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Shenyang Shangmin Electric Co., Ltd
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和利时K-TC01热电偶与毫伏输入模块
    发布时间: 2025-09-30 09:39    

和利时 K-TC01 是 HOLLiAS MACS-K 系列中的8 通道热电偶与毫伏输入模块,主要用于工业自动化系统中高精度温度信号采集。它支持 K、J、T、E、N、S、R、B 等多种热电偶类型,测量范围覆盖 - 270℃至 1820℃,精度可达 ±0.1% FS 或 ±1℃。该模块具备冷端自动补偿、通道隔离、故障诊断和热插拔功能,是构建温度监测与控制系统的核心组件,广泛应用于化工、电力、冶金等需要精确温度测量的工业场景。

和利时K-TC01热电偶与毫伏输入模块

核心功能与定位

K-TC01 作为温度信号采集前端,主要承担三大核心功能:
  1. 多类型热电偶信号处理:支持多种热电偶类型和毫伏信号输入,一个模块即可满足不同温度测量需求

  2. 高精度信号转换:采用 16 位 A/D 转换技术,确保温度测量精度满足工业控制要求

  3. 智能诊断与保护:实时监测模块工作状态,提供断线、短路等故障诊断,并通过指示灯和总线反馈

K-TC01 模块在 DCS 系统中的定位是温度信号的 "翻译官",将热电偶产生的微弱毫伏级电压信号转换为数字量,传输至控制器进行处理,同时提供冷端补偿、线性化和滤波等信号调理功能。

技术参数与规格

基本参数

参数类别具体规格备注
通道数量8 通道,每通道独立配置通道间电气隔离
支持信号类型热电偶:K、J、T、E、N、S、R、B 型毫伏信号:±15mV、±50mV、±100mV可通过软件配置
测量范围因热电偶类型而异:- K 型:-270~1372℃- J 型:-210~1200℃- S 型:-50~1768℃- E 型:-270~1000℃- B 型:0~1820℃- T 型:-166.5~400℃最大测温范围 - 270~1820℃
精度等级标准精度:±0.1% FS 或 ±1℃(取较大值)高精度版本:±0.05% FS取决于热电偶类型
分辨率16 位对应码值范围 0-65535
采样速率每通道 10 次 / 秒(可配置)满足大多数工业应用需求

电气参数

参数类别具体规格说明
系统电源24VDC±10%,功耗≤1W由 DCS 系统集中供电
现场电源24VDC±10%,功耗≤0.8W为现场热电偶提供激励
隔离特性通道间隔离、通道与系统隔离隔离耐压≥1500VAC@1min@5mA有效抑制工业现场干扰
绝缘电阻常态下≥100MΩ(温度 + 25℃±2℃,相对湿度 30%±5% 无冷凝)湿热环境下≥10MΩ(温度 + 45℃±2℃,相对湿度 95%±3% 无冷凝)确保信号传输可靠性
共模抑制比≥120dB(50/60Hz)强抗干扰能力
差模抑制比≥60dB(50/60Hz)有效抑制信号源干扰

环境参数

参数类别具体规格防护等级
工作温度0℃~50℃工业标准工作温度
工作湿度5%~95%(无凝露)适应潮湿工业环境
防护处理表面喷涂三防漆达到 G3 防腐等级
振动耐受10-57Hz,0.15mm 峰峰值适应工业振动环境

产品特点与优势

1. 多信号兼容与高精度

K-TC01 支持多种热电偶类型和多种接线方式,一个模块即可满足不同温度测量需求。其 16 位 ADC 转换和高精度测量电路确保了温度测量的准确性,尤其在使用高精度热电偶时,可达到 ±0.05% FS 的测量精度。

2. 冷端补偿技术

K-TC01 内置高精度冷端补偿机制,能够自动校正因环境温度变化而引起的测量误差。模块内部集成 PT100 热电阻作为冷端温度测量元件,当 PT100 损坏时,也可通过底座端子外接 PT100 进行替代,确保测量的准确性。

3. 高可靠性设计

  • 热插拔支持:系统运行中可更换模块,不影响其他通道正常工作,减少维护停机时间

  • 完善保护机制:通道误接大地不会损坏模块,具备过流、过压保护

  • 抗干扰能力:通道间隔离和强共模抑制比,有效抵抗工业现场电磁干扰

  • 全面故障诊断:可诊断断线、短路、超量程等多种故障,并通过总线上传详细信息

4. 智能诊断功能

K-TC01 具备丰富的诊断功能,包括:
  • 热电偶断线检测

  • 信号超量程检测

  • 模块内部故障检测

  • 冷端补偿回路故障检测

  • 电源状态监测

当检测到故障时,模块会通过指示灯和总线发出报警信号,同时可设置在故障时输出预设值,确保系统安全运行。

5. 灵活的冗余功能

K-TC01 支持 1:1 冗余配置,当主模块故障时自动切换至备用模块,切换过程对系统无扰动。冗余切换具有记忆功能,避免频繁切换导致的系统不稳定。备用模块可在线插拔,清除故障记忆,确保冗余功能持续有效。

接线方式与安装

接线方式

K-TC01 模块与 K-TT01 底座配合使用,采用二线制接线方式连接热电偶或毫伏信号:
信号类型接线方式端子定义注意事项
热电偶信号二线制A 端子:通道输入正端C 端子:通道输入负端需使用专用补偿导线屏蔽层单端接地
毫伏信号二线制A 端子:信号正端C 端子:信号负端确保信号不超过量程
底座端子配置:
  • A 端子:通道输入正端

  • B 端子:未定义,禁止接线

  • C 端子:通道输入负端

  • D 端子:未定义,禁止接线

  • CJ+:冷端补偿测温电阻 PT100 测试正端,禁止接线

  • CJ-:冷端补偿测温电阻 PT100 测试负端,禁止接线

安装要求

K-TC01 模块需配合底座使用,可选底座包括:
  • K-TT01:8 通道 TC 与 RTD 标准底座 (通用场景)

  • K-TT21:8 通道 TC 与 RTD 增强底座 (高可靠性场景)

  • K-DOT01:配合 DB37 预制电缆 (本安防爆场合)

安装步骤:
  1. 将底座固定在 35mm 标准 DIN 导轨上

  2. 将 K-TC01 模块沿底座导轨槽插入,直至完全贴合

  3. 通过固定螺钉将模块与底座紧固

  4. 连接现场热电偶或毫伏信号至底座端子

  5. 通过多功能总线电缆连接至 DCS 控制器

地址设置与防混淆设计

  • 地址设置:模块采用十进制地址拨码跳线,地址范围 10-109

  • 防混淆设计:模块和底座上均设有编码销,模块为阴模 (固定),底座为阳模 (可调)

  • 默认设置:系统默认编码销位置为 2,确保模块与底座正确匹配

应用场景

K-TC01 热电偶输入模块广泛应用于需要高精度温度监测的工业场景:
  1. 化工行业
    • 反应釜温度监测与控制

    • 精馏塔温度分布测量

    • 聚合反应温度控制

  2. 电力行业
    • 汽轮机轴承温度监测

    • 发电机定子温度测量

    • 锅炉过热器温度控制

  3. 冶金行业
    • 高炉炉温监测

    • 加热炉温度控制

    • 金属热处理过程温度监测

  4. 建材行业
    • 水泥窑温度监测

    • 玻璃熔炉温度控制

    • 陶瓷窑炉温度监测

  5. 制药行业
    • 灭菌柜温度精确控制

    • 发酵罐温度监测

    • 恒温培养箱温度控制

使用注意事项

  1. 通道配置建议
    • 未使用的通道建议在组态中禁用 (不使能),避免误报

    • 不同类型热电偶不能在同一模块中混合使用

  2. 接线规范
    • 热电偶信号需使用专用补偿导线,避免与动力线并行敷设

    • 信号电缆屏蔽层应单端接地 (控制柜侧)

    • 确保接线端子紧固扭矩在 0.5-0.6Nm 范围内

  3. 冷端补偿维护
    • 定期检查冷端补偿回路是否正常

    • 当模块显示冷端补偿回路故障时,应及时检查 PT100 是否损坏

    • 可通过底座端子外接 PT100 替代损坏的内部 PT100

  4. 冗余配置使用
    • 冗余配置时,主备模块应设置相同的地址

    • 备用模块应定期进行热插拔测试,确保冗余功能正常

    • 当主模块故障切换至备用模块后,应及时修复或更换故障模块

与同类产品对比

特性K-TC01同类竞品 A同类竞品 B
通道数8 通道8 通道16 通道
精度标准 ±0.1% FS,高精密 ±0.05% FS±0.2%FS±0.15%FS
热插拔支持支持支持
冗余配置支持 1:1 冗余支持 1:1 冗余支持 1:1 冗余
最大功耗1.8W2.5W2.0W
隔离耐压1500VAC1000VAC1500VAC
共模抑制比120dB100dB110dB
差模抑制比60dB50dB55dB
价格区间中等较低较高
K-TC01 在精度、功耗和抗干扰能力方面表现优异,性价比较高,适合大多数工业应用场景。

总结

和利时 K-TC01 作为一款高性能热电偶输入模块,以多信号兼容、高精度和高可靠性为核心优势,是工业温度监测系统中的理想选择。其支持热插拔和冗余配置的特性,使其在需要连续运行的关键系统中具有独特价值。通过合理选择热电偶类型和配套底座,可充分发挥其高精度测量能力。在实际应用中,应根据具体场景需求选择合适的底座和热电偶类型,并注意定期维护以确保长期稳定运行
  • K-TC01    

  • K-TT01    

  • K-DOR01    

  • K-PW01    

  • K-PW11    

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