门子优势产品：

S7-200模块        S7-300模块

S7-400模块         S7-1200模块 

S7-1500模块    ET200模块

LOGO模块        

  S7-200 SMART模块

通讯网卡                通讯电缆

DP接头               软线

触摸屏             变频器

西门子S7-300PLC主机最常用的几款PLC：

6ES7211-0AA23-0XB0 SIMATIC S7-200 CPU211,DC/DC/DC,6输入/4输出

6ES7211-0BA23-0XB0 SIMATIC S7-200 CPU211,AC/DC/Rly,6输入/4输出

6ES7212-1AB23-0XB0 SIMATIC S7-200 CPU222,DC/DC/DC,8输入/6输出

6ES7216-2BD23-0XB0 SIMATIC S7-200 CPU226,AC/DC/Rly,24输入/16输出

6ES7223-1PL22-0XA0 SIMATIC S7-200, EM223 数字量输入/输出模块，16输入 24V DC/16输出继电器

6GK7243-1EX01-0XE0 通讯处理器 CP243-1，用于将 SIMATIC S7-22X 连接至工业以太网；FTP 客户端通讯；HTTP 服务器；FTP 服务器；E-MAIL 客户端

1.1 引言
自动化领域的当前发展主流趋势是基于PLC集成的解决方案。在实现若干复杂工艺功能和运动控制的应用中，基于PLC的机电一体化1）解决方案得到了迅速的推广，它既能为用户提供更加灵活和更加效能的机械设备，也能大大地节约制造成本。因此，机电一体化的理念正逐渐地贯彻到越来越多的项目规划和产品设计中。
在机电一体化方案中，注重运动控制的工艺功能在自动化系统和驱动系统中得到了广泛的应用。西门子的Technology CPU（或称T CPU）实现了在一个SIMATIC CPU中集成工艺和运动控制功能，它不仅可完美地执行开环控制和运动控制的任务，而且能完全集成在SIMATIC产品家族和TIA（Totally Integrated Automation，全集成自动化）环境之中。
作为新的SINAMICS驱动家族的一员，SINAMICS S120是满足机器和工厂框架中高性能要求的模块化驱动系统。S120提供了高性能的单轴和多轴驱动，凭借其扩展性和灵活性，可广泛应用在众多行业。

1）机电一体化（Mechatronics），结合了机械工程、计算机技术和电子技术的综合性学科，常用于制造业的设计和开发工作。

1.2 Technology CPU产品介绍
目前西门子提供了三款T CPU（如图1）供用户选择：315T-2DP、317T-2DP和317TF-2DP。CPU 315T-2DP/CPU 317T-2DP应用在运动控制和标准控制相结合的典型应用中；CPU317TF-2DP除了包含了以上两款产品的所有功能，还提供了额外的故障安全功能，可应用在标准控制、运动控制和安全相关控制相结合的综合应用之中。

图1 T CPU产品家族

T CPU包括以下部分：

• SIMATIC CPU 31x-2DP
• 符合PLCopen认证的运动控制功能
• 工艺组态（工艺对象、轴组态、工艺工具等）

系统提供预编程的符合PLCopen认证的功能块简化了用户的编程工作。STEP 7选件包S7-Technology可用于对所有的工艺功能进行编程和调试。
T CPU可同时处理多达32个（对于315T-2DP）或64个（对于317T（F）-2DP）工艺对象。
更多T CPU产品信息请参考支持中心提供的相关网页。

1.3 SINAMICS S120产品介绍
Sinamics S120 是西门子公司推出的全新的集 V/F、矢量控制及伺服控制于一体的驱动控制系统，它不仅能控制普通的三相异步电动机，还能控制同步电机、扭矩电机及直线电机。其强大的定位功能将实现进给轴的绝对、相对定位。内部集成的 DCC(驱动控制图表)功能，用 PLC 的 CFC 编程语言来实现逻辑、运算及简单的工艺等功能。
S120分为两种，AC/AC（单轴驱动器）和DC/AC（多轴驱动器）。
更多S120产品信息请参考支持中心提供的相关网页。

2. 准备

2.1 环境要求

2.1.1 本文档所述实例基于以下硬件环境：
• PS307 5A                         6ES7307-1EA00-0AA0
• CPU 317TF-2DP             6ES7317-6TF14-0AB0
• SIMATIC MMC 8M        6ES7953-8LP11-0AA0
• SIMATIC Field PG M3    6ES7715-1BB23-0AA1
• PROFIBUS电缆
• 其他S7 300模块（如果有，如DI、DO等）
• S120 Training Case           6ZB2480-0BA0，

图2 S120 Training Case

包括：
（1）CU320 6SL3040-0MA00-0AA1
（2）非调节型电源模块5kW 6SL3130-6AE15-0AA0
（3）双电机模块3A 6SL3120-2TE13-0AA0
（4）同步电机（1FK7022-5AK71-1AG3），通过SMC20（6SL3055-0AA00-5BA1）接增量型编码器（2048,Sin/Cos，1Vpp）
（5）同步电机（1FK7022-5AK71-1LG3），通过DRIVE-CLIQ接绝对值编码器（512 ppr，EnDat）
（6）CompactFlash Card 6SL3054-0CG01-1AA0

2.1.2 本文档所述实例基于以下软件环境：
• Window XP SP3
• STEP 7 V5.5 SP2
• S7 Technology V4.2 SP1
• S7 Distributed Safety V5.4 SP52)

2）如需使用故障安全功能，则需要此软件。

2.2 任务

2.2.1 组态实例

图3 系统连接图

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。

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。

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。

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。

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：

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。

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。
综上所述，如果想得到所测的温度值，选择线性化方式的设置比较方便；如果仅需要得到Mv信号，可以选择非线性化方式的设置。

全国代理：

北京市PLC、天津市、上海市、重庆市。特别行政区：香港、澳门。 
北京行政区划市辖区PLC： 
东城区、西城区、宣武区、崇文区、丰台区、海淀区、朝阳区、石景山区 ，房山，平谷，密云，怀柔，延庆，大兴，门头沟，顺义，昌平 
上海的行政区划市辖区PLC： 
黄浦区（包括原黄浦区和原南市区，两者於2000年合并成为新的黄浦区）， 卢湾区， 徐汇区 ，长宁区 ，静安区 ，普陀区 ，闸北区 ，虹口区 ，杨浦区，浦东新区（1992年前大部为川沙县） ，宝山区（1988年前称宝山县） ，闵行区（1992年前大部为上海县），嘉定区（1992年前称嘉定县）， 金山区（1997年前称金山县）， 松江区（1998年前称松江县） ，青浦区（1999年前称青浦县），奉贤区（2001年前称奉贤县）， 南汇区（2001年前称南汇县）， 县：崇明县； 
天津的行政区划市辖区PLC： 
和平区、河东区、河西区、南开区、河北区、红桥区、塘沽区、汉沽区、大港区、东丽区、西青区、津南区、北辰区、武清区和宝坻区。市辖县有宁河县、静海县、蓟县。 
重庆的行政区划市辖区： 
渝中区 沙坪坝区 北碚区 渝北区 涪陵区 江北区 南岸区 双桥区 万洲区 长寿区 大渡口区 九龙坡区 万盛区 巴南区 黔江区 。 
河北省（11个地级市、22个县级市）： 
11个地级市：石家庄市、唐山市、秦皇岛市、邯郸市、邢台市、保定市、张家口市、承德市、沧州市、廊坊市、衡水市。 
22个县级市：辛集市、藁城市、晋州市、新乐市、鹿泉市、遵化市、迁安市、武安市、南宫市、沙河市、涿州市、定州市、安国市、高碑店市、泊头市、任丘市、黄骅市、河间市、霸州市、三河市、冀州市、深州市。 
内蒙古自治区（9个地级市、3个盟、11个县级市）： 
9个地级市：呼和浩特市、包头市、乌海市、赤峰市、通辽市、鄂尔多斯市、呼伦贝尔市、巴彦淖尔市、乌兰察布市。 
3个盟：锡林郭勒盟、兴安盟、阿拉善盟 
11个县级市：霍林郭勒市、满洲里市、牙克石市、扎兰屯市、根河市、额尔古纳市、丰镇市、锡林浩特市、二连浩特市、乌兰浩特市、阿尔山市。 
辽宁省（14个地级市、17个县级市）： 
14个地级市：沈阳市、大连市、鞍山市、抚顺市、本溪市、丹东市、锦州市、营口市、阜新市、辽阳市、盘锦市、铁岭市、朝阳市、葫芦岛市。 
17个县级市：新民市、瓦房店市、普兰店市、庄河市、海城市、东港市、凤城市、凌海市、北镇市、大石桥市、盖州市、灯塔市、调兵山市、开原市、凌源市、北票市、兴城市 
吉林省（8个地级市、1个州、20个县级市）： 
8个地级市：长春市、吉林市、四平市、辽源市、通化市、白山市、松原市、白城市。 
1个州：延边朝鲜族自治州PLC。 
20个县级市：九台市、榆树市、德惠市、舒兰市、桦甸市、蛟河市、磐石市、公主岭市、双辽市、梅河口市、集安市、临江市、大安市、洮南市、延吉市、图们市、敦化市、龙井市、珲春市、和龙市。 
黑龙江省（12个地级市、1个地区、18个县级市）： 
12地级市：哈尔滨市、齐齐哈尔市、鹤岗市、双鸭山市、鸡西市、大庆市、伊春市、牡丹江市、佳木斯市、七台河市、黑河市、绥化市。 
1地区：大兴安岭地区。 
18个县级市：尚志市、双城市、五常市、讷河市、密山市、虎林市、铁力市、绥芬河市、宁安市、海林市、穆棱市、同江市、富锦市、北安市、五大连池市、安达市、肇东市、海伦市。 
江苏省（13个地级市、27个县级市）： 
13个地级市：南京市、无锡市、徐州市、常州市、苏州市、南通市、连云港市、淮安市、盐城市、扬州市、镇江市、泰州市、宿迁市。 
27个县级市：江阴市、宜兴市、邳州市、新沂市、金坛市、溧阳市、常熟市、张家港市、太仓市、昆山市、吴江市、如皋市、通州市、海门市、启东市、东台市、大丰市、高邮市、江都市、仪征市、丹阳市、扬中市、句容市、泰兴市、姜堰市、靖江市、兴化市。 
浙江省（11个地级市、22个县级市）： 
11个地级市：杭州市、宁波市、温州市、嘉兴市、湖州市、绍兴市、金华市、衢州市、舟山市、台州市、丽水市。 
22个县级市：建德市、富阳市、临安市、余姚市、慈溪市、奉化市、瑞安市、乐清市、海宁市、平湖市、桐乡市、诸暨市、上虞市、州嵊市、兰溪市、义乌市、东阳市、永康市、江山市、临海市、温岭市、龙泉市。 

安徽省（17个地级市、5个县级市）： 
17个地级市：PLC合肥市代理、PLC芜湖市代理商、PLC蚌埠市代理商、PLC淮南市代理商、PLC马鞍山市代理商、PLC淮北市代理商、PLC铜陵市代理商、PLC安庆市代理商、PLC黄山市代理商、PLC滁州市代理商、PLC阜阳市代理商、PLC宿州市代理商、PLC巢湖市代理商、PLC六安市代理商、PLC亳州市代理商、PLC池州市代理商、PLC宣城市代理商。 
5个县级市：PLC桐城市代理商、PLC天长市代理商、PLC明光市代理商、PLC界首市代理商、PLC宁国市代理商。 
福建省（9个地级市、14个县级市）： 
9个地级市：PLC福州市代理商、PLC厦门市代理商、PLC莆田市代理商、PLC三明市代理商、PLC泉州市代理商、PLC漳州市代理商、PLC南平市代理商、PLC龙岩市代理商、PLC宁德市代理商。 
14个县级市：PLC福清市代理商、PLC长乐市代理商、PLC永安市代理商、PLC石狮市代理商、PLC晋江市代理商、PLC南安市代理商、PLC龙海市代理商、PLC邵武市代理商、PLC武夷山代理商、PLC建瓯市代理商、PLC漳平市代理商、PLC建阳市代理商、PLC福安市代理商、PLC福鼎市代理商。 
PLC江西省代理商
11个地级市：PLC南昌市代理商、PLC景德镇市代理商、PLC萍乡市代理商、PLC九江市代理商，PLC新余市代理商、PLC鹰潭市代理商、PLC赣州市代理商、PLC吉安市代理商、PLC宜春市代理商、PLC抚州市代理商、PLC上饶市代理商。 
10个县级市：PLC乐平市代理商、PLC瑞昌市代理商、PLC贵溪市代理商、PLC瑞金市代理商、PLC南康市代理商、PLC井冈山市代理商、PLC丰城市代理商、PLC樟树市代理商、PLC高安市代理商、PLC德兴市代理商。 
山东省PLC
17个地级市：PLC济南市代理商、PLC青岛市代理商、PLC淄博市代理商、PLC枣庄市代理商、PLC东营市代理商、PLC烟台市代理商、PLC潍坊市代理商.PLC济宁市代理商、PLC泰安市代理商、PLC威海市代理商、PLC日照市代理商、PLC莱芜市代理商、PLC临沂市代理商、PLC德州市代理商、PLC聊城市代理商、PLC滨州市代理商、PLC菏泽市代理商。 
31个县级市：PLC章丘市代理商、PLC胶南市代理商、PLC胶州市代理商、PLC平度市代理商、PLC莱西市代理商、PLC即墨市代理商、PLC滕州市代理商、PLC龙口市代理商、PLC莱阳市代理商、PLC莱州市代理商、PLC招远市代理商、PLC蓬莱市代理商、PLC栖霞市代理商、PLC海阳市代理商、PLC青州市代理商、PLC诸城市代理商、PLC寿光市代理商、PLC安丘市代理商、PLC高密市代理商、PLC昌邑市代理商、PLC曲阜市代理商、PLC兖州市代理商、PLC邹城市代理商、PLC新泰市代理商、PLC肥城市代理商、PLC乳山市代理商、PLC文登市代理商、PLC荣成市代理商、PLC乐陵市代理商、PLC禹城市代理商、PLC临清市代理商。 
河南省PLC
17个地级市：PLC郑州市代理商、PLC开封市代理商、PLC洛阳市代理商、PLC平顶山市代理商、PLC安阳市代理商、PLC鹤壁市代理商、PLC新乡市、PLC焦作市代理商、PLC濮阳市代理商、PLC许昌市代理商、PLC漯河市代理商、PLC三门峡市代理商、PLC南阳市代理商、PLC商丘市代理商、PLC信阳市代理商、PLC周口市代理商、PLC驻马店市代理商。 
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湖北省
12个地级市：PLC武汉市代理商、PLC黄石市代理商、PLC十堰市代理商、PLC荆州市代理商、PLC宜昌市代理商、PLC襄樊市代理商、PLC鄂州市代理商、PLC荆门市代理商、PLC孝感市代理商、PLC黄冈市代理商、PLC咸宁市代理商、PLC随州市代理商。