西门子模块6ES7322-1HH01-0AA0详细说明

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PLCopen 运动功能块

SIMATIC S7-1200 支持控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。使用轴技术对象和国际认可的 PLCopen运动功能块，在工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic中可轻松组态该功能。除了“home"和“jog"功能，也支持移动、相对移动和速度移动。

驱动调试控制面板

工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的驱动调试控制面板，简化了步进马达和伺服驱动器的启动和调试操作。

它提供了单个运动轴的自动控制和手动控制，以及在线诊断信息。

用于闭环回路控制的 PID 功能

SIMATIC S7-1200 多可支持 16 个 PID 控制回路，用于简单的过程控制应用。借助 PID控制器技术对象和工程组态SIMATIC STEP 7 Basic 中提供的支持编辑器，可轻松组态这些控制回路。SIMATICS7-1200 支持 PID 自动调整功能，可自动为节省时间、积分时间和微分时间计算调整值。

PID 调试控制面板

SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的 PID调试控制面板，简化了回路调整过程。它为单个控制回路提供了自动调整和手动控制功能，为调整过程提供了图形化的趋势视图。

内部空气冷却

在这种标准解决方案中，来自驱动部件的电子电路和功率部分的功率损耗通过自然冷却或布置到控制柜内部的强迫通风冷却系统来排除。

外部空气冷却

外部空气冷却采用“通孔"方法。部件的功率部分散热器穿过控制柜的安装表面，从而将功率部分散出的热量释放到一个独立的外部冷却回路。控制柜中保留的仅有热量是由电子部件散发的。在外部散热器的机械接口处，可达到IP54的防护等级。带有散热片和风扇装置（在供货范围内）的散热器从后部伸出到一个单独的通风区域内，该通风区域也可向外敞开。

冷却板冷却

采用冷却板冷却方式的装置可通过装置后面板上的一个热量接口将功率部分的热量损耗传递到外部散热器。例如，该外部散热器可以是水冷式散热器。

液体冷却

在液体冷却式装置上，散热器上安装有功率半导体，冷却介质从该散热器中流过。装置产生的大部分热量由冷却介质吸收，并可散到控制柜外面。

不同形式的设备可作为一种完整系统解决方案来购买。用户将得益于驱动专家所拥有的知识，不必再考虑相关应用的热量方面的设计。尤其是在带有采用冷却板冷却、外部空气冷却和液体冷却装置的机架型设备的应用中，用户将获得一个技术可靠的解决方案，节省了设计时间。例如，驱动系统解决方案可以是一个采用冷却板冷却（*安装在一个公共冷却板上）的书本型驱动系统，一直到带有一个冷却系统和温度/冷凝控制的完整控制柜。

根据要求，我们可提供有关详细信息。

SINAMICS S120变频调速柜可对各个轴的电能进行回收并在多轴配置的直流回路中使用，并且可将能量回馈到电源系统中，从而节省了能量。在*馈电下，控制柜中也不会产生多余热量。

由于有源整流装置可防止产生容性和感性无功电流，SINAMICSS120还能确保电源中不会产生不必要的功率损耗，并且不会产生电流谐波。这不仅防止了对其它负载造成有害影响，也降低了控制柜中产生的热量。

系统部件分为以下类别：

• 直流链路组件

  例如，制动模块和制动电阻器

• 输出侧的电源部件

  例如，电机电抗器

• 附带系统部件

  例如，终端模块、操作员面板和通讯板

• 编码器系统接口

  用于将各种编码器连接到SINAMICS S120

书本型单元于多轴应用，它们是彼此相邻安装的。共用电压源直流环节采用集成连接方式。书本型单元的冷却选件范围较广：内部空气冷却、外部空气冷却、冷却板冷却以及（某些情况下）液体冷却。

从书本型模块，我们针对具有很高紧凑性要求的驱动装置开发出紧凑书本型模块。紧凑书本型模块具有书本型模块的全部优点和相同的性能，但总高度降低，具有更大的过载能力。紧凑书本型模块尤其适合集成到具有很高动态要求和安装空间有限的机器中。

紧凑书本型模块的冷却方式为内部空气冷却和冷却板冷却。

块型模块单轴应用，仅具有电源模块。

可直接将 CU310?2控制单元卡装到这些模块上面。这些装置是通过内部空气冷却或液体冷却方式进行冷却的。

输出较高的单元（大约 100kW及以上）的结构形式为机架型。它们分为输入模块、电源模块和电机模块。机架型模块是通过一个内部空气冷却回路进行冷却的。对于特殊应用（如挤出和船舶应用），提供有液体冷却单元。CU310?2控制单元可被集成到电源模块中

西门子6SE7022-6ES87-1FE0

三、热电偶

热电偶由两种不同金属结合而成，它受热时会产生微小的电压，电压大小取决于组成热电偶的两种金属材料，铁-康铜(J型)、铜-康铜(T型)和铬-铝(K型)热电偶常用的三种。

热电偶产生的电压很小，通常只有几毫伏。K型热电偶温度每变化1℃时电压变化只有大约40μV，测量系统要能测出4μV的电压变化测量精度才可以达到0.1℃。

由于两种不同类型的金属结合在一起会产生电位差，热电偶与测量系统的连接也会产生电压。一般把连接点放在隔热块上以减小这一影响，使两个节点处以同一温度下，从而降低误差。有时候也会测量隔热块的温度，以补偿温度的影响(图5)。

测量热电偶电压要求的增益一般为100到300，而热电偶撷取的噪声也会放大同样的倍数。通常采用测量放大器来放大信号，因为它可以除去热电偶连线里的共模噪声。市场上还可以买到热电偶信号调节器，如模拟器件公司的AD594/595，可用来简化硬件接口。

四、固态热传感器

简单的半导体温度传感器就是一个PN结，例如二极管或晶体管基极-发射极之间的PN结。如果一个恒定电流流过正向偏置的硅PN结，正向压降在温度每变化1℃时会降低1.8mV。很多IC利用半导体的这一特性来测量温度，包括美信的MAX1617、国半的LM335和LM74等等。半导体传感器的接口形式多样，从电压输出到串行SPI/微线接口都可以。

温度传感器种类很多，通过正确地选择软件和硬件，一定可以找到适合自己应用的传感器

西门子S7-300PLC模块状态和故障指示灯：

　　（1）SF（系统故障指示，红色）：CPU硬件故障或软件出错时常亮；

　　（2）BATF（电池故障，红色）：电池电压低或无电池时常亮；

　　（3）DC 5V（＋5V电源指示，绿色）：CPU和S7－300总线＋5V电源正常时常亮；

　　（4）FRCE（强制指示，）：至少有一个I/O被强制时常亮；

　　（5）RUN（运行指示，绿色）：CPU处于RUN运行方式时常亮，重启动时以2Hz的频率闪亮，HOLD状态时以0.5Hz的频率闪亮；

　　（6）STOP（停机指示，）：CPU处于STOP、HOLD状态时常亮；请求存储器复位时以0.5Hz的频率闪烁；正在复位时以2Hz的频率闪烁；

　　（7）BUSF（总线故障指示，红色）：Profibud－DP接口硬件或软件故障时常亮。

　　西门子S7-300PLC模块采用循环执行用户程序的方式。OB1是用于循环处理的组织块（主程序），它可以调用别的逻辑块，或被中断程序（组织块）中断

西门子6SL3000-2BE21-0AA0

常用温度测量技术及其接口电路
温度是实际应用中经常需要测试的参数，从钢铁制造到半导体生产，很多工艺都要依靠温度来实现，温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述，并介绍与电路系统之间的接口。

温度测量应用非常广泛，不仅生产工艺需要温度控制，有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量，如计算机要监控CPU的温度，马达控制器要知道功率驱动IC的温度等等，下面介绍几种常用的温度传感器。

一、热敏电阻器

用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。

表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数，这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例，25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ；与此类似，25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为14.050KΩ。

图1是热敏电阻的温度曲线，可以看到电阻/温度曲线是非线性的。这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下：

这里T指开氏温度，A、B、C、D是常数，根据热敏电阻的特性而各有不同，这些参数由热敏电阻的制造商提供。

热敏电阻一般有一个误差范围，用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同，误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换，用于不能进行现场调节的场合，例如一台仪器，用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准，这种热敏电阻比普通的精度要高很多，也要贵得多。

图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压，一般它与ADC的参考电压一致，如果ADC的参考电压是5V，Vref也将是5V。热敏电阻和电阻串联产生分压，其阻值变化使得节点处的电压也产生变化，该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。

1、自热问题

由于热敏电阻是一个电阻，电流流过它时会产生一定的热量，电路设计人员应确保拉升电阻足够大，以防止热敏电阻自热过度，否则系统测量的是热敏电阻发出的热，而不是周围环境的温度。

热敏电阻消耗的能量对温度的影响用耗散常数来表示，它指将热敏电阻温度提高比环境温度高1℃所需要的毫瓦数。耗散常数因热敏电阻的封装、管脚规格、包封材料及其它因素不同而不一样。

系统所允许的自热量及限流电阻大小由测量精度决定，测量精度为±5℃的测量系统比精度为±1℃测量系统可承受的热敏电阻自热要大。

应注意拉升电阻的阻值必须进行计算，以限定整个测量温度范围内的自热功耗。给定出电阻值以后，由于热敏电阻阻值变化，耗散功率在不同温度下也有所不同。

有时需要对热敏电阻的输入进行标定以便得到合适的温度分辨率，图3是一个将10～40℃温度范围扩展到ADC整个0～5V输入区间的电路。运算放大器输出公式如下：

一旦热敏电阻的输入标定完成以后，就可以用图表表示出实际电阻与温度的对应情况。由于热敏电阻是非线性的，需要用图表表示，系统要知道对应每一个温度ADC的值是多少，表的精度具体是以1℃为增量还是以5℃为增量要根据具体应用来定。

2、累积误差

用热敏电阻测量温度时，在输入电路中要选择好传感器及其它元件，以便和所需要的精度相匹配。有些场合需要精度为1%的电阻，而有些可能需要精度为0.1%的电阻。在任何情况下都应用一张表格算出所有元件的累积误差对测量精度的影响，这些元件包括电阻、参考电压及热敏电阻本身。

如果要求精度高而又想少花一点钱，则需要在系统构建好后对它进行校准，由于线路板及热敏电阻必须在现场更换，一般情况下不建议这样做。在设备不能作现场更换或工程师有其它方法监控温度的情况下，也可以让软件建一张温度对应ADC变化的表格，这时需要用其它工具测量实际温度值，软件才能创建相对应的表格。对于有些必须要现场更换热敏电阻的系统，可以将要更换的元件(传感器或整个模拟前端)在出厂前就校准好，并把校准结果保存在磁盘或其它存储介质上，当然，元件更换后软件必须要能够知道使用校准后的数据。

热敏电阻是一种低成本温度测量方法，使用也很简单，下面我们介绍电阻温度探测器和热电偶温度传感器。

二、电阻温度探测器

电阻温度探测器(RTD)实际上是一根特殊的导线，它的电阻随温度变化而变化，通常RTD材料包括铜、铂、镍及镍/铁合金。RTD元件可以是一根导线，也可以是一层薄膜，采用电镀或溅射的方法涂敷在陶瓷类材料基底上。

RTD的电阻值以0℃阻值作为标称值。0℃100Ω铂RTD电阻在1℃时它的阻值通常为100.39Ω，50℃时为119.4Ω，图4是RTD电阻/温度曲线与热敏电阻的电阻/温度曲线的比较。RTD的误差要比热敏电阻小，对于铂来说，误差一般在0.01%，镍一般为0.5%。除误差和电阻较小以外，RTD与热敏电阻的接口电路基本相同。