Как подключить термопару к ПЛК

В этой статье мы покажем вам, как подключить термопару к модулю аналогового ввода ПЛК . Мы также собираемся обсудить компенсацию холодного спая термопары и проблемы при работе с удлинителями.

Хорошо… Давайте начнем с краткого обзора того, что такое термопара.

Соединения и напряжения

Термопара состоит из двух разнородных металлических проводов. Эти два разнородных металла соединены вместе на одном конце и открыты на другом конце. Соединяемый конец называется измерительным соединением .

Нагрев, подаваемый на измерительный переход, создаст напряжение на открытом конце. По мере увеличения приложенного тепла увеличивается и напряжение открытого конца.

Производители термопар специально выбрали пары металлических проводов, которые производят 0 вольт при 0 °C.

Типы термопар

Определенные пары проводов стали популярными в качестве отраслевых стандартов, и им присвоены буквы для обозначения их типа. Например, термопара типа К изготавливается из сплавов хромель и алюмель.

Были составлены таблицы термопар, в которых перечислены результирующие напряжения при определенных значениях температуры.

Что ж, если мы хотим измерить температуру, это кажется достаточно простым!

Все, что нам нужно сделать, это измерить напряжение на открытом конце. К сожалению, это не так просто.

Во-первых, создаваемые напряжения очень малы, а фактическое изменение напряжения на градус Цельсия ничтожно мало.

Во-вторых, как только вы подключаете измерительный прибор к открытому концу, вы создаете больше соединений, которые создают нежелательные напряжения!

Подключить термопару к ПЛК

Хорошо… давайте подключим термопару к входному модулю ПЛК. Большинство поставщиков ПЛК предлагают модули термопар. Эти специально разработанные аналоговые модули обеспечивают так называемую компенсацию холодного спая  , которая устраняет эффект любых новых созданных спаев.

Давайте подробнее рассмотрим типичный модуль термопары. Siemens 6ES7 531-7PF00-0AB0 представляет собой модуль аналогового ввода, способный подключать восемь термопар.

Этот конкретный модуль предлагает несколько вариантов компенсации холодного спая. Почему разные варианты?

Ну, по одной причине холодный спай может находиться в разных местах в зависимости от применения и расположения термопары.

Имейте в виду, что всякий раз, когда провод термопары подключается к другому материалу, создается новое соединение. Мы поговорим об этом позже.

В руководстве по модулю термопары Siemens показаны все возможные варианты компенсации.

1) Термопара подключена непосредственно к ПЛК

Давайте рассмотрим приложение, в котором термопара подключена непосредственно к одному из входов модуля.

В этом примере мы подключаем термопару типа K к клеммам 3 и 4 модуля. Положительный провод с желтой изоляцией подключается к клемме 3. Минусовой провод с красной изоляцией подключается к клемме 4.

Как правило, провода термопары с красной изоляцией являются отрицательными.

Вот примеры трех типичных термопар. Обратите внимание, что все отрицательные провода имеют красную изоляцию.

В этом сценарии подключения холодный спай находится прямо на клеммах аналогового модуля. Модуль имеет внутренний датчик, который может компенсировать холодный спай.

Тип термопары и источник компенсации холодного спая настраиваются в программе Siemens STEP 7.

2) Термопара расположена на расстоянии от ПЛК

Давайте перейдем к другому сценарию. Что делать, если термопара находится на расстоянии от ПЛК?

В этом сценарии вы можете использовать удлинительный провод термопары, поскольку использование стандартного медного провода создает новые соединения и нежелательные напряжения.

Удлинительный провод термопары изготовлен из того же материала, что и термопара, что исключает любые возможные новые соединения. Использование клеммных блоков термопар гарантирует, что новые спаи не будут создаваться.

С удлинительными проводами термопары холодный спай находится на клеммах аналогового модуля, поэтому модуль можно сконфигурировать, как в нашем первом сценарии.

Мы только что описали два возможных сценария подключения из многих. Если вы не уверены, возможен ли ваш вариант подключения, лучшим ресурсом для вас является руководство по вашему модулю.

Как мы уже говорили ранее, все варианты компенсации и схемы подключения указаны в инструкции к модулю.