SIMATIC S7 Sistema di automazione S7-1200
Funzionamento base di una termocoppia
Funzionamento base di una termocoppia
Le termocoppie si formano ogni volta che due metalli diversi vengono collegati elettricamente
generando una tensione proporzionale alla temperatura del punto di giunzione. Si tratta di una
tensione molto piccola per cui un microvolt può corrispondere a molti gradi. Il rilevamento della
temperatura mediante termocoppia prevede la misura della tensione della termocoppia, la
compensazione dei giunti supplementari e la linearizzazione del risultato.
Quando si collega una termocoppia al modulo di I/O SM 1231, i due fili di metallo diverso
vengono collegati al connettore di segnale del modulo. Il punto in cui i due fili si toccano
costituisce il sensore della termocoppia.
Altre due termocoppie si formano nel punto in cui i due fili di metallo diverso si collegano al
connettore di segnale. La temperatura del connettore genera una tensione che viene sommata
a quella del sensore. Se la tensione non viene compensata la temperatura rilevata si discosta
da quella del sensore.
Per compensare il connettore della termocoppia si effettua quindi una compensazione dei
giunti freddi. Le tabelle relative alle termocoppie sono basate su una temperatura di riferimento
dei giunti che generalmente è pari a 0 gradi Celsius. La compensazione dei giunti freddi
dell'unità compensa il connettore a zero gradi Celsius e corregge la tensione sommata dalle
termocoppie del connettore. La temperatura dell'unità viene misurata internamente e convertita
in un valore che viene sommato alla conversione del sensore. La conversione corretta del
sensore viene infine linearizzata mediante le tabelle delle termocoppie.
Per garantire un funzionamento ottimale della compensazione dei giunti freddi è necessario
collocare il modulo in un ambiente termicamente stabile. Le variazioni lente (inferiori a 0,1 ℃/
minuto) con il modulo a temperatura ambiente vengono compensate correttamente entro le
specifiche del modulo. Anche il passaggio di aria attraverso il modulo causa errori di
compensazione dei giunti freddi.
Per ottenere una migliore compensazione degli errori si può utilizzare un blocco isotermico
esterno. Il modulo per termocoppie consente di utilizzare un blocco con riferimento a 0 ℃ o 50
℃.
Tabella di selezione delle termocoppie per SB 1231
La seguente tabella riporta i campi e la precisione dei tipi di termocoppie utilizzabili con la signal
board per termocoppie SB 1231.
Tabella 1
Tabella di selezione delle termocoppie per SB 1231
Tipo di
termocoppia
Sotto il limite
minimo del
campo1
Limite
inferiore del
campo
nominale
Limite superiore
del campo
nominale
Sopra il
limite
massimo
del campo2
Precisione del
Precisione del
campo normale 3 a campo normale 3
25 °C
da ‑20 °C a 60 °C
J
-210,0 °C
-150,0 °C
1200,0 °C
1450,0 °C
±0,3 ℃
±0,6 ℃
K
-270,0 °C
-200,0 °C
1372,0 °C
1622,0 °C
±0,4 °C
±1,0 °C
T
-270,0 °C
-200,0 °C
400,0 °C
540,0 °C
±0,5 °C
±1,0 °C
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Funzionamento base di una termocoppia
Tipo di
termocoppia
Sotto il limite
minimo del
campo1
Limite
inferiore del
campo
nominale
Limite superiore
del campo
nominale
Sopra il
limite
massimo
del campo2
Precisione del
Precisione del
campo normale 3 a campo normale 3
25 °C
da ‑20 °C a 60 °C
E
-270,0 °C
-200,0 °C
1000,0 °C
1200,0 °C
±0,3 ℃
±0,6 °C
R&S
-50,0 °C
100,0 °C
1768,0 °C
2019,0 °C
±1,0 °C
±2,5 °C
B
0,0 °C
200,0 °C
800,0 °C
--
±2,0 °C
±2,5 °C
--
800,0 °C
1820,0 °C
1820,0 °C
±1,0 °C
±2,3 °C
N
-270,0 °C
0,0 °C
1300,0 °C
1550,0 °C
±1,0 °C
±1,6 °C
C
0,0 °C
100,0 °C
2315,0 °C
2500,0 °C
±0,7 °C
±2,7 °C
TXK/XK(L)
-200,0 °C
-150,0 °C
800,0 °C
1050,0 °C
±0,6 ℃
±1,2 °C
Tensione
-32511
-27648
-80mV
27648
80mV
32511
±0,05%
±0,1%
1
I valori delle termocoppie inferiori al limite minimo del campo vengono specificati come -32768.
2
I valori delle termocoppie superiori al limite minimo del campo vengono specificati come 32767.
3 L'errore
interno di giunto freddo è di ±1,5 °C per tutti i campi. e va sommato all'errore indicato nella tabella. La signal board
deve riscaldarsi per almeno 30 minuti per poter rispondere a queste specifiche.
Tabella 2
Tabella di selezione dei filtri delle termocoppie per SB 1231
Frequenza di reiezione (Hz)
Tempo di integrazione (ms)
Tempo di aggiornamento sulla signal board (secondi)
10
100
0.306
50
20
0.066
60
16.67
0.056
4001
10
0.036
1
Per mantenere la risoluzione e la precisione del modulo con la reiezione di 400 Hz, il tempo di integrazione deve essere di
10 ms. Selezionando questo valore vengono filtrati anche i disturbi a 100 Hz e 200 Hz.
Per la misura delle termocoppie si raccomanda di utilizzare un tempo di integrazione di 100
ms. Tempi di integrazione inferiori aumenterebbero l'errore di ripetibilità delle letture della
temperatura.
Nota
Una volta collegata l'alimentazione il modulo esegue la calibrazione interna del convertitore
analogico-digitale. Durante questo periodo di tempo restituisce il valore 32767 in tutti i canali
finché questi non dispongono di dati validi. Nel programma utente può essere necessario tener
conto di questo tempo di inizializzazione.
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Tabella 3
Schema elettrico di SB 1231 AI 1 x 16 bit per termocoppie
SB 1231 AI 1 x 16 bit per termocoppie (6ES7 231-5QA30-0XB0)
Nota: i connettori devono essere in oro. Per il numero di ordinazione vedere Allegato C, Parti di ricambio
Tabella 4
Piedino
Disposizione dei piedini del connettore dell'SB 1231 AI 1 x 16 bit TC (6ES7
231-5QA30-0XB0)
X19 (oro)
1
Nessun collegamento
2
Nessun collegamento
3
Nessun collegamento
4
Nessun collegamento
5
AI 0- /TC
6
AI 0+ /TC
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