安(ān)科瑞(ruì) 陳聰 周潔(jié) 陳(chén)正(zhèng)

摘(zhāi)要：三綫製Pt100隔離器(qì)相(xiāng)較於二綫製的(dí)更加(jiā)穩定(dìng)可靠，在中(zhōng)低(dī)溫(wēn)地(dì)區有廣(guǎng)泛的應(yīng)用(yòng)。掘進機(jī)電機(jī)保(bǎo)護係統(tǒng)中，利用三綫製Pt100隔離器將熱(rè)電阻信(xìn)號轉換為綫性(xìng)4-20mA電流信號，經過(guò)A/D轉化，傳(chuán)輸至PLC並顯示(shì)，通過實時監測電機(jī)溫度(dù)以(yǐ)及(jí)後級處理(lǐ)實(shí)現(xiàn)對(duì)掘進(jìn)機電機保護(hù)。

  關(guān)鍵詞：信(xìn)號隔離(lí)器；三(sān)綫製(zhì)Pt100；掘(jué)進(jìn)機；測溫(wēn)

  0：概(gài)述

  隨著城(chéng)市的(dí)快(kuài)速(sù)發展(zhǎn)，道路交通，鐵路(lù)以(yǐ)及水(shuǐ)利工(gōng)程(chéng)等(děng)建(jiàn)設事(shì)業(yè)也(yě)在飛(fēi)速增(zēng)長，與此同(tóng)時對(duì)掘(jué)進機的性(xìng)能(néng)要(yào)求(qiú)也(yě)不(bù)斷(duàn)提(tí)高。工(gōng)作(zuò)的持續推(tuī)進需(xū)要良(liáng)好(hǎo)的(dí)電(diàn)氣設備為掘進機提供保(bǎo)護(hù)。而(ér)保護功(gōng)能(néng)中(zhōng)就(jiù)有(yǒu)掘(jué)進(jìn)機截割，油(yóu)泵電機的溫(wēn)度(dù)檢(jiǎn)測(cè)和保(bǎo)護(hù)，防(fáng)止超過電機(jī)允許的溫(wēn)度(dù)上限，造(zào)成發動機(jī)損壞，嚴(yán)重時發(fā)生重(zhòng)大事故(gù)。由此看(kàn)來掘進機的(dí)溫度(dù)保護係統(tǒng)至(zhì)關重要(yào)，而在溫度(dù)保(bǎo)護(hù)係(xì)統中(zhōng)溫(wēn)度(dù)檢測更(gēng)是(shì)重中之(zhī)重。

  1：三(sān)綫製(zhì)Pt100隔離器(qì)在掘進(jìn)機電(diàn)機(jī)保(bǎo)護係(xì)統中的應用

  1.1概述

  溫度是工業現(xiàn)場用的很(hěn)頻繁的待測(cè)物理(lǐ)量，熱電(diàn)阻由(yóu)於在測(cè)量的(dí)靈敏度(dù)，綫性度(dù)等諸多方麵均優於熱(rè)電(diàn)偶，因(yīn)此(cǐ)在中(zhōng)低(dī)溫地區(qū)得到(dào)了(liǎo)更(gēng)廣泛的(dí)應(yīng)用。主(zhǔ)要特點(diǎn)是測量精度(dù)高(gāo)，性(xìng)能(néng)穩定。其(qí)中(zhōng) Pt100 即鉑熱電(diàn)阻的(dí)測量精(jīng)度是隨著(zhuó)溫度(dù)變化(huà)而改變。熱(rè)電阻(zǔ)的(dí)連接方式(shì)分(fēn)為二綫製(zhì)，三綫(xiàn)製和(hé)四綫製，示意圖如下。

  在(zài)熱(rè)電阻的(dí)兩端各(gè)連(lián)接(jiē)一根導(dǎo)綫來引出電阻(zǔ)信(xìn)號的方式叫(jiào)二(èr)綫製。這種引方(fāng)法(fǎ)很(hěn)簡(jiǎn)單，但由於連(lián)接導綫(xiàn)必然(rán)存(cún)在(zài)引綫電(diàn)阻，引綫(xiàn)電(diàn)阻的(dí)大(dà)小與(yǔ)導綫的材(cái)質(zhì)和長(cháng)度的因(yīn)素(sù)都(dū)有(yǒu)關，因此(cǐ)這(zhè)種(zhǒng)引綫(xiàn)方式隻(zhī)適用於(yú)測(cè)量精(jīng)度較(jiào)低的場合。

  四(sì)綫(xiàn)製(zhì)連(lián)接方式(shì)是在(zài)熱電阻的(dí)根部兩(liǎng)端各連(lián)接(jiē)兩根(gēn)導(dǎo)綫(xiàn)，這(zhè)種引(yǐn)綫方式可(kě)*忽(hū)略引綫的電(diàn)阻影(yǐng)響，主要用於高(gāo)精(jīng)度(dù)的溫度檢測。由(yóu)於(yú)導綫(xiàn)較多(duō)，接(jiē)綫(xiàn)復雜，且(qiě)多(duō)數場(cháng)合需要遠(yuǎn)距(jù)離測(cè)量，導(dǎo)致(zhì)成本(běn)較高，一般(bān)工業測(cè)量中較少考(kǎo)慮(lǜ)，更適合實驗(yàn)室(shì)高精度測量。

  三綫製連接(jiē)方式即在(zài)熱(rè)電(diàn)阻(zǔ)的根部的(dí)一(yī)端(duān)連接一(yī)根(gēn)引(yǐn)綫，另(lìng)一(yī)端連接兩(liǎng)根引綫，這(zhè)種方式(shì)通(tōng)常與(yǔ)電橋配(pèi)套(tào)使(shǐ)用(yòng)，可(kě)以(yǐ)較(jiào)好的忽略(lüè)引綫(xiàn)電阻的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)。相較(jiào)於四(sì)綫製(zhì)的繁瑣和(hé)二(èr)綫製(zhì)的(dí)誤(wù)差(chà)，三綫(xiàn)製(zhì)接(jiē)綫方便的同(tóng)時也能有(yǒu)較高(gāo)的精度(dù)，是工業(yè)過(guò)程(chéng)控製中(zhōng)的常(cháng)用(yòng)的接(jiē)綫方式。

  1.2 三(sān)綫(xiàn)製Pt100隔離器在(zài)掘進機(jī)電機保護係(xì)統中的(dí)作用

  電機的(dí)溫(wēn)度檢(jiǎn)測(cè)是通過安裝(zhuāng)在電(diàn)動機內部的Pt100熱電阻，當溫(wēn)度在一定範(fàn)圍內發生變化(huà)時，其阻(zǔ)值(zhí)隨(suí)溫度的(dí)變化(huà)呈綫(xiàn)性變化(huà)來實(shí)現(xiàn)。隔(gé)離器(qì)的作(zuò)用(yòng)就(jiù)是將溫度(dù)信(xìn)號經過(guò)處(chǔ)理(lǐ)轉換(huàn)成綫性的(dí)電流(liú)或者電(diàn)壓信(xìn)號，以便後級再(zài)處理(lǐ)。在(zài)電機保護係(xì)統中三綫(xiàn)製Pt100隔(gé)離(lí)器(qì)將接(jiē)收熱電(diàn)阻信號(hào)，經(jīng)過(guò)處(chǔ)理後輸(shū)出(chū)4-20mA信號。因為(wéi)輸(shū)入(rù)和輸(shū)出(chū)采(cǎi)用光(guāng)耦轉(zhuǎn)換，所(suǒ)以在(zài)電(diàn)性(xìng)能(néng)上(shàng)是(shì)*隔(gé)離(lí)的，可(kě)靠性(xìng)高。與此(cǐ)同時(shí)，三綫(xiàn)製Pt100隔(gé)離(lí)器的精(jīng)度較高(gāo)，進(jìn)入(rù)控製(zhì)室(shì)經(jīng)過再處理後也(yě)能(néng)滿足電(diàn)機保(bǎo)護的(dí)要求。三綫(xiàn)製(zhì)Pt100隔(gé)離器(qì)的接(jiē)綫方式如下(xià)所示。

  在實際(jì)應(yīng)用中(zhōng)，通過三綫製連(lián)接，將熱電阻(zǔ)信號連接在隔(gé)離器(qì)，通過隔離器將來(lái)自(zì)電機的(dí)溫度(dù)信號(hào)隔離(lí)轉(zhuǎn)為4-20mA的電(diàn)流信(xìn)號，然後通(tōng)過PLC 反饋(kuì)到顯示屏(píng)，從而實現(xiàn)對溫度(dù)的(dí)實(shí)時(shí)監測顯(xiǎn)示。當電機溫度(dù)低於(yú)設定值時(shí)對電(diàn)機沒(méi)有(yǒu)影響(xiǎng)，掘進(jìn)機正常工(gōng)作，但(dàn)當溫度達(dá)到設(shè)定(dìng)值(zhí)時(shí)，PLC控(kòng)製係統(tǒng)會自動切斷(duàn)電(diàn)機(jī)電源，實現對(duì)電機的(dí)溫度保護。檢測係統如(rú)圖(tú)所(suǒ)示(shì)。

  2： BM100-TR信(xìn)號隔離器

  2.1 概述(shù)    

  BM100係(xì)列信(xìn)號(hào)隔(gé)離器在(zài)工業生(shēng)產(chǎn)中為增(zēng)加(jiā)儀(yí)表(biǎo)負載(zǎi)能力(lì)並保證(zhèng)連接同(tóng)一(yī)信號(hào)的儀表之間互不幹擾，提(tí)高電氣安(ān)全性(xìng)能(néng)。需(xū)要將輸(shū)入的電壓，電(diàn)流(liú)，電阻(zǔ)或溫(wēn)度等(děng)信(xìn)號(hào)進(jìn)行采集，放(fàng)大，運(yùn)算，和進(jìn)行抗(kàng)幹擾處理(lǐ)後，再(zài)輸(shū)出(chū)隔離的(dí)電流(liú)和電(diàn)壓信(xìn)號，安全(quán)的送給二(èr)次(cì)儀表或(huò)PLC/DCS使用。其中BM100-TR係列(liè)隔離器就(jiù)是對(duì)熱電阻(zǔ)信號進行處理(lǐ)，將熱電(diàn)阻信(xìn)號(hào)隔離轉換為綫(xiàn)性(xìng)的(dí)電流(liú)或者電壓(yā)輸(shū)出。

BM100係列(liè)信號隔離(lí)器殼(ké)體外(wài)觀圖

  2.2 技(jì)術參數

  3：結束(shù)語(yǔ)

  通(tōng)過(guò)三綫製Pt100隔離器將(jiāng)電(diàn)機溫度(dù)隔(gé)離轉(zhuǎn)換(huàn)為(wéi)可(kě)識(shí)別的(dí)4-20mA信號(hào)，傳輸到(dào)PLC進行(háng)處(chǔ)理(lǐ)後實現(xiàn)溫(wēn)度顯示，可(kě)以(yǐ)實(shí)時(shí)監(jiān)測溫(wēn)度變化，通(tōng)過後(hòu)級電(diàn)路設計也(yě)能(néng)夠在(zài)溫度超(chāo)出電機溫度(dù)臨(lín)界值時(shí)候切(qiē)斷(duàn)電機(jī)主回路(lù)，從(cóng)而實現對(duì)掘(jué)進機(jī)電(diàn)機(jī)的(dí)保護功能。無論從(cóng)經濟還是從實(shí)用性而言(yán)，三(sān)綫(xiàn)製(zhì)Pt100隔離器都具有廣泛的推廣(guǎng)意義(yì)。

  參(cān)考(kǎo)文(wén)獻(xiàn)

  [1] 韓(hán)永(yǒng)林.基於(yú) PLC 控(kòng)製的(dí)電(diàn)動(dòng)機溫(wēn)度保(bǎo)護(hù).中國(guó)西部科技.2011,05

  [2] 夏傑(jié).PLC 在電動機溫度(dù)保(bǎo)護(hù)中(zhōng)的應用.中國(guó)西部科技.2008,01:05-06.

  [3] 企(qǐ)業(yè)微電(diàn)網設(shè)計與應用手(shǒu)冊.2020.6