(shù)
3.2.3 外部補償—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的溫度,再由模板處理然后進行溫度補償,同樣熱電阻必須安裝在熱電偶的參比接點處。
圖5 S7-300模板支持方式
圖5類型:參比接點電阻溫度計pt100的四根線接到模板的35,36,37,38端子,對應(M+,M-,I+,I-),可測參比接點出溫度范圍為-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,參比接點到模板的線可以用銅質(zhì)導線,由于做公共補償,只能接同類型的熱電偶。
CPU類型 | 支持熱電阻補償模板類型 | 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 支持熱電阻補償?shù)哪0寮翱山訜犭娕紓€數(shù)
電 話:(同號)
3.2.4外部補償—固定溫度
如果外部參比接點的溫度已知且固定,可以通過選擇相應的補償方式由模板內(nèi)部處理補償,組態(tài)設置詳見下章節(jié)。
CPU類型 | 支持固定溫度補償模板類型 | 可連接熱電偶個數(shù) | 可設定溫度范圍 |
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混合補償—熱電阻和固定溫度補償
另外,除單獨補償方式外,可以使用相同參比接點給多個模板,通過電阻溫度計進行外部補償,S7-400的模板支持這種方式,補償示意圖如下。
圖7 混合外部補償
補償過程:如圖所示,模板2和1 有公共的參比接點,模板1進行外部電阻溫度計補償方式,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選擇固定溫度補償?shù)姆绞健?br />SFC55只能對模板的動態(tài)參數(shù)進行修改,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 | 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),同時也將參比接點的溫度也寫入模板的設定位置。
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)域的標識號:外設輸入=B#16#54; 外設輸出=B#16#55; 外設輸入/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。 |