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西門子/SIEMENS
所在地
湖南省 長(zhǎng)沙市
更新時(shí)間
2022-11-02 03:10:01
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S7-300/400 熱電偶的接線及處理
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(lái)測(cè)量溫度的。
熱電偶是將兩種不同金屬或合金金屬焊接起來(lái),構(gòu)成一個(gè)閉合回路,利用溫差電勢(shì)原理來(lái)測(cè)量溫度的,當(dāng)熱電偶兩種金屬的兩端有溫度差,回路就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì),溫差越大,熱電動(dòng)勢(shì)越大,利用測(cè)量熱電動(dòng)勢(shì)這個(gè)原理來(lái)測(cè)量溫度。
結(jié)構(gòu)示意圖如下:
圖1 熱電偶測(cè)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(huì)造成明顯的測(cè)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(gè)熱電極的焊接必須牢固;
② 兩個(gè)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(duì)于外界的比較,因此安裝還需要考慮屏蔽的問(wèn)題。
1.2 熱電偶與熱電阻的區(qū)別
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(hào)區(qū)分,分度號(hào)代表溫度范圍,且代表每種分度號(hào)的熱電偶具體溫度輸出毫伏的電壓,熱電偶的分度號(hào)有主要有以下幾種。
表2 分度號(hào)對(duì)照表
2.2可用的模板
表3 S7 300/400 支持熱電偶的模板及對(duì)應(yīng)熱電偶類型
3. 熱電偶的補(bǔ)償接線
3.1 補(bǔ)償
熱電偶測(cè)量溫度時(shí)要求冷端的溫度保持不變,這樣產(chǎn)生的熱電勢(shì)大小才與測(cè)量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測(cè)量時(shí)冷端的溫度變化,將嚴(yán)重影響測(cè)量的準(zhǔn)確性,所以需要對(duì)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(特別是采用時(shí)),而測(cè)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,成本可以用補(bǔ)償導(dǎo)線延伸冷端到溫度比較的控制室內(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,使熱電偶的冷端到控制室的儀表端子上,它本身并不能冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響,不起補(bǔ)償作用。因此,還需采用其他修正來(lái)補(bǔ)償冷端溫度變化造成的影響,補(bǔ)償見下表。
表4 各類補(bǔ)償
3.2各補(bǔ)償接線
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(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線間接的連接到輸入端。每個(gè)通道組必須接相同類型的熱電偶,連接示意圖如下。
表5 支持內(nèi)部補(bǔ)償?shù)哪0寮翱山訜犭娕紓€(gè)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(wú)。
3.2.2 外部補(bǔ)償—補(bǔ)償盒
補(bǔ)償盒是通過(guò)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(gè)橋接電路,固定參比接點(diǎn)溫度,如果實(shí)際溫度與補(bǔ)償溫度有偏差,橋接熱敏電阻會(huì)發(fā)生變化,產(chǎn)生正的或者負(fù)的補(bǔ)償電壓疊加到測(cè)量電勢(shì)差上,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(hào)如下表。
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
圖3 類型:熱電偶通過(guò)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(shí)由一個(gè)補(bǔ)償盒對(duì)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
圖4 類型:模板的各個(gè)通道單獨(dú)連接一個(gè)補(bǔ)償盒,補(bǔ)償盒通過(guò)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(gè)通道都可以使用模板支持類型的熱電偶,但是每個(gè)通道都需要補(bǔ)償盒。
表7 支持外部補(bǔ)償盒補(bǔ)償?shù)哪0寮翱山訜犭娕紓€(gè)數(shù)
3.2.3 外部補(bǔ)償—熱電阻
熱電阻是通過(guò)外接電阻溫度計(jì)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
圖5類型:參比接點(diǎn)電阻溫度計(jì)pt100的四根線接到模板的35,36,37,38端子,對(duì)應(yīng)(M+,M-,I+,I-),可測(cè)參比接點(diǎn)出溫度范圍為-25℃到85℃,
圖6 S7-400模板支持
圖6類型:參比接點(diǎn)電阻溫度計(jì)的四根線接到模板的通道0,占用通道。
以上這兩種,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。
表8 支持熱電阻補(bǔ)償?shù)哪0寮翱山訜犭娕紓€(gè)數(shù)