S7-300 热电偶的接线及信号处理
300模拟量模块中间的调节
300模拟量模块中间的调节
模拟量输入通道的测量范围应当与从传感器或变送器上送来的信号相配合。
S7-300模拟量输入通道的测量范围调节有以下两种方法：
1、通过模块上的量程卡的方位变化和STEP 7的组态设置；
2、通过模块上的接线方式本身的变化。
具体采用哪种方法，由模块本身决定。
下面以第一种方法为例进行介绍。
量程卡是正方形的，可以有四个安装方向，四边分别印有A、B、C、D的标记，其含义如表8-4所示。
如果接人的是热电偶或热电阻，应当选择A。
通过量程卡选择量程范围是初选，最后还要通过STEP 7进行组态。
1、选择模块。
2、对于特定模拟量输入模块：使用量程卡设置测量类型和测量范围。
3、在SIMATIC S7系统中安装模块。
4、分配模块参数。
5、将测量传感器或负载连接到模块。
6、调试组态。
7、如果调试失败则分析组态。
西门子S7-300 PLC基础与应用最新课件-第8章 模拟量控制
可使用模拟量输入模块 SM331, AI8x12Bit（订货 号：6ES7 331-7KF02-0AB0）。该模块具有诊断和 硬件中断功能，且最多可处理 8 个模拟量输入（4～ 20mA；PT 100；热电偶）。
日期：2020/10/20
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8.模拟量的规范化输出
日期：2020/10/20
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量的处理
1. 模拟量输入通道的量程调节
每个模拟量输入模块（AI）都有2～8模拟量输入通道， 在使用之前必须对所使用的模拟量输入模块进行相关设 置：
➢ 通过模拟量输入模块内部的跳线，同一个模拟量输入 模块每个通道组间可以连接不同类型的传感器；
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
问题2：如何连接PT100电阻温度计？ 4/12 电压测量变送器的连接
采用隔离连接
电压变 送器
背板 总线
如果要在EMC干扰极强的地区使用SM331模块，则应将M-与 Mana连接起来。这样，输入和Mana参考电位之间的电位差就不 会超出允许值。
物理量
模拟 执行器
模拟量输入模板
MR 模块
ADC
结果 存储器
PIW ... PIW ... ::: PIW ...
模拟量输出模板
DAC
PQW ... PQW ... ::: PQW ...
CPU
: : : : : : L PIW 304
......................................
基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计
课程设计姓名张镇炀学号********班级电气优创0801摘要温度控制系统广泛应用于工业控制领域，如钢铁厂、化工厂、火电厂等锅炉的温度控制系统，电焊机的温度控制系统等。
加热炉温度控制在许多领域中得到广泛的应用。
这方面的应用大多是基于单片机进行PID 控制, 然而单片机控制的DDC 系统软硬件设计较为复杂, 特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处, PLC 在这方面却是公认的最佳选择。
加热炉温度是一个大惯性系统，一般采用PID调节进行控制。
随着PLC功能的扩充在许多PLC控制器中都扩充了PID 控制功能, 因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场所中采用PLC控制是较为合理的。
本设计是利用西门子S7-300PLC控制加热炉温度的控制系统。
首先介绍了温度控制系统的工作原理和系统的组成，然后介绍了西门子S7-300PLC和系统硬件及软件的具体设计过程。
关键词：西门子S7-300PLC，PID，温度传感器，固态继电器目录摘要 (I)Abstract ........................................... 错误!未定义书签。
第一章引言 ....................................... 错误!未定义书签。
1.1 系统设计背景............................... 错误!未定义书签。
1.2 系统工作原理 (IV)1.3 系统设计目标及技术要求 (IV)1.4 技术综述 (IV)第二章系统设计 (V)2.1 控制原理与数学模型 (V)2.1.1 PID控制原理 (V)2.1.2 PID指令的使用注意事项 (VIII)2.2 采样信号和控制量分析 (IX)2.3 系统组成 (IX)第三章硬件设计 ................................................... X I3.1 PLC的基本概念 (XI)3.1.1 模块式PLC的基本结构 (XII)3.1.2 PLC的特点 (XIII)3.2 PLC的工作原理 (XIV)3.2.1 PLC的循环处理过程 (XIV)3.2.2 用户程序的执行过程 (XVI)3.3 S7-300 简介 (XVI)3.3.1 数字量输入模块 (XVII)3.3.2 数字量输出模块 (XVII)3.3.3 数字量输入/输出模块 (XVII)3.3.4 模拟量输入模块 (XVII)3.3.5 模拟量输出模块 (XVIII)3.4 温度传感器 (XVIII)3.4.1 热电偶 (16)3.4.2 热电阻 (17)3.5 固态继电器 (XX)3.5.1 概述 (18)3.5.2 固态继电器的组成 (18)3.5.3 固态继电器的优缺点 (19)第四章软件设计 ................................................. X XII4.1 STEP7编程软件简介 (XXII)4.1.1 STEP7概述 (XXII)4.1.2 STEP7的硬件接口 .......................... .. (XXII)4.1.3 STEP7的编程功能 (XXII)4.1.4 STEP7的硬件组态与诊断功能 (XXIII)4.2 STEP7项目的创建 (XXIV)4.2.1 使用向导创建项目 (XXIV)4.2.2 直接创建项目 (XXIV)4.2.3 硬件组态与参数设置 (XXIV)4.3 用变量表调试程序 (XXVI)4.3.1 系统调试的基本步骤 (XXVI)4.3.2 变量表的基本功能 (XXVII)4.3.3 变量表的生成 (XXVIII)4.3.4 变量表的使用 (XXVIII)4.4 S7-300的编程语言 (XXIX)4.4.1 PLC编程语言的国际标准 (XXIX)4.4.2 STEP7中的编程技术 (XXX)结束语 ......................................................... X XXIV 致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)1.1系统设计背景近年来，加热炉温度控制系统是比较常见和典型的过程控制系统，温度是工业生产过程中重要的被控参数之一，冶金﹑机械﹑食品﹑化工等各类工业生产过程中广泛使用的各种加热炉﹑热处理炉﹑反应炉，对工件的处理均需要对温度进行控制。
s7-300热电偶测温plc程序
编写S7-300 PLC 热电偶测温程序需要按照以下步骤进行：1. 确定程序功能，包括采集测量温度值，保存数据，检测异常情况等。
2. 准备硬件和软件资源，包括编写PLC硬件接线图、选用合适的模块以及配置STEP 7等编程环境。
3. 编写程序主体框架，包括开启数据采集口、读取电压变化、算法/卡尔曼滤波等算法处理、将结果存储到内存寄存器中。
4. 设置异常检测处理机制，包括在输入温度达到某个值后自动报警，并自动采取一些特定的行动（改变温度、关闭电路等）。
5. 设置数据存储，以便于对温度的实时或后续分析，包括存储到内部存储器、外存设备、或上传和处理到电脑端。
6. 测试和优化程序，进行模拟数据采集、边缘情况处理、性能调优等环节，使其更好地达到实际应用的效果。
下面是一份可供参考的S7-300热电偶测温PLC程序示例：```Program MainVAR/InputMeasurements: REAL; // 实时测量的温度MaxTemperature: INT; // 允许的最高温度设定值MinTemperature: INT; // 允许的最低温度设定值END_VARVAROffset: REAL; // 所有测量的偏移量Voltage: REAL; // 读取到的电压值Temperature: REAL; // 计算得到的温度值TemperatureFilter: REAL; // 经过滤波算法后得到的温度值Storage: ARRAY[0..50] OF REAL; // 存储最近50个温度值i,j: INT; // 用于计数END_VARVAR/OutputAlarm: BOOL; // 报警开关END_VAR// 初始偏移量设置Offset := 0.1;// 循环读取WHILE TRUE DOVoltage := ReadVoltage(); // 读取电压值Temperature := ConvertToTemperature(Voltage); // 计算出温度值// 卡尔曼滤波TemperatureFilter := KalmanFilter(Temperature, Offset, 0.03, 0.1, 0.1);// 存储最近50个温度值FOR i := 50 TO 1 BY -1 DOStorage[i] := Storage[i - 1];END_FORStorage[0] := TemperatureFilter;// 偏移量更新FOR j := 0 TO 50 DOOffset := Offset + ((Storage[j] - Offset) / (j + 1));END_FOR// 检查报警设置IF TemperatureFilter > MaxTemperature OR TemperatureFilter < MinTemperature THENAlarm := TRUE;// 可添加报警提示或关闭某些电路的执行代码ELSEAlarm := FALSE;END_IF// 定期保存数据到内存寄存器IF TIME() = T#10S THEN// 可选用任意合适的数据存储方式END_IFEND_WHILEEnd_Program```在以上示例程序中，采用了卡尔曼滤波算法来过滤电压变化和温度的偏移量，使得测温更加准确可靠。
西门子S7-300系列PLC温度模块的功能及原理
大中型PLC的温度模块大大增强了系统用于温度测量和控制的能力，对于有温度测控要求的场合，无需昂贵的热电偶和热电阻变送器，用户通过配置温度模块就可以完成复杂的控制过程。
1、SM331热电阻模块
热电阻（如Ptl00）与输入模块的4线连接回路通过端IC+和IC－将恒定电流送到电阻型温度计或电阻，通过M+和M－端子测得在电阻型温度计或电阻上产生的电压，4线回路可以获得很高的测量精度。
如果接成2线或3线回路，则必须在M+和IC+之间以及在M－和IC－之间插入跨接线，不过这将降低测量结果的精度。
2、SM331热电偶模块
热电偶接线共可以接8路，包括B、E、J、K、L、N、R、S、T、U等，可以对特性曲线线性化进行参数设置。
热电偶的温度补偿有四种方式：可设置参数；用补偿盒进行外部温度补偿；用Pt100进行外部温度补偿；进行内部温度补偿。
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热电偶检定接线和注意事项
仪表车间培训模块之28：热电偶检定和注意事项一、简介：热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。
它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号, 通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。
通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。
一化热电偶大约有二、工作原理两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当两个接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。
热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。
对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：1：热电偶的热电势是热电偶工作端与冷端两端温度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端，两端温度差的函数；2 ：热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，3：当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。
三、热电偶的应用优点1、是它的测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。
2、测量范围广。
常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-271--+2800℃如金铁镍铬和钨-铼。
3、信号可远传。
4、热电偶在结构上所占的优势是，构造简单，使用方便。
热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。
四、热电偶的种类及结构形成（1）热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所谓标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。
西门子PLCs7-300教程
PLC的功能 通信、联网功能
PROFIBUS DP
PROFIBUS PA (Ex)
PROFIBUS PA
PLC的功能 人机界面功能
PLC的功能 编程、调试等
使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏，进行编程、调试、监视、试验和记录，并通过打印机打印出程序文件。
4.户外型CPU CPU 312 IFM：具有紧凑式结构的户外型产品。内部带有集成的数字量I/O，具有特殊功能和特殊功能的特殊输入。比较适用于恶劣环境下的小系统。 CPU 314 IFM：具有紧凑式结构的户外型产品。内部带有集成的数字量I/O，并具有扩展的特殊功能，具有特殊功能和特殊功能的特殊输入。比较适用于恶劣环境下且对响应时间和特殊功能有较高要求的系统。 CPU 314（户外型）：具有高速处理时间和中等规模I/O配置的CPU。比较适用于恶劣环境下，要 求中等规模的程序量和中等规模的指令 执行时间的系统。
PS 电源模块
CPU
IM 接口
SM: AI
SM: AO
FM: - 计数 - 定位 - 闭环控制
CP: - 点-到-点 - PROFIBUS - 工业以太网
系统背版总线
导轨（机架）
S7-300模块
电源模块 （选项）
后备电池 （CPU313以上）
3.革新型CPU(1/2) CPU 312（新型）：是一款全集成自动化（TIA）的CPU，比较适用于对处理速度中等要求的小规模应用。CPU运行时需 要微存储卡MMC。 CPU 314（新型）：对二进制和浮点数运算具有较高的处理性能，比较适用于对程序量中等要求的应用。CPU运行时需 要微存储卡MMC。 CPU 315-2DP（新型）：具有中、大规模的程序存储容量和数据结构，如果需要可以使用SIMATIC功能工具；对二进制和浮点数运算具有较高的处理性能；具有PROFIBUS DP主/从 接口。可用于大规模的I/O配置或建立分布 式I/O结构。CPU运行时需要微存储卡MMC。
西门子控制系统维护说明书S7-300篇
3S7-300系统使用介绍S7-300的系统一般应用在一些小型或中型的系统，一般都为单控制器系统，编程软件都用STEP7来组态，下面是S7-300系统的一般架构：3.1 S7-300 控制系统的组成●底板：UR；●电源模块：PS307（插入1槽）；●中央处理器：CPU（插入2，3槽）；●工业以太网通讯模块：CP343-1 （插入4槽）；●I/O模块。
3.1.1底板●安装各种模块（如：PS，CPU，CP，I/O 模块等）；●提供背板总线：I/O总线；通讯总线；●通过背板总线实现各模块之间的数据和信号交换；●电源模块所提供5VDC和24VDC通过背板总线供给各模块；●电源模块必须插在底板的最左边（槽1）。
3.1.2电源模块●采用封闭结构的模块设计，安装在底板上；●插入式的AC/DC供电连接；●保护级别：IP20；●两种输出电压：5VDC和24VDC，并共用一个地；●监视两个输出电压，如其中一个发生故障，该模块输出一个报错信号给CPU；●具有输出短路保护功能；●在前面板上有运行和故障指示灯。
3.1.3 CPU模块●整个控制系统的核心；●储存和运行操作系统程序；●储存和运行用户程序；●与各种功能模块及I/O模块进行数据交换；●进行实时的连续及顺序控制（如PID控制，泵和电机的启停等用户所需的控制）；●完成自诊断，接收各种模块的诊断信息。
CPU含有两类程序：操作系统和用户程序。
其中操作系统主要作用是：●处理CPU再启动；●刷新过程映象的输入部分及将输出部分送出；●执行用户程序；●检测中断并执行中断程序；●检测并处理错误；●管理内存；●与操作员站、工程师站及其它设备通讯。
用户程序主要作用是：●完成用户所规定的控制任务。
CPU模块指示灯含义：●INTF：红色，内部故障；●EXTF：红色，外部故障；●BUS：红色，当红灯亮时，为MPI/PROFIBUS-DP接口1总线故障，当红灯闪时有两种情况：DP为主站时，一般是一个或多个从站没有响应，DP为从站时，一般是地址错误；●FRCE：黄色，变量强制激；●RUN：绿色，CPU在运行模；●STOP：红色，CPU在停止模式。
热电偶接线与工作原理
如何正确使用热电偶补偿导线摘要在使用热电偶进行温度测量中,热电偶补偿导线的使用比较普遍。
但经调查发现,很多地方由于没有正确使用补偿导线而出现很多问题。
本文介绍了补偿导线的原理,对常见错误使用的形式进行归纳,同时从理论上分析所产生的偏差,指出正确使用方法和注意事项。
关键词热电偶补偿导线使用方法误差热电偶补偿导线已经广泛用于热电偶温度测量中。
如果了解了热电偶补偿导线的原理、功能、作用方法和注意事项,就能充分发挥热电偶补偿导线的作用,否则就会适得其反。
某钢管生产企业新引进的一套球化炉装置,装置的二十多个测温点由于设备安装人员将热电偶正负极接反,且补偿导线还存在多接头现象,再加上设备使用人员对此知识的贫乏,在工作中因炉温不正确导致炉内产品报废,直接经济损失达一百多万元,教训不可谓不深刻。
实际上在众多热电偶测温现场,笔者发现用普通铜导线作连线的占40%,而使用补偿导线作连接线的仅占60%。
究其原因有二：一是由于热电偶设备使用操作人员不了解补偿导线功能,认为既然只要起到连接作用,普通导线即可。
二是设备制造商在安装热电偶时,用的连接线即为普通导线,而在使用者角度总认为设备安装人员都是专业人员,做法总是正确的,没能引起应有的怀疑。
在工业生产中,虽然热电偶作为温度传感器,已经广泛使用于温度测量和控制,人们对此也比较熟悉,但如果在使用中不注意正确的使用方法,就会给测温和控温造成很大的偏离,严重时会直接造成经济损失,所以应该引起重视。
一、热电偶的测温原理简介由2种不同均质材料a、b组成的回路(见图1)称为热电偶。
a、b材料2端连接的接点分别用j1、j2表示,如果j1、j2的接点温度t1和t2不一样,在回路中就会产生电势,通常称为热电势。
当a、b的材料一定时,热电势的大小取决于t1、t2之间的温度差,用公式表示为eab(t1,t2)=eab(t1)+eba(t2)=eab(t1)-eab(t2) (1)式中：eab(t1,t2)———材料为a、b的热电偶,接点温度t1、t2之间的温差电势。
西门子S7-300全套接线图
1.CPU（1）cpu 312c集成DI-DO引出线（连接器X1）全球独家推出 全覆盖型省配线解决方案（2）313c集成AI-AO和DI的引出线（连接器X1）集成DI-DO引出线（连接器X2）数字I-O接线图313c-2dp313c-2 ptp（5）314c-dp集成AI-AO和DI的引出线（连接器X1）集成DI-DO引出线（连接器X2）数字I-O接线图数字与模拟I-O的接线图（6）314c-2ptp集成AI-AO和DI的引出线（连接器X1）集成DI-DO引出线（连接器X2）数字I-O接线图数字与模拟I-O的接线图2.功能模块POS 输入模块,用于带StartStop接口的超声波编码器位置检测 338-4BC01-0AB04输入，2输出 334-0CE01-0AA08 点输入，9-12-14 位分辨率 331-7KF02-0AB0,8点输入，用于热电偶 331-7PF11-0AB08点输入，增强型16位分辨率，4通道模式 331-7NF10-0AB02点输入，9-12-14位分辨率8点输入，13位分辨率 331-1KF01-0AB08点输入，用于热电阻 331-7PF01-0AB08点输入，增强型16位分辨率 331-7NF00-0AB05模拟量输出模块4点输出，16位 332-7ND02-0AB04点输出，11-12位 332-5HD01-0AB0 8点输出，11-12位 332-5HF00-0AB06数字量输入模块8 点输入，120-230V AC 321-1FF01-0AA08 点输入，120-230V AC, single root 321-1FF10-0AA016 点输入，24-48V DC 321-1CH00-0AA016 点输入，24V DC，低态有效 321-1BH50-0AA016 点输入，48-125V DC 321-1CH20-0AA0 16 点输入，120-230V AC 321-1FH00-0AA016点输入，24V DC 321-1BH02-0AA016点输入，24V DC，用于等时线模式下运行 321-1BH10-0AA016点输入，24V DC，用于等时线模式下运行 321-1BH10-0AA0 有诊断能力32 点输入，120V AC 321-1EL00-0AA032点输入，24V DC 321-1BL00-0AA07数字量输出模块8点输出，11-12位 332-5HF00-0AB08点输出，24V DC，0.5A，322-8BF00-0AB08点输出，24V DC，2A 322-1BF01-0AA08点输出，48-125V DC，1.5A 322-1CF00-0AA08点输出，120-230V AC，1A 322-1FF01-0AA08点输出，继电器，2A 322-1HF01-0AA08点输出，继电器，5A 322-1HF10-0AA08点输出，继电器，5A，带过压RC滤波器保护 322-5HF00-0AB016点输出，24-48V DC，0.5A 322-5GH00-0AB0 16点输出，24V DC，0.5A 322-1BH01-0AA016点输出，24V DC，0.5A，高速 322-1BH10-0AA0 16点输出，120-230V AC，1A 322-1FH00-0AA016点输出，继电器，8A 322-1HH01-0AA0 32点输出，24V DC，0.5A 322-1BL00-0AA032点输出，120V AC，1A 322-1FL00-0AA0 （8）数字量输入输出模块SM323 16输入， 16输出 323-1BL00-0AA0。
S7-300PLC的硬件(西门子s7-300授课资料,拿来大家共享!)
由L+供电的两线制变送器与带隔离的模拟量输入模块的连接
四线制变送器与带隔离的模拟量输入模块的连接
热敏电阻与带隔离的模拟量输入模块的四线制连接
热敏电阻与带隔离的模拟量输入模块的三线制连接
热敏电阻与带隔离的模拟量输入模块的两线制连接
热电偶的结构
使用内部补偿的热电偶与模拟量输入模块的连接
使用补偿盒的热电偶与模拟量输入模块的连接
PS307 2A的模块示意图
• S7-300有20种不同型号的CPU，以适应不同等级的控制系统。 有的CPU上集成有输入/输出点，有的CPU上集成有PROFIBUSDP通信接口，有的CPU上集成有PtP接口等，目前大致可以分
为以下几类：
(1) 6种紧凑型CPU，带有集成功能和I/O: CPU3l2C，313C， 313C-PtP，313C-2DP，314C-PtP和314C-2DP。 (2) 3种重新定义的CPU: CPU312，314和315-2DP。
PROFIBUS-DP等通信接口。CPU前面板上有状态故 障指示灯、模式开关、24V电源端子、电池盒与存储
器模块盒(有的CPU没有)。
(2)负载电源模块(PS)
• 负载电源模块用于将AC220V电源转换为DC24V电 源，供CPU和I/0模块使用。额定输出电流有2A、5A
和l0A三种，过载时模块上的LED闪烁。
模拟量输出通道的转换时间和模块的循环时间：每个通道的最大 转换时间为0.8~1.5ms，建立时间为0.1~0.5ms，模块的循环时间 为所有激活的AO通道的转换时间与建立时间的总和；
模拟值的表示
模拟量输入/输出模块中模拟量对应的数字称为模拟值，模拟 值用16位二进制补码定点数来表示，最高位（第15位）为符号 位，正数的符号位为0，负数的符号位为1。模拟量模块的模拟 值位数（即转换精度）可以设置为9~15位（与模块的型号有关， 不包括符号位），如果模拟值的精度小于15位，则模拟值左移， 使其最高位（符号位）在16位字的最高位（第15位），模拟值 左移后未使用的低位则填入“0”，这种处理方法称为“左对齐”。
热电偶和热电阻的接线方法
热电偶和热电阻的接线方法热电偶和热电阻是热量测量中常用的两种传感器。
它们的作用是将温度转换为电信号，以便于测量和控制。
在使用热电偶和热电阻时，正确的接线方法非常重要，否则可能会导致测量误差或甚至损坏传感器。
本文将介绍热电偶和热电阻的接线方法及注意事项。
一、热电偶的接线方法热电偶是由两种不同金属制成的导线组成的。
当两种金属接触时，会产生温差电势，从而产生电信号。
热电偶的接线方法有两种：并联法和串联法。
1、并联法并联法是将两个热电偶的热端并联在一起，将两个冷端并联在一起，如图1所示。
这种接线方法可以使测量精度更高，但是需要两个热电偶的电性能相同，否则会导致测量误差。
2、串联法串联法是将两个热电偶的热端和冷端依次连接起来，如图2所示。
这种接线方法可以使测量范围更大，但是需要注意两个热电偶的电性能不同，否则会导致测量误差。
图1 并联法接线图图2 串联法接线图二、热电阻的接线方法热电阻是一种电阻，其电阻值随温度的变化而变化。
热电阻的接线方法有三种：两线法、三线法和四线法。
1、两线法两线法是将热电阻的两个端子直接连接到测量仪器上，如图3所示。
这种接线方法简单，但是会受到电线电阻的影响，从而导致测量误差。
2、三线法三线法是在两线法的基础上增加了一根电线，如图4所示。
这根电线主要用于补偿电线电阻的影响，可以使测量精度更高。
3、四线法四线法是在三线法的基础上增加了一根电线，如图5所示。
这根电线主要用于测量电阻的电流，可以消除电线电阻的影响，从而使测量精度更高。
图3 两线法接线图图4 三线法接线图图5 四线法接线图三、注意事项1、热电偶和热电阻的接线应该牢固可靠，避免松动和接触不良。
2、热电偶和热电阻的电性能应该相同，否则会导致测量误差。
3、在进行热电偶和热电阻的接线时，应该注意接线的顺序和方向，避免接错或倒置。
4、在进行热电偶和热电阻的接线时，应该注意电线的长度和材料，避免电线电阻的影响。
5、在进行热电偶和热电阻的接线时，应该注意接线的环境温度和湿度，避免影响测量精度。
《S7-300PLC基础教程》第4章 PLC应用技术_温度控制技术
● 2．模拟量模块的测量信号类型及测量范围设定
（2）配有量程卡的模拟量模块的测量信号类型和测量范围 的设定配有量程卡的模拟量模块，其量程卡在供货时已插 入模块一侧，如果需要更改量程，必须重新调整量程卡， 以更改测量信号的类型和测量范围。 量程卡可以设定为“A”、“B”、“C”、“D”四个位置，各 种测量信号类型和测量范围的设定在模拟量模块上有相应 的标记指示，可以根据需要进行设定和调整。 调整量程卡的步骤为： ①用锣丝刀将量程卡从模拟量模块中松开； ②将量程卡按测量要求和范围正确定位，然后插入模拟量 模块中。
● 2.热电阻
热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的
是铂和铜。此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑 等材料制造热电阻。 根据使用场合的不同，热电阻也有铠装式热电阻、 装配式热电阻、隔爆式热电阻等种类，与热电偶类 似。 铂电阻的工作原理是，在温度作用下，铂热电阻 丝的电阻值随温度变化而变化，且电阻与温度的关 系即分度特性符合IEC标准。分度号Pt100的含义为 在0℃时的名义电阻值为100Ω ，目前使用的一般都 是这种铂热电阻。此外还有Pt10、Pt200、Pt500和 Pt1000等铂热电阻，Cu50、Cu100的铜热电阻等。
●1.图4-1 图4-1 “HW Config”硬件组态对话框
●1.图4-1
对于第0-3通道，可在“Measurement type”中选择电压 或电流输入，在“Measuring range”中根据需要选择测量 范围，对于电压输入有0-10V、±10V两种选择，对于电流 输入有0-20mA、4-20mA、±20mA三种选择。第4通道为电阻 /铂电阻测量通道，有R-2L、RTD-2L两种选择，图中测量类 型已选为RTD-2L，PT 100，用于测量传感器为PT 100铂热 电阻的温度值。
热电偶的常见故障及处理办法
热电偶的常见故障及处理办法概述热电偶是一种温度传感器，由两种不同金属或合金制成的导线通过热接触，常用于工业自动化控制和实验室试验等领域。
然而，热电偶在使用过程中可能会出现一些常见的故障，影响其准确度和稳定性。
本文将介绍热电偶的常见故障及相应的处理办法，以帮助用户更好地使用和维护热电偶，避免不必要的损失。
常见故障及处理办法1. 系统出现漂移问题描述：当热电偶处于稳态时，温度测量值会出现不可预测的变化，环境温度和其他测量值都没有发生变化的情况下，热电偶的表现会不稳定。
处理方法：检查连接和接线检查接线和连接点，使用电器清洁剂清洗呈黑色和锈迹的连接。
检查信号线的终止方式，使用遮盖、泄漏、耦合、接地和单点接地等技术的优点，在信号的方向选择正确的线接口。
替换插头：如果发现故障的插头，采取替换价廉而容易找到的Magnetic、TAI-TAI等品牌插头，这样会更快地恢复工作。
2. 热电偶损坏问题描述：热电偶因超过的运行温度范围，或人为失误操作，呈现自身无法工作的状态。
处理方法：涂鉴定热界丢弃所有说热电偶已不可用的传感器，如果不确定发生了什么，可以在丢弃前将热电偶两端放入盐水中，做出一个缩小一倍的标记，以便下次使用时将锡线接到正确的位置。
更换或重试传感器如果只是传感器部分损坏，则可以更换新的传感器来解决问题。
如果无法确定损坏的原因，则可以更换测试，寻找问题的根源。
但是，保留已烧坏的传感器也是有用的。
3. 长期测量偏差问题描述：当热电偶长时间运行时，会出现测量值偏差、量 Range 偏移、精度下降等问题。
处理方法：校准仪器定期使用标准设备对热电偶进行校准，这是避免测量偏差的最有效方法。
清洗腐蚀或污染设备清洗包括腐蚀、氧化和油污等污染与设备检查，以确保设备表面清洁平滑。
调整热电偶安装位置如果必要的话，热电偶安装位置可以进行调整到更稳定、可靠的位置，以避免长期使用时出现精度偏移。
4. 环境对测量结果的影响问题描述：环境温度、湿度、污染物和维护条件都会影响热电偶的测量精度。
s7-300热电偶测温plc程序
s7-300热电偶测温plc程序S7-300热电偶测温PLC程序主要用于对温度进行测量及控制操作，如温度调节、告警等。
其核心是通过热电偶来实现对温度的测量，热电偶将温度信号转换成电信号，通过PLC将这些信号转换为数字信号，实现精准的温度测量。
1.热电偶的原理热电偶是一种利用材料温度差产生电势差的器件。
它由两种不同材料的导体组成，将两端接入到温差的两个梯度上，热电偶内部产生热电势。
这种热电势可以通过测量观察到，热电势与温度之间存在一定的关系，通过测量热电势的变化，可以推算出温度的大小。
2. PLC程序实现在S7-300 PLC中，可以通过对热电偶信号进行采集和处理，来实现对温度的测量和控制。
2.1.热电偶输入模块的设置PLC系统需要借助热电偶输入模块来实现信号的采集。
热电偶输入模块需要设置温度范围和放大倍数等参数，以适应具体使用的热电偶型号和环境，对于特殊要求的使用环境，必须进行具体的调试和测试，以保证测量精度和稳定性。
2.2.温度信号的采集和处理经过输入模块采集到的温度信号，通常为模拟信号，需要通过模数转换器（A/D）模块，把这个模拟信号转换为数字信号，然后通过计算和处理，将其转换为实际温度值。
由于电压与温度具有非线性的关系，因此需要进行特殊的线性化处理。
2.3. PID控制算法温度控制需要借助PI、PID等算法来实现，可以根据实际需求进行选择，然后通过对控制器进行调参，实现对温度的精准控制。
其中，PID控制算法是一种最常见的温度控制算法，它能够通过对目标温度和实际温度的误差进行调整，实现温度的快速调整和稳定控制。
2.4.温度告警和记录在温度控制过程中，需要设置告警和记录功能，以便及时发现和记录异常情况。
告警功能可以通过对控制器输出的温度偏差进行设定，当温度偏差达到一定阈值时，就会自动触发告警。
记录功能则需要借助数据采集模块来实现，将控制器输出的温度相关数据保存下来，以便进行后续的分析和处理。
综上所述，S7-300热电偶测温PLC程序的实现涉及到硬件设备的选配、输入信号的采集和处理、控制算法的选择和调试以及告警和记录等多个方面，需要具备一定的专业知识和技能，在实际应用中，还需要综合考虑实际使用环境和要求，才能实现最优的温度测量和控制效果。
热电偶常见故障及处理方法
热电偶常见故障及处理方法
热电偶是一种测量温度的常用装置，但它也会出现一些常见的故障。
下面将介绍几种热电偶的常见故障及相应的处理方法。
1. 信号不稳定：如果热电偶的输出信号出现不稳定的情况，可能是由于连接不良或者接触不良导致的。
解决方法是检查热电偶的连接是否牢固，确保接触良好。
此外，还可以检查热电偶的引线是否磨损或受损，需要进行更换。
2. 温度读数异常：热电偶在测量过程中可能出现温度读数异常的情况。
一种可能是由于热电偶的老化导致的。
解决方法是更换热电偶，选择适当的型号和规格。
另一种可能是由于测量环境的温度过高，超过了热电偶的安全工作范围，此时需要采取措施降低环境温度。
3. 线路接触不良：热电偶的线路接触不良可能会引起测量误差或无法进行温度测量。
解决方法是检查并清洁热电偶的接线端子，确保线路接触良好。
另外，还可以使用线路容积检测仪器来测试热电偶线路的质量，并及时进行修复或更换。
4. 环境干扰：热电偶的工作环境可能会受到电磁辐射或其他干扰，从而影响其测量精度。
解决方法包括将热电偶与电磁干扰源隔离开，或采用屏蔽措施来减小干扰。
另外，可使用滤波器来消除干扰信号。
总的来说，热电偶常见故障包括信号不稳定、温度读数异常、线路接触不良以及环境干扰等。
要解决这些问题，需要仔细排查故障原因，进行适当的维修或更换热电偶。
同时，在平时的使用过程中，要注意合理的环境布置和维护，以确保热电偶的正常工作和测量精度。
西门子S7-300教程02
31
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S7-300 家族
标准型CPUs 标准型
CPU 312 CPU 314 CPU 315-2 DP CPU 317-2 DP CPU 318-2
•紧凑型 紧凑型CPUs 紧凑型
–CPU 312C –CPU313C
•故障安全型 故障安全型CPUs 故障安全型
–CPU 315F-2 DP –CPU 317F-2 DP
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S7-300的安装位置 的安装位置
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S7-300的电源模块通过电源连接器或导线与CPU模 块相连，为CPU模块提供DC 24V电源。PS 307电源模 块还有一些端子可以为信号模块提供24V电源。
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S7-300用背板总线将除电源模块之外 的各个模块连接起来。
15
系统的扩展 系统的扩展 系统的扩展 PLC系统的扩展 系统的扩展 系统的扩展 系统的扩展 系统的扩展
SF(红色 红色) 红色
系统错误／故障 系统错误／
BATF(红色 红色) 红色 DC 5 V(绿色 绿色) 绿色 FRCE(黄色 黄色) 黄色 RUN（绿色） （绿色） STOP（橙色） （橙色）
电池故障 5 V DC电源 电源 保留专用 运行模式 停止模式
28
SFDP灯：红色。 DP口故障指示。 灯 红色。 口故障指示。 口故障指示 BUSF灯：红色。 PROFIBUS总线故障指示。 灯 红色。 总线故障指示。 总线故障指示
25
S7-300:CPU
S7-300CPU的面板 的面板 1. 旧型号 旧型号S7-300CPU的面板 的面板
SIEMENS
SF BATF DC5V FRCE RUN STOP
CPU314
SIEMENS
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S7-300/400 热电偶的接线及信号处理1.热电偶的概述1.1 热电偶的工作原理热电偶和热电阻一样，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焊接起来，构成一个闭合回路，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，利用测量热电动势这个原理来测量温度。
结构示意图如下：图1 热电偶测量结构示意图注意：如上图所示，热电偶是有正负极性的，所以需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可靠、稳定地工作，安装要求如下：①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；②两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离；⑤热电偶对于外界的干扰比较敏感，因此安装还需要考虑屏蔽的问题。
1.2 热电偶与热电阻的区别表1 热电偶与热电阻的比较2. 热电偶的类型和可用模板2.1热电偶类型根据使用材料的不同，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具体多少温度输出多少毫伏的电压，热电偶的分度号有主要有以下几种。
表2 分度号对照表2.2可用的模板表3 S7 300/400 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温度时要求冷端的温度保持不变，这样产生的热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。
若测量时冷端的环境温度变化，将严重影响测量的准确性，所以需要对冷端温度变化造成的影响采取一定补偿的措施。
由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到控制仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本可以用补偿导线延伸冷端到温度比较稳定的控制室内，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伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。
因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度变化造成的影响，补偿方式见下表。
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，所以需要将热电偶直接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。
每个通道组必须接相同类型的热电偶，连接示意图如下。
6ES7 331-7KB02-0AB0 最多2个（1种类型，同通道组必须相同）6ES7 331-7PF11-0AB0 最多8个（8种类型）S7-400 6ES7 431-7KF00-0AB0 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图2 内部补偿接线注1：模板6ES7 331-7KF02-0AB0和6ES7 331-7KB02-0AB0需要短接补偿端COMP+(10)和Mana(11)，其它模板无。
3.2.2 外部补偿—补偿盒补偿盒方式是通过补偿盒获取热电偶的参比接点的温度，但补偿盒必须安装在热电偶的参比接点处。
补偿盒必须单独供电，电源模块必须具有充分的噪声滤波功能，例如使用接地电缆屏蔽。
补偿盒包含一个桥接电路，固定参比接点温度标定，如果实际温度与补偿温度有偏差，桥接热敏电阻会发生变化，产生正的或者负的补偿电压叠加到测量电势差信号上，从而达到补偿调节的目的。
补偿盒采用参比接点温度为0℃的补偿盒，推荐使用西门子带集成电源装置的补偿盒，订货号如下表。
推荐使用的补偿盒订货号带有集成电源装置的参比端，用于导轨安装M72166-V V V V V辅助电源B1 230VACB2 110VACB3 24VACB4 24VDC连接到热电偶1 L型2 J型3 K型4 S型5 R型6 U型7 T型参考温度00 0℃表6 西门子参比接点的补偿盒订货数据图3 S7-300模板支持接线方式图3 类型：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回路，同时由一个补偿盒对模板连接的所有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+(10)和Mana(11)，所以模板的所有通道必须连接同类型的热电偶。
图4 S7-400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直接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使用模板支持类型的热电偶，但是每个通道都需要补偿盒。
支持外部补偿盒补偿模板类型可连接热电偶个数CPU类型S7-300 6ES7 331-7KF02-0AB0 最多8个（同类型）6ES7 331-7KB02-0AB0 最多2个（同类型）S7-400 6ES7 431-1KF10-0AB0 最多8个（类型可不同）6ES7 431-7QH00-0AB0 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—热电阻热电阻方式是通过外接电阻温度计获取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，同样热电阻必须安装在热电偶的参比接点处。
图5 S7-300模板支持方式图5类型：参比接点电阻温度计pt100的四根线接到模板的35，36，37，38端子，对应（M+，M-，I+，I-），可测参比接点出温度范围为-25℃到85℃，图6 S7-400模板支持方式图6类型：参比接点电阻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，由于做公共补偿，只能接同类型的热电偶。
支持热电阻补偿模板类型可连接热电偶个数CPU类型S7-300 6ES7 331-7PF11-0AB0 最多8个（同类型）S7-400 6ES7 431-1KF10-0AB0 最多6个（同类型）6ES7 431-7QH00-0AB0 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3.2.4外部补偿—固定温度如果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板内部处理补偿，组态设置详见下章节。
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围CPU类型S7-300 6ES7 331-7PF11-0AB0 最多8个（同类型）0℃或50℃S7-400 6ES7 431-1KF10-0AB0 最多8个（同类型）-273.15℃~327.67℃6ES7 431-7QH00-0AB0 最多16个（同类型）-273.15℃~327.67℃6ES7 431-7KF00-0AB0 最多8个（同类型）-273.15℃~327.67℃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0℃或50℃两种，而400的模板支持可变温度范围，且范围大。
3.2.4混合补偿—热电阻和固定温度补偿另外，除单独补偿方式外，可以使用相同参比接点给多个模板，通过电阻温度计进行外部补偿，S7-400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1 有公共的参比接点，模板1进行外部电阻温度计补偿方式，由CPU 读取RTD的温度，然后使用系统功能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：上限是是1下限是是1表10 S7-400模拟量输入模板的参数图8 S7-400模拟量输入模板的数据记录1的结构以6ES7 431-7QH00-0AB0 模拟量输入模板为例，程序块SFC55调用：图9 SFC55系统块调用当M0.0上升沿使能时，将写入的参数从MB100~MB166传递到输入地址为100开始的模板，修改其数据记录1的参数，同时也将参比接点的温度也写入模板的设定位置。
参数声明数据类型描述REQ INPUT BOOL REQ=1，写请求，上升沿信号。
IOID INPUT BYTE 地址区域的标识号：外设输入=B#16#54；外设输出=B#16#55；外设输入/输出混合，如果地址相同，指定为B#16#54，不同则指定最低地址的区域ID。
LADDR INPUT WORD 模板的逻辑地址（初始地址），如果混合模板，指定两个地址中的较低的一个。
RECNUM INPUT BYTE数据记录号，参考模板数据手册。
RECORD INPUT ANY需要传送的数据记录存放区。
RET_VAL OUTPUT INT故障代码。
BUSY OUTPUT BOOL BUSY=1，写操作未完成。
表11 各参数的说明4. 热电偶的信号处理方式4.1 硬件组态设置首先要在硬件组态选择与外部补偿接线一致的measuring type（测量类型），measuring range（测量范围），reference junction（参比接点类型）和reference temperature（参比接点温度）的参数，如下各图所示。
图10 S7-300模板测量方式示意图图11 S7-300模板测量范围示意图对于S7-300的模板，组态如图10和11所示，只需要选择测量类型和测量范围（分度类型），补偿方式包含在测量类型中。
比如：参比接点固定温度补偿方式，测量类型选择TC-L00C（参比接点温度固定为0℃）或TC-L50C（参比接点温度固定为50℃），再选择分度类型，组态就完成。
图12 S7-400模板组态图1 图13 S7-400模板组态图2对于S7-400的模板，组态如图12和13所示，测量类型中选择TC-L方式，测量范围中选择与实际热电偶类型一致的分度号，参比接点的选择。
比如：参比接点固定温度的方式，测量类型和测量范围选择完后，在参比接点选择ref.temp（参考温度），然后在reference temperature框（参考温度）内填写参比接点的固定，组态就完成，或者是共享补偿方式，可以用SFC55动态传输温度参数。
表12 参比接点参数说明4.2 测量方式和转换处理表13 测量方式各参数的说明及处理注：测量方式中：I ：内部补偿，E：外部补偿，L：线性处理。
线性化方式（TC-IL/EL/L00C/L50C/L）线性化方式下，由模板内部根据所选择的热电偶类型的特性进行线性处理，可以使用L PIW xxx 直接读入，则将获得十进制的温度值，精度为0.1。
例如：读进来的十进制值为2345，则对应的温度值为234.5℃。
非线性化方式（TC-I/E）对于非线性化的设置，此设置类似80Mv的电压测量，CPU得到的是0~27648之间的一个十进制数值，即0~80Mv 对应0~27648，需要转换成相应Mv信号，然后通过对照表查找温度。