化工儀器網
詳細介紹
那里有賣西門子CPU315-2DP
 | 6ES7315-2AH14-0AB0 SIMATIC S7-300，CPU 315-2DP 帶 MPI 的中央處理器 集成電源 24V DC 工作存儲器 256 KB 2個 DP-Master/Slave 接口 需要微型存儲卡 |
憑借全新版本的TIA博途V15，西門子擴展了其全集成自動化工程軟件平臺，納入一系列實用的全新數字化功能，以縮短工程時間。其創新成果的主要有增加應用可能性、擴展數字化產品組合、實現標準化和提高工程效率。
TIA博途V15增加應用可能性的亮點在于其集成了高級語言應用及其它驅動系統的多功能平臺，其中包括安全驗收測試等；將操作功能和2D到4D運動學集成于Simatic S7-1500控制器，可連接并對機器人進行編程。Simatic S7-1500高級控制器產品系列中納入全新多功能平臺，目前能夠通過C/C++和Eclipse等商業編程工具輕松創建和重用高級語言應用。Sinamics S120及其他驅動產品系列的集成有助于實現西門子全系列驅動技術在TIA博途中的組態、調試和診斷。另一個亮點是針對Sinamics G驅動產品系列的向導指引型安全驗收測試。結合支持Simatic S7-1500高級控制器的CPU新技術，采用2D到4D運動學的操作功能現在可以在TIA博途中輕松高效地進行編程、模擬和調試，譬如Cartesian龍門架、卷取機、Scara機器人和Delta拾取機器人等。TIA博途V15還提供機器人功能。庫卡和安川等機器人制造商已將其數據塊庫用于在TIA博途中進行機器人編程。日本電裝（Denso）和瑞士史陶比爾（St?ubli）等其他制造商計劃在不久的將來發布數據塊庫。這樣，控制和機器人技術的發展更加緊密，而TIA博途則能帶來從工程到機器人操作等各環節的整體解決方案。
TIA博途V15關于數字化產品組合的擴展方面聚焦OPC UA功能和虛擬調試。OPC UA功能已針對Simatic S7-1500高級控制器進行了擴展。這可以改進和簡化工廠中機器設備與MES/SCADA/IT層級（制造執行系統/監控和數據采集）之間的標準化垂直和水平通信。另外，它還有助于自動化解決方案按照行業特定標準進行實施，如OMAC PackML（機械自動化與控制組織）或Weihenstephan（唯森）等。虛擬調試支持對自動化解決方案的虛擬驗證，也就是說控制組件與機器或系統的機電系統之間進行交互。該西門子解決方案的核心是支持Simatic S7-1500的S7-PLCSIM Advanced高級仿真器。這可以實現許多控制器功能的模擬和對虛擬系統模型的仿真測試。因此，自動化和機械工程在產品生命周期的早期階段便實現了同步，從開發到實際調試的時間都得到縮短。
在標準化和更高工程效率方面，全新版本的TIA博途重視團隊合作和擴展對設備和系統的診斷功能。通過TIA博途多用戶工程（TIA Portal Multiuser Engi-neering），在團隊合作中添加了對變更對象的自動標記和離線模式。新版本下多用戶服務器中強化的變更管理功能，如用于變更歷史記錄和用戶評論等，可以改進團隊內系統支持下的同步變更。對于設備和系統診斷，Simatic ProDiag診斷軟件包也進一步擴展，現已涵蓋對故障安全模塊的監控和針對ProDiag報警的標準分析。借助同樣已經得以擴展的Simatic HMI（人機界面）中的S7圖形控制顯示，直接改善了在系統的操作設備上對設備序列和應用錯誤的診斷及可視化顯示。譬如，用戶*能夠回查操作設備的圖形代碼顯示故障的真實原因。
背景信息：
2010年推出的西門子TIA博途（全集成自動化工程軟件平臺）使用戶能夠通過高效配置快速、直觀地執行自動化和驅動任務。其軟件平臺專為實現高效率和易用性而設計，同時適用于新老用戶。TIA博途為控制器、人機界面（HMI）和驅動器等提供了標準的工程理念，可分享統一的數據存儲和*的操作方式——譬如，在配置、通信和診斷期間的操作，并針對所有自動化對象提供強大的庫功能。TIA博途中簡易的工程實現方式，有助于完整的數字自動化，如數字化規劃、集成化工程和透明化操作等。TIA博途與PLM（產品生命周期管理）和MES（制造執行系統）軟件一起構成了西門子完整的“數字化企業軟件套件”，為企業邁向“工業4.0”奠定基礎。
說明
S7-300 CPU 的六個性能等級
現有性能范圍極寬的分級 CPU 系列，可用于組態控制器。
產品范圍包括 7 種標準的 CPU、
7 種緊湊式 CPU、5 種故障防護型 CPU 以及 3 種工藝 CPU。
現有 CPU 的寬度僅 40mm
SIMATICS7-300 是我們全集成自動化設計的一部分，是銷量大的控制器。
應用范圍
在*個實例中，SIMATIC S7-300 用于制造工藝中的創新性系統解決方案，特別是用于汽車工業，一般機械工程，特別是特殊機械制造和機器的連續生產 (OEM)，以及塑料加工、包裝行業、食品和飲料工業和加工工程
作為一種多用的自動化系統，S7-300 是那些需要靈活的設計以實現集中和本地組態的應用的理想解決方案。
對于由于環境條件限制需要特殊的堅固性的應用，我們可以提供SIPLUS 設備。
特別是在后期加工工藝上，S7-300 可以用于以下行業：
汽車工業
通用機械工程
特殊機器制造
系列機械工程，OEM
塑料加工
包裝行業
食品和飲料工業
加工工程
快速計數/fairs，可以直接訪問硬件計數器
簡單定位，直接控制 MICROMASTER 頻率靜態變頻器
帶有集成功能塊的 PID-Regulation
優點
由于具有高處理速度，CPU 可以實現非常短的機器循環時間。
S7-300 系列 CPU 可以為各種應用提供合適的解決方案，客戶只需為特定任務實際需要的性能付款
S7-300 建立在模塊式的組態上，無需 I/O 模塊的插槽規則
現有豐富的模塊可用于集中組態和搭配 ET 200M 實現分布式組態。
集成的 PROFINET 接口可以實現控制器的簡單網絡化，與其它運行管理等級方便的進行數據交換
模塊寬度窄，可以實現緊湊式的模塊設計或者小型控制柜。
能夠把強大的 CPU 與工業以太網/PROFINET 接口、集成的工藝功能或故障防護設計集成在一起，從而避免附加投資。
設計和功能
桌面 CPU 創新
設計
S7-300 可以實現空間節省和模塊式組態。除了模塊，只需要一條 DIN 安裝軌用于固定模塊并把它們旋轉到位。
這樣就實現了堅固而且具有 EMC 兼容性的設計。
隨用隨建式的背板總線可以通過簡單的插入附加的模塊和總線連接器進行擴展。S7-300 系列豐富的產品既可以用于集中擴展，也可用于構建帶有 ET 200M 的分布式結構；因此實現了經濟高效的備件控制。
擴展選件
如果自動化任務需要超過 8 個模塊，S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用擴展裝置 (EU) 擴展。中心架上多可以有 32 個模塊，每個擴展裝置上多 8 個。接口模塊 (IM) 可以同時處理各個機架之間的通訊。如果工廠覆蓋范圍很寬，CC/EU 還可以相互間隔較長距離安裝（長 10m）。
在單層結構中，這可以實現 256 個 I/O 的大組態，在多層結構中多可以達到 1024 個 I/O。在帶有 PROFIBUS DP 的分布式組態中，可以有 65536 個 I/O 連接（多 125 個站點，如通過 IM153 連接的 ET200M）。插槽可自由編址，因此無需插槽規則。
S7-300 模塊種類豐富，還可以用在分布式自動化解決方案中。
與 S7-300 具有相同結構的 ET 200M I/O 系統通過接口模塊不僅可以連接到 PROFIBUS 上還可以連接到 PROFINET 上。
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
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。
1.2 熱電偶與熱電阻的區別
| 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 |
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 |
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
那里有賣西門子CPU315-2DP
3.2各補償方式接線
3.2.1內部補償
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 | 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 支持內部補償的模板及可接熱電偶個數
圖2 內部補償接線
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℃ | |
表6 西門子參比接點的補償盒訂貨數據
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 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 |
| 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的模板及可接熱電偶個數
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 | 多8個（同類型） |
| S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0 | 多6個（同類型） |
| 6ES7 431-7QH00-0AB0 | 多14個（同類型） |
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
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 | 多8個（同類型） | 0℃或50℃ |
| S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0 | 多8個（同類型） | -27*℃~327.67℃ |
| 6ES7 431-7QH00-0AB0 | 多16個（同類型） | -27*℃~327.67℃ | |
| 6ES7 431-7KF00-0AB0 | 多8個（同類型） | -27*℃~327.67℃ |
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
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。
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 |
表10 S7-400模擬量輸入模板的參數
圖8 S7-400模擬量輸入模板的數據記錄1的結構
以6ES7 431-7QH00-0AB0 模擬量輸入模板為例，程序塊SFC55調用：
圖9 SFC55系統塊調用
當M0.0上升沿使能時，將寫入的參數從MB100~MB166傳遞到輸入地址為100開始的模板，修改其數據記錄1的參數，同時也將參比接點的溫度也寫入模板的設定位置。
| 參數 | 聲明 | 數據類型 | 描述 |
| REQ | INPUT | BOOL | REQ=1，寫請求，上升沿信號。 |
| IOID | INPUT | BYTE | 地址區域的標識號：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，不同則低地址的區域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 | 數據記錄號，參考模板數據手冊。 |
| RECORD | INPUT | ANY | 需要傳送的數據記錄存放區。 |
| RET_VAL | OUTPUT | INT | 故障代碼。 |
| BUSY | OUTPUT | BOOL | BUSY=1，寫操作未完成。 |
表11 各參數的說明
4. 熱電偶的信號處理方式
4.1 硬件組態設置
首先要在硬件組態選擇與外部補償接線*的measuring type（測量類型），measuring range（測量范圍），reference junction（參比接點類型）和reference temperature（參比接點溫度）的參數，如下各圖所示。
圖10 S7-300模板測量方式示意圖
圖11 S7-300模板測量范圍示意圖
化工儀器網