三線製Pt100隔離器在掘進機電機保護係統中的應用

hth下载地址 陳聰 周潔 陳正

摘要：三線製Pt100隔離器相較於(yu) 二線製的更加穩定可靠，在中低溫地區有廣泛的應用。掘進機電機保護係統中，利用三線製Pt100隔離器將熱電阻信號轉換為(wei) 線性4-20mA電流信號，經過A/D轉化，傳(chuan) 輸至PLC並顯示，通過實時監測電機溫度以及後級處理實現對掘進機電機保護。

  關(guan) 鍵詞：信號隔離器；三線製Pt100；掘進機；測溫

  0：概述

  隨著城市的快速發展，道路交通，鐵路以及水利工程等建設事業(ye) 也在飛速增長，與(yu) 此同時對掘進機的性能要求也不斷提高。工作的持續推進需要良好的電氣設備為(wei) 掘進機提供保護。而保護功能中就有掘進機截割、油泵電機的溫度檢測和保護，防止超過電機允許的溫度上限，造成發動機損壞，嚴(yan) 重時發生重大事故。由此看來掘進機的溫度保護係統至關(guan) 重要，而在溫度保護係統中溫度檢測更是重中之重。

  1：三線製Pt100隔離器在掘進機電機保護係統中的應用

  1.1概述

  溫度是工業(ye) 現場用的很頻繁的待測物理量，熱電阻由於(yu) 在測量的靈敏度、線性度等諸多方麵均優(you) 於(yu) 熱電偶，因此在中低溫地區得到了更廣泛的應用。主要特點是測量精度高，性能穩定。其中 Pt100 即鉑熱電阻的測量精度是隨著溫度變化而改變。熱電阻的連接方式分為(wei) 二線製，三線製和四線製，示意圖如下。

  在熱電阻的兩(liang) 端各連接一根導線來引出電阻信號的方式叫二線製。這種引方法很簡單，但由於(yu) 連接導線必然存在引線電阻，引線電阻的大小與(yu) 導線的材質和長度的因素都有關(guan) ，因此這種引線方式隻適用於(yu) 測量精度較低的場合。

  四線製連接方式是在熱電阻的根部兩(liang) 端各連接兩(liang) 根導線，這種引線方式可*忽略引線的電阻影響，主要用於(yu) 高精度的溫度檢測。由於(yu) 導線較多，接線複雜，且多數場合需要遠距離測量，導致成本較高，一般工業(ye) 測量中較少考慮，更適合實驗室高精度測量。

  三線製連接方式即在熱電阻的根部的一端連接一根引線，另一端連接兩(liang) 根引線，這種方式通常與(yu) 電橋配套使用，可以較好的忽略引線電阻的影響。相較於(yu) 四線製的繁瑣和二線製的誤差，三線製接線方便的同時也能有較高的精度，是工業(ye) 過程控製中的常用的接線方式。

  1.2 三線製Pt100隔離器在掘進機電機保護係統中的作用

  電機的溫度檢測是通過安裝在電動機內(nei) 部的Pt100熱電阻，當溫度在一定範圍內(nei) 發生變化時，其阻值隨溫度的變化呈線性變化來實現。隔離器的作用就是將溫度信號經過處理轉換成線性的電流或者電壓信號，以便後級再處理。在電機保護係統中三線製Pt100隔離器將接收熱電阻信號，經過處理後輸出4-20mA信號。因為(wei) 輸入和輸出采用光耦轉換，所以在電性能上是*隔離的，可靠性高。與(yu) 此同時，三線製Pt100隔離器的精度較高，進入控製室經過再處理後也能滿足電機保護的要求。三線製Pt100隔離器的接線方式如下所示。

  在實際應用中，通過三線製連接，將熱電阻信號連接在隔離器，通過隔離器將來自電機的溫度信號隔離轉為(wei) 4-20mA的電流信號，然後通過PLC 反饋到顯示屏，從(cong) 而實現對溫度的實時監測顯示。當電機溫度低於(yu) 設定值時對電機沒有影響，掘進機正常工作，但當溫度達到設定值時，PLC控製係統會(hui) 自動切斷電機電源，實現對電機的溫度保護。檢測係統如圖所示。

  2： BM100-TR信號隔離器

  2.1 概述    

  BM100係列信號隔離器在工業(ye) 生產(chan) 中為(wei) 增加儀(yi) 表負載能力並保證連接同一信號的儀(yi) 表之間互不幹擾，提高電氣安全性能。需要將輸入的電壓、電流、電阻或溫度等信號進行采集、放大、運算、和進行抗幹擾處理後，再輸出隔離的電流和電壓信號，安全的送給二次儀(yi) 表或PLC/DCS使用。其中BM100-TR係列隔離器就是對熱電阻信號進行處理，將熱電阻信號隔離轉換為(wei) 線性的電流或者電壓輸出。

BM100係列信號隔離器殼體(ti) 外觀圖

  2.2 技術參數

  3：結束語

  通過三線製Pt100隔離器將電機溫度隔離轉換為(wei) 可識別的4-20mA信號，傳(chuan) 輸到PLC進行處理後實現溫度顯示，可以實時監測溫度變化，通過後級電路設計也能夠在溫度超出電機溫度臨(lin) 界值時候切斷電機主回路，從(cong) 而實現對掘進機電機的保護功能。無論從(cong) 經濟還是從(cong) 實用性而言，三線製Pt100隔離器都具有廣泛的推廣意義(yi) 。

  參考文獻

  [1] 韓永林.基於(yu) PLC 控製的電動機溫度保護.中國西部科技.2011,05

  [2] 夏傑.PLC 在電動機溫度保護中的應用.中國西部科技.2008,01:05-06.

  [3] 企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2020.6