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西门子6ES7331-7NF00-9AM0
产品时间:2020-11-23
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西门子代理商 西门子6ES7331-7NF00-9AM0 西门子6ES7331-7NF00-9AM0

概述

  • 模拟量输入
  • 用于连接电压和电流传感器、热电耦、电阻和热电阻

应用

模拟量输入模板用来实现PLC与模拟量过程信号的连接。用于连接电压和电流传感器、热电耦、电阻和热电阻

功能

模拟量输入模块将来自过程的的模拟量信号转换为可在控制器中进行内部处理的数字量信号。

该模块具有如下特点:

  • 分辨率为 9-15 位 + 符号位(具有不同的转换时间),可以设置。
  • 各种量程;
    电流/电压的默认设置是使用量程模块以机械方式设置的,可通过编程器和 STEP 7 的“Hardware configuration”进行细调。
  • 中断能力;
    该模块将诊断和限值中断发送到控制器的 CPU。
  • 诊断;
    该模块将综合诊断信息发送到 CPU。

技术规范

商品编号

6ES7331-7KF02-0AB0

6ES7331-7HF01-0AB0

6ES7331-1KF02-0AB0

6ES7331-7KB02-0AB0

 

 

 

 

 

电源电压

 

 

 

 

负载电压 L+

 

 

 

 

  • ● 额定值 (DC)

24 V

24 V

 

24 V

  • ● 反极性保护

 

输入电流

 

 

 

 

来自负载电压 L+(空载),最大值

30 mA

50 mA

 

30 mA

来自背板总线 DC 5 V,最大值

50 mA

100 mA

90 mA

50 mA

功率损失

 

 

 

 

功率损失,典型值

1 W

1.5 W

0.4 W

1 W

模拟输入

 

 

 

 

模拟输入端数量

8

8

8

2

  • ● 测量电阻时

4

 

8

1

电压输入允许的输入电压(毁坏限制),最大值

20 V; 持续电压;最大 1 s 内 75 V(占空比 1:20)

20 V; 20 V DC 连续电压,最大 1 s 内 DC 75 V(占空比 1:20)

30 V; 12 V 持续电压,最大 1 s 内 30 V

20 V; 持续电压;最大 1 s 内 75 V(占空比 1:20)

电流输入允许的输入电流(毁坏限制),最大值

40 mA

40 mA

40 mA

40 mA

输入范围

 

 

 

 

  • ● 电压

  • ● 电流

  • ● 热电偶

  • ● 电阻温度计

  • ● 电阻

输入范围(额定值),电压

 

 

 

 

  • ● 0 至 +10 V

  • ● 输入电阻(0 至 10 V)

 

 

100 kΩ

 

  • ● 1 V 至 5 V

  • ● 输入电阻(1 V 至 5 V)

100 kΩ

100 kΩ

100 kΩ

100 kΩ

  • ● 1 V 至 10 V

 

  • ● -1 V 至 +1 V

  • ● 输入电阻(-1 V 至 +1 V)

10 MΩ

10 MΩ

100 kΩ

10 MΩ

  • ● -10 V 至 +10 V

  • ● 输入电阻(-10 V 至 +10 V)

100 kΩ

100 kΩ

100 kΩ

100 kΩ

  • ● -2.5 V 至 +2.5 V

 

  • ● 输入电阻(-2.5 V 至 +2.5 V)

100 kΩ

 

 

100 kΩ

  • ● -250 mV 至 +250 mV

 

  • ● 输入电阻(-250 mV 至 +250 mV)

10 MΩ

 

 

10 MΩ

  • ● -5 V 至 +5 V

  • ● 输入电阻(-5 V 至 +5 V)

100 kΩ

100 kΩ

100 kΩ

100 kΩ

  • ● -50 mV 至 +50 mV

 

  • ● 输入电阻(-50 mV 至 +50 mV)

 

 

100 kΩ

 

  • ● -500 mV 至 +500 mV

  • ● 输入电阻(-500 mV 至 +500 mV)

10 MΩ

 

100 kΩ

10 MΩ

  • ● -80 mV 至 +80 mV

  • ● 输入电阻(-80 mV 至 +80 mV)

10 MΩ

 

 

10 MΩ

可持续发展电力系统的宗旨不只是节约电能。正因如此,在丹麦博恩霍尔姆岛上开展的EcoGrid试点项目正在利用西门子技术来确定如何根据供电情况,调节用电需求。

在一个拥有1900户受试家庭的测试点,Maja Bendtsen利用智能电话监测她自己家的用电情况,Michael Andersen家的取暖器可以自动启动,而Erik Rasmussen家的取暖器则必须手动启动。

削减用电量未必能节约电能。现年34岁的工程师Maja Bendtsen回忆道:“我从小在博恩霍尔姆长大,那时候,我的父母有时会鼓励我和哥哥多洗一会热水澡,并且打开房间里的电暖气。”不过Bendtsen父母的这种“浪费”有着充分的理由:风。20世纪80年代初期,当这座位于波罗的海的丹麦小岛上刮起大风时,安装在Bendtsen家院子里的风电机组会飞快地运转。其结果是发电量激增,这大大鼓动了住户打开电热锅炉。

正是缘于儿时的这段经历,Bendtsen十分赞赏“EcoGrid”背后的理念。预算高达2100万欧元的EcoGrid是欧洲最大的智能电网项目。Bendtsen是博恩霍尔姆当地发电企业Østkraft公司的现场项目经理。作为这个项目的一部分,约1900户家庭——将近岛上住户的十分之一——配备了西门子和IBM于2013年新开发的智能开关设备。每隔5分钟,这些装置在收到新电价信息时将确定有多少电可用。根据这些数据,它们将自动开启或关闭住户家中的电暖系统和热泵。

这个项目背后的原理很简单。电价随可再生能源发电量的变化而波动。智能控制装置计算出如何经济划算地管理用电需求。这样一来,用电户能省下不少电费——对于丹麦这个欧洲电价最高的国家而言,这是一笔不菲的费用。Bendtsen指出:“但对于供电企业,这并不是最重要的因素。EcoGrid的主要设计目的是在环保电力时代,帮助巧妙地管理用电需求。如果我们在发电量过剩的时候使用更多电能,这将有助于避免对电网造成过重负担。如果可供使用的电能太少,则需一方面相应地减少用电,另一方面Østkraft公司从大陆供电企业采购额外的电能。”

多年来,博恩霍尔姆岛上使用的电能主要来自风力发电。事实上,最高发电容量为3万千瓦的风电机组生产的电能,可满足岛上近半用电需求。在丹麦,风电占总供电量的30%。这一比例肯定会不断提高。丹麦计划到2020年,将诸如风电、光伏发电和生物质发电等可再生能源发电量在其电能构成中的比例提高至50%左右。到2035年,这一比例有望达到100%。到2050年,丹麦将无需使用矿物燃料能源。博恩霍尔姆是非常合适的测试点:这里是一个封闭系统,同时在经济和人口构成方面又能代表丹麦其他地区。

迄今为止,一直是通过将这座小岛与瑞典大陆的电网连接起来的“博恩霍尔姆电缆”输送电能,以抵消供需失调。根据需要,可以通过这条电缆输出或输入电能。然而,未来的目标是尽可能就地消纳本地生产的电能,以免进一步扩建输电系统,如高压输电线路。

面向欧洲的测试案例。由于这种情况适用于丹麦所有地区,因此,博恩霍尔姆岛成为了丹麦的可再生能源发电实验室。不过,这个现网试验对整个欧洲都具有现实意义。实际上,许多计划都提出,到2020年,将可再生能源发电在欧洲电力构成中的比例提高至五分之一的目标。正因如此,欧盟为EcoGrid试点项目提供了部分资金。这个项目已于2011年启动,计划2015年结束。

的问题是:最终用户是否赞同这个计划?为了弄清这一点,项目发起者——Østkraft公司、Energinet.dk、丹麦技术大学、西门子、IBM以及十多个来自10个欧洲国家的其他合作伙伴——将1900户受试家庭分为4组。*组是统计对照组。仅为这些家庭配备了智能电表,以精确记录其用电情况。第二组可以在线查看其用电量及电费,并且可以改变其用电行为,以作出响应。

第三组和第四组配备了自动控制装置。其中,第三组家庭配备的是西门子智能电网集团和楼宇科技集团提供的用于控制电暖系统和锅炉的系统,第四组家庭则使用了IBM提供的类似系统来控制热泵。Andreas Arendt是西门子智能电网集团的EcoGrid项目业务负责人,他说:“我们预计,在这里接受测试的这几种电能控制装置将成为未来智能电网的标准组件。”

Arendt来自楼宇科技集团的同事Werner Ziel认为,他为EcoGrid项目开发的解决方案将成为未来智能楼宇的重要组件。他说:“我们已经成功地将智能电网功能高效地集成到楼宇自动管理系统中,从而满足了用户对舒适、节约用电和降低电费等的需求。”

鲜活的实验室。Morten Kjær Andersen住在坐落于Rønne南部海岸的一栋平房里,他家是西门子受试家庭组的成员之一。安装在他家玄关处的一个灰色盒子是一台计算机,每隔5分钟接收一次当前电价信息。根据这个信息、可能的电价走势以及用户的室温等数据,西门子系统可以计算出做法。譬如,如果电价会在午间或清晨上涨,那么,西门子系统可以决定在电价更便宜的时段提前开启电暖系统。

Andersen说:“我每天都看到电暖系统自动开启。”电费少了,他很高兴,但他更希望这样的发展能使岛民的生活变得更富吸引力。“以前,有5万人在岛上生活,而现在只剩4万人。如果我们能通过可再生能源发电、电动汽车以及环境友好的农业等途径,在博恩霍尔姆岛上实现‘绿色岛屿’愿景,这也许有助于将这里打造成更加宜居之所。EcoGrid项目便是这个愿景的组成部分之一。”

Maja Bendtsen不仅是这个项目的管理者,同时也是受试者。她的手机上安装了一个应用程序,可用于监视她家的用电情况。一张图表向她表明,她家的热泵刚刚被IBM控制装置开启。由于当前电价不贵,并且她的家人很快就会回家,因此,像往常一样,热泵开始工作,室内变得温暖起来。她说:“我们输入了一条命令,要求在每个工作日早晨6时启动热泵,使室内温度保持在20℃。”

最高发电功率为3万千瓦的风电机组,可满足博恩霍尔姆岛的近半用电需求。

当然,EcoGrid依然只是一个示范研究项目。控制装置仅用于电暖系统、锅炉和热泵。譬如,洗碗机和洗衣机等家用电器就不易被集成到这个系统中,因为它们采用的是不同的数码技术。适合参加这个项目的设备主要是那些运行灵活的设备,包括电暖系统,因为比起究竟何时开启电暖系统,保持舒适恒温更加重要。未来,太阳能电池和电动汽车也将被集成到这个系统中,不过,迄今为止所取得的成功已经令人叹为观止。Energinet.dk的*工程师Per Lund表示:“如果我们利用从西门子受试家庭所收集的数据来计算出供电高峰时段使用了多少电能,那么,我们已经可以断言,这项技术能够帮助丹麦电力系统有效吸纳可再生能源发电,实现平衡的运行。”

试验中期结果也清楚表明,自动化是解决方案。根据在互联网上提供的电价,手动开启或关闭家用电器的受试家庭组的行为,证明了这一点。这些家庭的电费基本没有降低。第二组的受试者Niels Erik Rasmussen说:“起初,根据互联网上的电价信息来调整用电方式还挺有趣的,但久而久之,就觉得这样做太费劲了。”

Rasmussen的观点反映了诸如美国等其他电力市场上的用户体验。譬如,2008年,施乐研究中心的研究人员为加利福尼亚州的受试家庭提供了可贴在家用电器上的标签,以告知用户一天当中不同时段的电价。但人们仍旧是在需要的时候使用电器,而非电价便宜的时候。丹麦技术大学的Jacob Østergaard教授表示:“要想稳定电网,必须自动调节用电需求。这样,电费就会自然而然地降低。用户只需要输入其设置。”

Østergaard教授在他的大学里复制了Østkraft电力公司的控制室。他说:“理论上,我们可以干预电网。然而,我们已经停用了这些功能,我们只想采集测得的数据。”他从事的研究项目不仅涵盖EcoGrid,而且还包括某超市中的大约50台冰箱。当电网频率下降时,这些制冷设备将自动关闭。当电网频率恢复稳定后,这些制冷设备又会重新开启。取决于电网波动程度,将有部分或全部设备一起做出反应。

从博恩霍尔姆项目中汲取经验教训。另一个研究项目进一步支持了在全岛范围内推行EcoGrid的技术。这个截至2012年的名为“爱迪生”的研究项目是由工程师们携手电网运营商Energienet.dk和西门子在岛上开展,以考察电动汽车和混合动力汽车如何帮助储蓄过剩电能并将电能输送回电网。这项研究大获成功,但尚未付诸实施。原因之一是,岛上只有约20辆电动汽车。Østergaard教授说:“我们希望这种状况会有所改观。我们的目标是将电动汽车整合到电网平衡解决方案中。”

西门子也在不断优化其技术。在荷兰的Texel岛上,当地电力合作社发起了一个类似于EcoGrid的计划。这个计划有300户受试家庭参加,其目标是在电能供应充足时使用电能。该计划已于2014年1月启动。西门子提供了电能管理系统,以帮助根据电能供应量计算出每度电的价格。博恩霍尔姆项目树立了典范。Arendt说:“EcoGrid项目证明,每一位用户都能为可再生能源发电系统的供需平衡贡献力量,而又不必忍受高温或寒冷。”

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