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SIEMENS西門子希殿電氣技術有限公司
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3 系統連接圖
1.熱電偶的概述
1.1 熱電偶的工作原理
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
1.2 熱電偶與熱電阻的區別
表1 熱電偶與熱電阻的比較
2.1熱電偶類型
表2 分度號對照表
2.2可用的模板
表3 S7 300/400 支持熱電偶的模板及對應熱電偶類型
3.1 補償方式
表4 各類補償方式
3.2各補償方式接線
3.2.1內部補償
表5 支持內部補償的模板及可接熱電偶個數
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
表6 西門子參比接點的補償盒訂貨數據
圖3 類型：熱電偶通過補償導線連接到參比接點，再用銅質導線連接參比接點和模板的輸入端子構成回路，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 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。
表7 支持外部補償盒補償的模板及可接熱電偶個數
3.2.3 外部補償—熱電阻
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。
表8 支持熱電阻補償的模板及可接熱電偶個數
3.2.4外部補償—固定溫度
表9支持固定溫度補償的模板及可接熱電偶個數
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
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選擇固定溫度補償的方式。
表10 S7-400模擬量輸入模板的參數
一.DP通訊電纜 6XV1830-0EH10【2芯】 拖拽電纜6XV1830-3EH10【2芯】
二. CP5611通訊網卡 6GK1561-1AA01
三.總線連接器 數據插頭 連接器 帶編程和不帶編程
四.S7-300[CPU321，CPU312C,CPU313C,CPU313C-2PTP，CPU313C-2DP,CPU314，CPU314C-2PTP,CPU314C-DP,CPU315-2DP,CPU315-2PN-DP,CPU317-DP]
五.S7-300數字量輸入輸出模塊 模擬量輸出輸入模塊 通訊模塊 定位模塊 功能模塊
六.s7-200CN [CPU221，CPU222，CPU224，CPU224XP]
EM221擴展模塊，EM223擴展模塊，EM231擴展模塊，S7-200編程電纜]
柒.觸摸屏 TP700，TP900，TP1000,K-TP178 micro ,Smart700 IE,Smart 1000IE,KTP1000，KTP900，KTP600，MP377，TD200，TD400]
捌.STEP7 V5.5軟件 S7-300編程軟件，s7-200cn編程軟件。
拾.MM420變頻器，MM430變頻器，MM440變頻器
十一.ET200模塊 ，LOGO邏輯模塊，SITOP 電源模塊
西門子電纜訂貨號
西門子CPU
已升級為6ES7312-1AE14-0AB0
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。
結構示意圖如下：
圖1 熱電偶測量結構示意圖
為了保證熱電偶可靠、穩定地工作，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。
屬性
熱電阻
熱電偶
信號的性質
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生電動勢差）
測量原理
電阻隨溫度變化的性質來測量
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
2. 熱電偶的類型和可用模板
根據使用材料的不同，分不同類型的熱電偶，以分度號區分，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
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
3. 熱電偶的補償接線
熱電偶測量溫度時要求冷端的溫度保持不變，這樣產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的措施。
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定的控制室內，但補償導線的材質要和熱電偶的導線材質相同。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
內部補償
使用模板的內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。
可以使用銅質導線連接參比接點和模擬量西門子CP5711網卡模板輸入端。
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
內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
支持內部補償模板類型
可連接熱電偶個數
S7-300
6ES7 331-7KF02-0AB0
最多8個（4種類型，同通道組必須相同）
6ES7 331-7KB02-0AB0
最多2個（1種類型，同通道組必須相同）
6ES7 331-7PF11-0AB0
最多8個（8種類型）
S7-400
6ES7 431-7KF00-0AB0
最多8個（8種類型）
圖2 內部補償接線
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，橋接熱敏電阻會發生變化，產生正的或者負的補償電壓疊加到測量電勢差信號上，從而達到補償調節的目的。
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℃
圖3 S7-300模板支持接線方式
圖4 S7-400模板支持接線方式
CPU類型
支持外部補償盒補償模板類型
可連接熱電偶個數
S7-300
6ES7 331-7KF02-0AB0
最多8個（同類型）
6ES7 331-7KB02-0AB0
最多2個（同類型）
S7-400
6ES7 431-1KF10-0AB0
最多8個（類型可不同）
6ES7 431-7QH00-0AB0
最多16個（類型可不同）
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6 S7-400模板支持方式
以上這兩種方式，參比接點到模板的線可以用銅質導線，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
S7-300
6ES7 331-7PF11-0AB0
最多8個（同類型）
S7-400
6ES7 431-1KF10-0AB0
最多6個（同類型）
6ES7 431-7QH00-0AB0
最多14個（同類型）
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部處理補償，組態設置詳見下章節。
CPU類型
支持固定溫度補償模板類型
可連接熱電偶個數
可設定溫度范圍
S7-300
6ES7 331-7PF11-0AB0
最多8個（同類型）
0℃或50℃
S7-400
6ES7 431-1KF10-0AB0
最多8個（同類型）
-273.15℃~327.67℃
6ES7 431-7QH00-0AB0
最多16個（同類型）
-273.15℃~327.67℃
6ES7 431-7KF00-0AB0
最多8個（同類型）
-273.15℃~327.67℃
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。
SFC55只能對模板的動態參數進行修改，模擬量輸入模板的靜態參數（數據記錄0）和動態參數（數據記錄1）的參數及數據記錄1的結構如下：
參數
數據記錄號
參數分配方式
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
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
6GK1905-6AA00 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6GK1905-6AB00 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1830-0EH10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1830-0EN20 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1830-0EN50 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1830-0ET10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1830-0ET20 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1830-0ET50 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1830-0EU10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1830-0GH10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1830-0JH10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1830-0LH10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1830-3EH10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1830-3FH10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1831-2A （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1831-2K（西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1831-2L （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6GK1901-0LB10-2AA0 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6GK1901-0RB10-2AB0 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6GK1901-0SB10-2AB0 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5AH10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5B. （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5BH10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5BH20 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5BH30 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5BH40 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5BH50 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5BN10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5BN15 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5BN20 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5BN30 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5BN40 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5BN50 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5BN55 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5BN60 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5BN65 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1820-5BN70 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1840-2AH10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1840-2AU10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1840-3AH10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1840-4AH10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1851-0AH10 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1851-1AH20 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1851-1AH50 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1851-1AH80 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1851-1AN12 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1851-1AN15 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1851-1AN20 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1851-1AN30 （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1870-2B （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1870-2D （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1870-2F （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1871-2F （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1871-2G （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1871-2L （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1871-2S （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
6XV1871-2T （西門子DP電纜 紫色電纜 通訊電纜 2芯電纜 屏蔽電纜）
西門子CPU老型號:6ES7312-1AE13-0AB0 CPU312，32K內存
西門子CPU老型號6ES7312-5BE03-0AB0 CPU312C，32K內存 10DI/6DO
西門子CPU老型號6ES7313-5BF03-0AB0 CPU313C，64K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO
西門子CPU老型號6ES7313-6BF03-0AB0 CPU313C-2PTP，64K內存 16DI/16DO
西門子CPU老型號6ES7313-6CF03-0AB0 CPU313C-2DP，64K內存 16DI/16DO
西門子CPU老型號6ES7314-1AG13-0AB0 CPU314,96K內存
西門子CPU老型號6ES7314-6BG03-0AB0 CPU314C-2PTP 96K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO
西門子CPU老型號6ES7314-6CG03-0AB0 CPU314C-2DP 96K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO
西門子CPU老型號6ES7315-2AG10-0AB0 CPU315-2DP, 128K內存
西門子CPU老型號6ES7315-2EH13-0AB0 CPU315-2 PN/DP, 256K內存
西門子CPU老型號6ES7317-2AJ10-0AB0 CPU317-2DP,512K內存
西門子CPU老型號6ES7317-2EK13-0AB0 CPU317-2 PN/DP,1MB內存
西門子CPU老型號6ES7318-3EL00-0AB0 CPU319-3 PN/DP,1.4M內存
已升級6ES7312-5BF04-0AB0
已升級6ES7313-5BG04-0AB0
已升級6ES7313-6BG04-0AB0
已升級6ES7313-6CG04-0AB0
已升級為6ES7314-1AG14-0AB0
已升級6ES7314-6BH04-0AB0
已升級6ES7314-6CH04-0AB0
已升級為6ES7315-2AH14-0AB0
已升級為6ES7315-2EH14-0AB0
已升級為6ES7317-2AK14-0AB0
已升級為6ES7317-2EK14-0AB0
已升級為 6ES7318-3EL01-0AB0
開關量模板
6ES7 321-1BH02-0AA0
開入模塊（16點，24VDC）
6ES7 321-1BH10-0AA0
開入模塊（16點，24VDC）
6ES7 321-1BH50-0AA0
開入模塊（16點，24VDC，源輸入）
6ES7 321-1BL00-0AA0
開入模塊（32點，24VDC）
6ES7 321-7BH01-0AB0
開入模塊（16點，24VDC，診斷能力）
6ES7 321-1EL00-0AA0
開入模塊（32點，120VAC）
6ES7 321-1FF01-0AA0
開入模塊（8點，120/230VAC）
6ES7 321-1FF10-0AA0
開入模塊（8點，120/230VAC）與公共電位單獨連接
6ES7 321-1FH00-0AA0
開入模塊（16點，120/230VAC）
6ES7 321-1CH00-0AA0
開入模塊（16點，24/48VDC）
6ES7 321-1CH20-0AA0
開入模塊（16點，48/125VDC）
6ES7 322-1BH01-0AA0
開出模塊（16點，24VDC）
6ES7 322-1BH10-0AA0
開出模塊（16點，24VDC）高速
6ES7 322-1CF00-0AA0
開出模塊（8點，48-125VDC）
6ES7 322-8BF00-0AB0
開出模塊（8點，24VDC）診斷能力
6ES7 322-5GH00-0AB0
開出模塊（16點，24VDC，獨立接點，故障保護）
6ES7 322-1BL00-0AA0
開出模塊（32點，24VDC）
6ES7 322-1FL00-0AA0
開出模塊（32點，120VAC/230VAC）
6ES7 322-1BF01-0AA0
開出模塊（8點，24VDC，2A）
6ES7 322-1FF01-0AA0
開出模塊（8點，120V/230VAC）
6ES7 322-5FF00-0AB0
開出模塊（8點，120V/230VAC，獨立接點）
6ES7 322-1HF01-0AA0
開出模塊（8點,繼電器,2A）
6ES7 322-1HF10-0AA0
開出模塊（8點,繼電器,5A，獨立接點）
6ES7 322-1HH01-0AA0
開出模塊(16點,繼電器)
6ES7 322-5HF00-0AB0
開出模塊（8點,繼電器,5A，故障保護）
6ES7 322-1FH00-0AA0
開出模塊（16點，120V/230VAC）
6ES7 323-1BH01-0AA0
8點輸入，24VDC；8點輸出，24VDC模塊
6ES7 323-1BL00-0AA0
16點輸入，24VDC；16點輸出，24VDC模塊
