热电偶有三线的吗(如何一次搞定西门子SM331模拟量模块的那点事？)

说到西门子的产品，可以用应接不暇来表达完全没有问题，但是我们今天只谈SM331模拟量模块。

图1 SM331模块示意图

一、SM331模块能够处理的传感器信号

根据测量类型，可以对下列传感器接线并连接至模拟量输入模块：

● 电压传感器

● 电流传感器

– 作为 2 线制传感器

– 作为 4 线制传感器

● 电阻

● 热电偶

● hart信号

这里要说明，SM331模块种类很多，不是一个型号都能接上面的所有型号，比如SM331 AI8*16bit HART，它只能接电流传感器的四线传感器或者是两线制传感器以及hart信号，而SM331 AI8*12BIT，它可以接电流信号、电阻信号以及热电偶信号等，但是不能接hart信号。因此，读者在选型的时候一定要选好，按照自己的需求来选。选型时最好选择熟悉西门子的专业工程师，千万不要太随意，否则可能费力不讨好。

二、SM331模块分类

SM331模块种类繁多，有精度为12位、13位、14位、16位的，有2通道、4通道、6通道、8通道的，也有RTD专用、热电偶专用的，也有通用模块等，总之，分类很多、很细，如下图所示：详情i可以参照相关手册或者STEP 7组态软件中的硬件配置右边的树形列表。

图2 SM331分类图

三、SM331模块精度、测量范围

模拟量回路无非就是D/A转换、A/D转换电路。SM331也不例外，既然如此，如果读者学过数字电路技术，就知道这些转换都有一个精度或者是位数。不同的位数决定了测量范围、测量精度。而SM331模块除了有位数以外，还分为双极性输入和单极性输入，在不同的情况下，他们的测量范围是不一样的。如下图3、图4所示，它们表达了不同位数、不同极性输入情况下的测量范围和精度。

图3 SM331双极性输入

图4 SM331单极性输入

四、SM331模块信号分配

SM331模块，他有两个通道一组、八通道一组等，所以我们在做信号分配的时候，要注意一下两点：

1、信号类型；

2、模块通道组情况

首先分配给该模块的信号，模块一定要支持，其次一次两两通道分配的信号类型相同、甚至整块模块得到分配的信号类型需要相同。比如，一个模块，它的通道是两两一组的，结果你把第一通道分配给四线制传感器、第二通道分配给两线制传感器；或者是该模块是八通道一组的，结果你把四线制传感器、两线制传感器、三线制传感器分配给同一个模块。这样是不对的，而且会造成有的信号无法使用，甚至烧好模块。如下图5所示，该图对上述所举的两类例子都是不合理。

图5 无论是两两一组还是八个一组，都不合理

五、SM331模拟量模块的选择和调试顺序

可以不必严格遵照这里建议的顺序，也就是说，可以完成安装或调试其它模块等其它任务，或者提前或推后对模块进行编程。模拟量模块的选择和调试顺序：

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

这里我主要讲第二点，量程卡的设置，其他几点可以参照西门子《S7-300模块数据手册》。第二点量程卡的设置与我们信号分配密切相关。就是它和软件设置配合使用，决定了我们在同一组通道中，不能有不同类型的信号接入。量程卡的可选设置： “A”、“B”、“C”和“D”，A:热电偶/热电阻；B：电压（出厂默认设置）；C：电流（四线制传感器）；D：电流（两线制传感器），安装调整位置时，模块上通箭头对应量程卡是那个字母，代表该通道应该接什么类型的信号，如下图6，图7，图8所示：

图6 量程卡的位置

图7 信号类型软件设置1(八通道一组模块)

信号类型软件设置1(两图8 通道一组模块)

同时在调试时，软件中的对应模块通道也要设置为相应的功能。模块的安装如下图9、图10所示：

图9 量程卡设置1

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图10 量程卡设置2

六、SM331模拟量模块接线

SM331模拟量模块的接线要分为电压信号、电流信号、电阻信号、热电偶信号等，下面我们以SM331 AI8*13BIT(6ES7311-KF02-0AB0)为例。

1、电压信接线如下图11：

图11 电压信号接线

2、电流信号接线图如下图12：

图12 电流信号接线

3、电阻信号接线图如下图13：

图13 电阻信号接线

更详尽以及其他模块的接线图参照西门子《S7-300模块数据手册》，这里本人只是抛砖引玉。欢迎读者来信交流，多多指正。