6ES72221BD220XA0
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SIMATIC S7-200, EM222 數(shù)字量輸出模塊，4輸出24V DC 5A
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上海畢輝自動化控制設(shè)備有限公司
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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、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 熱電偶對于外界的比較，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 |
| 的性質(zhì) | 電阻 | 電壓 |
| 測量范圍 | 低溫檢測 | 高溫檢測 |
| 材料 | 一種金屬材料（溫度變化的金屬材料） | 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 | 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
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，成本可以用補償導線延伸冷端到溫度比較的控制室內(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，使熱電偶的冷端到控制室的儀表端子上，它本身并不能冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。因此，還需采用其他修正來補償冷端溫度變化造成的影響，補償見下表。
| 溫度補償 | 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
3.2各補償接線
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 | 多8個（4種類型，同通道組必須相同） |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0 | 多2個（1種類型，同通道組必須相同） | |
| 6ES7 331-7PF11-0AB0 | 多8個（8種類型） | |
| S7-400 | 6ES7 431-7KF00-0AB0 | 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。
3.2.2 外部補償—補償盒
補償盒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，推薦使用西門子帶集成電源裝置的補償盒，訂貨號如下表。
| 推薦使用的補償盒 | 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
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
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 | 多8個（同類型） |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0 | 多2個（同類型） | |
| S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0 | 多8個（類型可不同） |
| 6ES7 431-7QH00-0AB0 | 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。
6ES71936BP200BB1
6ES71936BP200BC1
6ES71936BP200BF0
6ES71518AB010AB0
6ES71517AA210AB0
6ES71517AB000AB0
6ES71384HA000AB0
6ES71511BA020AB0
6ES71511AA050AA1
6ES71511AA050AA4
6ES71511AA050AA5
6ES71511AA050AB4
6ES71511AA050AB5
6ES71511CA000AB0
6ES71511CA001BL0
6ES71511CA003BL0
6ES71513AA230AB0
6ES71513BA230AB0
6ES71513BB230AB0
6ES71384CA010AA0
6ES71384CA600AB0
6ES71384CA500AB0
6ES71384CB110AB0
6ES71934CE000AA0
6ES71934CE100AA0
6ES71934CD200AA0
6ES71934CC200AA0
6ES71934CD300AA0
6ES71934CC300AA0
6ES71314BB010AA0
6ES71314BB010AB0
6ES71314BD010AA0
6ES71314BD010AB0
6ES71314BF000AA0
6ES71314EB000AB0
6ES71314FB000AB0
6ES71314CD020AB0
6ES71314RD020AB0
6ES71314BF500AA0
6ES71324BB010AA0
6ES71324BB010AB0
6ES71324BB310AA0
6ES71324BB310AB0
6ES71324BD020AA0
6ES71324BD000AB0
6ES71324BD320AA0
6ES71324BD300AB0
6ES71324BF000AA0
6ES71324BF000AB0
6ES71324FB010AB0
6ES71324HB010AB0
6ES71324HB120AB0
6ES71324HB500AB0
6ES71324BF500AA0
6ES71344FB010AB0
6ES71344LB020AB0
6ES71344FB520AB0
6ES71344GB010AB0
6ES71344GB520AB0
6ES71344GB110AB0
6ES71344GB620AB0
6ES71344MB020AB0
6ES71344JB510AB0
6ES71344NB510AB0
6ES71344NB010AB0
6ES71344GD000AB0
6ES71344JD000AB0
6ES71354FB010AB0
6ES71354LB020AB0
6ES71354FB520AB0
6ES71354GB010AB0
6ES71354MB020AB0
6ES71354GB520AB0
6ES71384DA040AB0
6ES71384DE020AB0
6ES71384DD010AB0
6ES71384DB030AB0
6ES71384DC010AB0
6ES71384DL000AB0
6ES71384DF010AB0
6ES71384DF110AB0
6ES71384GA500AB0
6ES71384FD000AA0
6ES71934CB200AA0
6ES71934CB300AA0
6ES71934CA200AA0
6ES71934CA300AA0
6ES71934CB000AA0
6ES71934CB100AA0
6ES71934CA400AA0
6ES71934CA500AA0
6ES71934CG200AA0
6ES71934CG300AA0
6ES71934CF400AA0
6ES71934CF500AA0
6ES71934CL200AA0
6ES71934CL300AA0
6ES71934DL100AA0
6ES71934DL000AA0
6ES57108MA11
6ES57108MA21
6ES57108MA31
6ES57108MA41
6ES71531AA030XA1
6ES71531AA030XA4
6ES71531AA030XA5
6ES71531AA030XB4
6ES71531AA030XB5
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6ES71532BA020XA4
6ES71532BA020XA5
6ES71532BA020XB4
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6ES71534BA000XB0
6ES71532AR030XA1
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6ES71951GA000XA0
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6ES71541AA010AB0
6ES71542AA010AB0
6ES71944AA000AA0
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6ES71944AF000AA0
6ES71944AG000AA0
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6ES71944AN000AA0
6ES71414BF000AA0
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6ES71424BD000AA0
6ES71424BD000AB0
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6ES71434BF000AA0
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6ES71444PF000AB0
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6ES71416BH000AB0
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6ES71446KD500AB0
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6ES71571AB000AB0
6ES71936BN000NE0
6ES71936AS000AA0
6ES71415BF000BA0
6ES71435BF000BA0
6ES71415AF000BA0
6ES71415AH000BA0
6ES71425AF000BA0
6ES71435AF000BA0
6ES71445KD000BA0
6ES71475JD000BA0
6ES79720BA120XA0
6ES79720BB120XA0
6ES79720BA420XA0
6ES79720BB420XA0
6ES79720BA520XA0
6ES79720BB520XA0
6ES79720BA610XA0
6ES79720BB610XA0
6ES79720BA700XA0
6ES79720BB700XA0
