西门子  6ES7341-1BH02-0AE0   西门子  6ES7341-1BH02-0AE0  西门子  6ES7341-1BH02-0AE0

SIMATIC S7-300，CP 341 通讯处理器带 20mA 接口（TTY） 包括项目组态包 在 CD 上

产品
商品编号(市售编号)	6ES7341-1BH02-0AE0
产品说明	SIMATIC S7-300，CP 341 通讯处理器带 20mA 接口（TTY） 包括项目组态包 在 CD 上
产品家族	CP 341
产品生命周期 (PLM)	PM300:有效产品
价格数据
价格组 / 总部价格组	AG / 230
列表价（不含增值税）	显示价格
您的单价（不含增值税）	显示价格
金属系数	无
交付信息
出口管制规定	AL : N / ECCN : N
工厂生产时间	1 天
净重 (Kg)	0.307 Kg
产品尺寸 (W x L X H)	未提供
包装尺寸	13.20 x 15.10 x 5.10
包装尺寸单位的测量	CM
数量单位	1 件
包装数量	1
其他产品信息
EAN	4025515077039
UPC	662643401509
商品代码	85176200
LKZ_FDB/ CatalogID	ST73
产品组	4033
原产国	德国
Compliance with the substance restrictions according to RoHS directive	RoHS 合规开始日期: 2008.03.31
产品类别	A: 问题无关，即刻重复使用
电气和电子设备使用后的收回义务类别	没有电气和电子设备使用后回收的义务
分类
	版本 分类 eClass 5.1 27-24-22-08 eClass 6 27-24-22-08 eClass 7.1 27-24-22-08 eClass 8 27-24-22-08 eClass 9 27-24-22-08 eClass 9.1 27-24-22-08 ETIM 4 EC001423 ETIM 5 EC001423 ETIM 6 EC001423 IDEA 4 3564 UNSPSC 14 32-15-17-05 UNSPSC 15 32-15-17-05

 概述

西门子驱动装置（SIMOVERT MasterDrives VC，MicroMaster 4 以及SIMOREG DC Master）除了具有与驱动基本应用有关的功能外，还具有强大的通讯功能。驱动通讯可以分为三种方式：

• PROFIBUS DP协议
• USS协议
• SIMOLINK协议（一般用来代替Peer to Peer协议，实现从站到从站的通讯）

PROFIBUS DP和USS协议属于主/从通讯，需要有PLC作为主站，驱动装置作为从站。

USS协议的主要优点是，其接口集成在基本装置中，不需要额外费用；主要缺点是通讯速度慢，只有基本通讯功能（PKW+PZD），最多31个从站。

PROFIBUS DP协议的主要优点是，通讯速度快，除了基本功能之外还有一些附加功能（例如：非循环通讯，交叉通讯），站点数更多；主要缺点是需要另外购买作为选件的通讯模板（例如：CBP2或PROFIBUS模板）。

SIMOLINK协议（代替Peer to Peer协议）主要用来实现驱动装置与驱动装置之间的通讯。SIMOLINK协议也可以是主/从通讯，主站是S7-400（FM458+EXM448）或SIMADYN D。

这里我们主要介绍S7 PLC与驱动装置采用PROFIBUS DP协议进行通讯。
采用PROFIBUS DP协议通讯时，既可以利用STEP 7本身提供的功能，也可以使用TIA软件Drive ES。

本文档只介绍STEP 7本身提供的功能。有关Drive ES的功能将根据需要在以后的文档中再做介绍。

（关于 DriveES，可以参加西门子自动化与驱动培训中心的培训课程D2403）

2. 必备条件

下面以S7-300 PLC与MasterDrives CUVC变频器的通讯为例：

主站：S7-300 CPU315-2DP可编程序控制器
从站：MasterDrives CUVC变频器 + CBP2 通讯模板
编程装置：PC + STEP 7 V5.4 + MPI接口（MPI Adapter 或CP5611卡）

装有STEP 7 V5.4 的PC机用于S7 CPU315-2DP的硬件组态与编程，通过MPI电缆与CPU315-2DP的MPI接口连接，用于硬件组态数据及程序的下载。CPU315-2DP的DP接口通过PROBIBUS 电缆与CUVC 变频器的CBP2 上的DP 接口连接，用于S7-300 与变频器的通讯。

网络连接如图1 所示。

图1：PC机、CPU315-2DP 与驱动装置的连接

 

3. 硬件组态

3.1. 新建项目
在SIMATIC Manager 中新建一个项目，名称为Drives_Comm。如图2 所示。

图2：新建项目，名称为Drives_Comm

3.2. 插入一个S7-300 主站
在项目名称Drives_Comm 下插入SIMATIC 300 Station，如图3 所示。

图3：在项目下插入一个S7-300 站

接下来对该站进行硬件组态：从硬件组态目录中依次插入机架、电源、CPU，设置CPU上PROFIBUS DP 接口的网络参数（可采用缺省设置，即：地址2，最高地址126，波特率1.5 Mbps，协议DP）。如图4 所示。

图4：设置CPU 上PROFIBUS DP 接口的参数

按OK 键确认后得到主站的组态结果，如图5所示。

图5：主站的组态

3.3 插入一个MASTERDRIVE 从站
在PROFIBUS(1): DP master system (1) 总线上挂上MasterDrives 从站。

从站路径为：PROFIBUS DP >
                        SIMOVERT >
                        MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx                 或
                        MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1

MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx 与MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 的区别是，前者只能按照PPO 类型选择报文结构（即CBP 功能：循环通讯），后者还能选择更多的报文结构，以配合CBP2 的一些扩展功能（DPV1功能）。

（关于CBP2 模板的报文结构参见下面第7 部分）
（关于MM4 PROFIBUS 模板的报文结构参见下面第8 部分）

选择MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作为从站，地址设成3。如图6 所示。

图6：选择MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作为3 号站

3.4. 在从站中插入“模板”
在驱动装置从站中插入类似于ET 200M 从站中的模板，以确定报文结构。
将右边窗口硬件目录中MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 下面的 PPO 3: 0PKW, 2PZD插入左下窗口中的第一行（Slot 1）。该选项共占两行。意思是：PPO类型3，即：0个字参数数据（又叫PKW），2 个字过程数据（又叫PZD）。参数数据用于PLC 读/写变频器的参数，过程数据用于PLC 控制和监视生产过程。0 个字参数数据表示PLC 不能读/写驱动装置的参数，参数数据也不占用S7 的外设地址；2 个字过程数据表示PLC 和驱动装置交换2 个字过程数据，各占用S7-300 PLC 四个字节的外设地址。地址范围是输入字节256 - 259，输出字节256 -259。如图7 所示。

通常S7 传送到驱动装置的第1 个字是控制字，第2 个字是频率设定值；驱动装置传送到S7的第1 个字是状态字，第2 个字是频率实际值。这是最简单的应用。

(关于CBP2 模板的其他选项的含义参见下面第7 部分)
(关于MM4 PROFIBUS 模板选项的含义参见下面第8 部分)

图7：驱动装置的输入/输出地址

3.5 查看从站中“模板”的属性
双击左下窗口中的第二行（Slot 2），打开其属性。如图8 所示。

图8：驱动装置的输入/输出地址的属性

属性中给出驱动装置占用S7-300 PLC 外设地址的情况，包括：输出/输入地址，长度，单位，连续性范围。这里除了地址之外，其他属性都是由PPO3 决定的，只能读，不能改写。

提示：
长度：		MASTERDRIVES/DC MASTER：			最大 16 个字
		MICROMASTER 420：			最大 4 个字
		MICROMASTER 430/440：			最大 8 个字
单位：		Words（字）
连续性范围：		Unit			以字为单位传送
		Total length			所有字一起传送

当字长不大于 2 或选择“以字为单位传送”时：用 MOVE 指令（L/T 指令）编程
当字长大于 2 且选择“所有字一起传送”时：用 SFC14/15 编程

4. 编程

根据前面的组态，由于输入/输出各占四个字节，可以使用两次MOVE 指令（L/T 指令）。由于程序简单，程序可以直接编写在OB1 中。数据从MB0 - MB3（即：MW0和MW2）写入驱动装置，从驱动装置读回的数据放入MB4 - MB7（即：MW4和MW6）。如图9所示。

图9：PLC程序

传送到驱动装置的第1 个字（MW0）是控制字（控制指令）：
当 MW0 = 0000 0100 0000 0000 B = 0400 H 时，驱动装置处于运行准备状态；
当 MW0 = 0000 0100 0000 0001 B = 0401 H 时，驱动装置进入运行状态1）

1） 相应于第5部分参数设置，PLC 只控制驱动装置起/停。若要传送所有指令应设置：
MW0 = 1001 1100 0111 1110 B（9C7EH）<-> 运行准备
MW0 = 1001 1100 0111 1111 B（9C7FH）<-> 运行
同时设置：P555~P575 = 3101~3115

传送到驱动装置的第2 个字（MW2）是频率设定值：
当MW2 = 0100 0000 0000 0000 B = 4000 H= 16384 D 时，相当于50Hz。

5. 参数设置

在驱动装置侧，驱动装置应处于可以运行的状态。为了实现与PLC 之间的通讯，以及从PLC 接收起/停指令和设定值，向PLC 传送状态字（驱动装置状态）和实际值，应如下更改参数：

P918.01 = 3（缺省设置）			驱动装置地址（即：站号）
P554.01 = 3100			起/停指令（ON/OFF1）
P443.01 = 3002			频率设定值（Setpoint）
P734.01 = 32			状态字1（Status Word1）
P734.02 = 148			频率实际值（Actual Value）

参数设置可以通过操作面板PMU，也可以通过DriveMonitor 软件进行。

6. 测试

启动STEP 7的Monitor/Modify Variables 功能，填写变量。如图10 所示。

图10：用监视和修改变量功能控制驱动装置起动和调速

当控制字（Control Word1）为W#16#0400 时，驱动装置应显示O009，表示运行准备状态。将控制字从W#16#0400 改成W#16#0401 时，驱动装置起动。除了状态字（Status Word1）会发生变化外，速度实际值（Actual Value）也会逐渐上升，上升速度取决于参数P462.01 的数值，最后达到W#16#4000（50Hz）。状态字的含义如图11 所示。其中Bit 2 表示运行状态。将控制字改回W#16#0400 时，驱动装置首先减速，减速时间取决于P464.01 的数值，然后停止运行。

驱动装置起动后可以通过更改MW2 的数值更改速度。对应关系如下：
MW2 = 0000 0000 0000 0000 B = 0000 H= 0 D ~ 0Hz
MW2 = 0100 0000 0000 0000 B = 4000 H= 16384 D ~ 50Hz

MW2 为整型，数值与频率之间是线性关系。负数用补码表示，对应反转。

图11：MasterDrives 驱动装置的状态字的含义

7. CBP2的其他选项

在“3.3. 插入一个 MASTERDRIVES 从站”和“3.4. 在从站中插入模板”章节中我们看到，除了 PPO 类型选项外硬件组态目录中还有其他选项。如图 12 所示。

图12：硬件组态目录中 MasterDrives 驱动装置的选项

首先，我们也可以选择 MASTERDRIVES CBP 和 MASTERDRIVES CBP2 文件夹中的选项（参见图12）。这两个选项是随着 Drive ES 软件一起安装的，有关 Drive ES 的功能将根据需要在以后的文档中再做介绍。

（关于 DriveES，可以参加西门子自动化与驱动培训中心的培训课程D2403）

其次，MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 中的选项基本包括MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx 中的选项。事实上“options”下面的 PPO2 和PPO5 早已取代了上面的 PPO2 和 PPO5。那么什么是 PPO 呢？

PPO = Parameter - Process data - Object，即参数过程数据对象。它规定了 PLC 与驱动装置通讯时报文中有效数据的结构，符合 PROFIBUS 补充协议“variable-speed drives profile”。共有 PPO1 - PPO5 五种类型，如图 13 所示。

图13：5种PPO类型

在 3.5. 节中我们曾查看过 PPO3 型从站中“模板”的属性，所有 PPO 类型从站中“模板”的连续性范围属性都是一样的，均为 Total length。由于 PPO3 总共只有 2 个字过程数据（PZD1 和 PZD2），所以我们仍然可以用 MOVE 指令（L/T 指令）编写程序；与此相同的还有 PPO1 中的过程数据。但如果选择 PPO2、4、5，过程数据（PKW）分别为6 个、6 个和 10 个，则需要编写 SFC14/15。对于 PPO1、2、5 中的参数数据（PKW）其属性连续性范围也为 Total length，也需要编写 SFC14/15。

SFC14/15 为系统功能，其用法参见 SFC14/15 的在线帮助。

在图 12 的硬件组态目录中，各选项含义如下：

1. Std. Telegram 1: 2/2 PZD：
标准报文1：只有过程数据，2 个字输出/2 个字输入，用 MOVE 指令（L/T 指令）编程；

2. Std. Telegram 2: 4/4 PZD：
标准报文 2：只有过程数据，4 个字输出/4个字输入，用 SFC14/15 编程；

3. PCS7 Telegram 352: 6/6 PZD：
PCS7 报文 352：只有过程数据，6 个字输出/6 个字输入，用于 PCS7；

4. PKW module：
PKW 模板（4 个字输出/4 个字输入）：用 SFC14/15 编程；

5. PPO 1: 4 PKW, 2 PZD：
PPO 1，4 个字参数数据，用SFC14/15 编程；2 个字过程数据，用 MOVE 指令（L/T 指
令）编程；

6. PPO 2: 4 PKW, 6 PZD：
PPO 2，4 个字参数数据，用 SFC14/15 编程；6 个字过程数据，用 SFC14/15 编程；

7. PPO 3: 0 PKW, 2 PZD：
PPO 3，没有参数数据，2 个字过程数据，用 MOVE 指令（L/T 指令）编程；

8. PPO 4: 0 PKW, 6 PZD：
PPO 4，没有参数数据，6 个字过程数据，用 SFC14/15 编程；

9. PPO 5: 4 PKW, 10 PZD：
PPO 5，4 个字参数数据，用 SFC14/15 编程；10 个字过程数据，用 SFC14/15 编程；

8. MM4 PROFIBUS模板的选项

MM420/430/440 变频器通过 PROFIBUS 模板实现 PROFIBUS-DP 通讯。PROFIBUS 模板与 CBP2 模板一样，既有基本功能（循环通讯），也有扩展功能（DPV1功能）。MM4 PROFIBUS 模板的选项如图 14 所示。前半段适合所有 3 种变频器，后半段仅适合 MM430 和 MM440。

图14：硬件组态目录中 MICROMASTER 4 驱动装置的选项

在图 14 的硬件组态目录中，各选项含义如下：

1. Standard Telegram 1：
标准报文 1：2 个字输出/2 个字输入，用 MOVE 指令（L/T 指令）编程；

2. 4 PKW，2 PZD （PPO 1）：
PPO 1，4 个字参数数据，用 SFC14/15 编程；2 个字过程数据，用 MOVE 指令
（L/T 指令）编程；

3. 0 PKW，2 PZD （PPO 3）：
PPO 3，没有参数数据，2 个字过程数据，用 MOVE 指令（L/T 指令）编程；

4. 4 PKW，4 PZD whole cons.：
4 个字参数数据，用 SFC14/15 编程；4 个字过程数据，整体连续，用 SFC14 /15 编程；

5. 4 PKW，4 PZD word cons.：
4 个字参数数据，用 SFC14/15 编程；4 个字过程数据，字连续，用 MOVE 指令编程；

6. 0 PKW，4 PZD whole cons.：
没有参数数据；4 个字过程数据，整体连续，用 SFC14 /15 编程；

7. 0 PKW，4 PZD word cons.：
没有参数数据；4 个字过程数据，字连续，用 MOVE 指令（L/T 指令）编程；

-- MM430/440 only：PZD > 4 -- 仅对 MM430/440：PZD 大于 4 个字

8. 4 PKW，6 PZD （PPO 2）：
PPO 2，4 个字参数数据，用 SFC14/15 编程；6 个字过程数据，用 SFC14/15 编程；

9. 4 PKW，6 PZD word cons.：
4 个字参数数据，用 SFC14/15 编程；6 个字过程数据，字连续，用 MOVE 指令编程；

10. 0 PKW，6 PZD （PPO 4）：
PPO 4，没有参数数据；6 个字过程数据，用 SFC14/15 编程；

11. 0 PKW，6 PZD word cons.：
没有参数数据；6 个字过程数据，字连续，用 MOVE 指令（L/T 指令）编程；

12. 4 PKW，8 PZD whole cons.：
4 个字参数数据，用 SFC14/15 编程；8 个字过程数据，整体连续，用 SFC14 /15 编程；

13. 4 PKW，8 PZD word cons.：
4 个字参数数据，用 SFC14/15 编程；8 个字过程数据，字连续，用 MOVE 指令（L/T 指
令）编程；

14. 0 PKW，8 PZD whole cons.：
没有参数数据；8 个字过程数据，整体连续，用 SFC14/15 编程；

15. 0 PKW，8 PZD word cons.：
没有参数数据；8 个字过程数据，字连续，用 MOVE 指令（L/T 指令）编程；

 

MM4 变频器上参数设置：			P0700[0] = 6		控制字1
			P1000[0] = 6		频率设定值
			P2051[0] = 52*		状态字1
			P2051[1] = 21*		频率实际值
			*) 默认值

参数设置可以通过操作面板BOP/AOP，也可以通过 Starter 软件进行。

附加说明：

今后的发展趋势是取消 PPO 类型，代之以标准报文或自由组态。因为在 PPO 类型中不论是过程数据还是参数数据都采用循环方式传送。而参数数据是不需要采用循环方式访问的。

参数数据可以采用非循环方式访问（DPV1功能）。CBP2 模板和 MM4 PROFIBUS 模板既支持循环方式访问又支持非循环方式访问。非循环访问不需要组态，用 SFC58/59以读/写数据包的形式读/写参数。也可以调用 Drive ES SIMATIC 中的标准功能块，而且可以实现更复杂的功能，比如：同时读取或改写多个参数，甚至在 CPU 的 DB 块中对驱动装置的所有参数进行备份。新一代驱动装置 SINAMICS 只支持参数数据的非循环访问。

提示：CBP2 模板和 MM4 PROFIBUS 模板的一些扩展功能需要借助 Drive ES 软件实现。

附：

Drive ES软件的订货号：

Drive ES Basic V5.4 订货号：6SW1700-5JA00-4AA0
Drive ES SIMATIC V5.4 订货号：6SW1700-5JC00-4AA0

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

属性	热电阻	热电偶
信号的性质	电阻信号	电压信号
测量范围	低温检测	高温检测
材料	一种金属材料（温度敏感变化的金属材料）	双金属材料在（两种不同的金属，由于温度的变化，在两个不同金属的两端产生电动势差）
测量原理	电阻随温度变化的性质来测量	基于热电效应来测量温度
补偿方式	3线制和4线制接线	内部补偿和外部补偿
电缆接点要求	电阻直接接入可以更精确的避免线路的的损耗	要通过补偿导线直接接入到模板；或补偿导线接到参比接点，然后用铜制导线接到模板

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。

分度号	温度范围(℃)	两种金属材料
B型	0~1820	铂铑—铂铑
C型	0~2315	钨3稀土—钨26 稀土
E型	-270~1000	镍铬—铜镍
J型	-210~1200	铁—铜镍
K型	-270~1372	镍铬—镍硅
L型	-200~900	铁—铜镍
N型	-270~1300	镍铬硅—镍硅
R型	-50~1769	铂铑—铂
S型	-50~1769	铂铑—铂
T型	-270~400	铜—铜镍
U型	-270~600	铜—铜镍

 表2 分度号对照表

 

2.2可用的模板

CPU类型	模板类型	支持热电偶类型
S7-300	6ES7 331-7KF02-0AB0（8点）	E,J,K,L,N
	6ES7 331-7KB02-0AB0（2点）	E,J,K,L,N
	6ES7 331-7PF11-0AB0（8点）	B,C,E,J,K,L,N,R,S,T,U
S7-400	6ES7 431-1KF10-0AB0（8点）	B,E,J,K,L,N,R,S,T,U
	6ES7 431-7QH00-0AB0（16点）	B,E,J,K,L,N,R,S,T,U
	6ES7 431-7KF00-0AB0（8点）	B,E,J,K,L,N,R,S,T,U

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。

温度补偿方式		说 明	接 线
内部补偿		使用模板的内部温度为参比接点进行补偿，再由模板进行处理。	直接用补偿导线连接热电偶到模拟量模板输入端。
外部补偿	补偿盒	使用补偿盒采集并补偿参比接点温度，不需要模板进行处理。	可以使用铜质导线连接参比接点和模拟量模板输入端。
	热电阻	使用热电阻采集参比接点温度，再由模板进行处理。
		如果参比接点温度恒定可以不要热电阻参考

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。

CPU类型	支持内部补偿模板类型	可连接热电偶个数
S7-300	6ES7 331-7KF02-0AB0	最多8个（4种类型，同通道组必须相同）
	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	230VAC
	B2	110VAC
	B3	24VAC
	B4	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。

CPU类型	支持外部补偿盒补偿模板类型	可连接热电偶个数
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。

CPU类型	支持热电阻补偿模板类型	可连接热电偶个数
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。

CPU类型	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
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：

参数	数据记录号	参数分配方式
		SFC55	STEP7
用于中断的目标CPU	0	否	是
测量方法	0	否	是
测量范围	0	否	是
诊断	0	否	是
温度单位	0	否	是
温度系统	0	否	是
噪声抑制	0	否	是
滤波	0	否	是
参比接点	0	否	是
周期结束中断	0	否	是
诊断中断启用	1	是	是
硬件中断启用	1	是	是
参考温度	1	是	是
上限	1	是	是
下限	1	是	是

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

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