三線(xiàn)制Pt100隔離器在掘進(jìn)機電機保護系統中的應用

摘要：三線(xiàn)制Pt100隔離器相較于二線(xiàn)制的更加穩定可靠，在中低溫地區有廣泛的應用。掘進(jìn)機電機保護系統中，利用三線(xiàn)制Pt100隔離器將熱電阻信號轉換為線(xiàn)性4-20mA電流信號，經(jīng)過(guò)A/D轉化，傳輸至PLC并顯示，通過(guò)實(shí)時(shí)監測電機溫度以及后級處理實(shí)現對掘進(jìn)機電機保護。

??關(guān)鍵詞：信號隔離器；三線(xiàn)制Pt100；掘進(jìn)機；測溫

??0：概述

??隨著(zhù)城市的快速發(fā)展，道路交通，鐵路以及水利工程等建設事業(yè)也在飛速增長(cháng)，與此同時(shí)對掘進(jìn)機的性能要求也不斷提高。工作的持續推進(jìn)需要良好的電氣設備為掘進(jìn)機提供保護。而保護功能中就有掘進(jìn)機截割、油泵電機的溫度檢測和保護，防止超過(guò)電機允許的溫度上限，造成發(fā)動(dòng)機損壞，嚴重時(shí)發(fā)生重大事故。由此看來(lái)掘進(jìn)機的溫度保護系統至關(guān)重要，而在溫度保護系統中溫度檢測更是重中之重。

??1：三線(xiàn)制Pt100隔離器在掘進(jìn)機電機保護系統中的應用

??1.1概述

??溫度是工業(yè)現場(chǎng)用的很頻繁的待測物理量，熱電阻由于在測量的靈敏度、線(xiàn)性度等諸多方面均優(yōu)于熱電偶，因此在中低溫地區得到了更廣泛的應用。主要特點(diǎn)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(zhù)溫度變化而改變。熱電阻的連接方式分為二線(xiàn)制，三線(xiàn)制和四線(xiàn)制，示意圖如下。

??在熱電阻的兩端各連接一根導線(xiàn)來(lái)引出電阻信號的方式叫二線(xiàn)制。這種引方法很簡(jiǎn)單，但由于連接導線(xiàn)必然存在引線(xiàn)電阻，引線(xiàn)電阻的大小與導線(xiàn)的材質(zhì)和長(cháng)度的因素都有關(guān)，因此這種引線(xiàn)方式只適用于測量精度較低的場(chǎng)合。

??四線(xiàn)制連接方式是在熱電阻的根部?jì)啥烁鬟B接兩根導線(xiàn)，這種引線(xiàn)方式可*忽略引線(xiàn)的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測。由于導線(xiàn)較多，接線(xiàn)復雜，且多數場(chǎng)合需要遠距離測量，導致成本較高，一般工業(yè)測量中較少考慮，更適合實(shí)驗室高精度測量。

??三線(xiàn)制連接方式即在熱電阻的根部的一端連接一根引線(xiàn)，另一端連接兩根引線(xiàn)，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的忽略引線(xiàn)電阻的影響。相較于四線(xiàn)制的繁瑣和二線(xiàn)制的誤差，三線(xiàn)制接線(xiàn)方便的同時(shí)也能有較高的精度，是工業(yè)過(guò)程控制中的常用的接線(xiàn)方式。

??1.2 三線(xiàn)制Pt100隔離器在掘進(jìn)機電機保護系統中的作用

??電機的溫度檢測是通過(guò)安裝在電動(dòng)機內部的Pt100熱電阻，當溫度在一定范圍內發(fā)生變化時(shí)，其阻值隨溫度的變化呈線(xiàn)性變化來(lái)實(shí)現。隔離器的作用就是將溫度信號經(jīng)過(guò)處理轉換成線(xiàn)性的電流或者電壓信號，以便后級再處理。在電機保護系統中三線(xiàn)制Pt100隔離器將接收熱電阻信號，經(jīng)過(guò)處理后輸出4-20mA信號。因為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。與此同時(shí)，三線(xiàn)制Pt100隔離器的精度較高，進(jìn)入控制室經(jīng)過(guò)再處理后也能滿(mǎn)足電機保護的要求。三線(xiàn)制Pt100隔離器的接線(xiàn)方式如下所示。

??在實(shí)際應用中，通過(guò)三線(xiàn)制連接，將熱電阻信號連接在隔離器，通過(guò)隔離器將來(lái)自電機的溫度信號隔離轉為4-20mA的電流信號，然后通過(guò)PLC 反饋到顯示屏，從而實(shí)現對溫度的實(shí)時(shí)監測顯示。當電機溫度低于設定值時(shí)對電機沒(méi)有影響，掘進(jìn)機正常工作，但當溫度達到設定值時(shí)，PLC控制系統會(huì )自動(dòng)切斷電機電源，實(shí)現對電機的溫度保護。檢測系統如圖所示。

??2： BM100-TR信號隔離器

??2.1 概述    

??BM100系列信號隔離器在工業(yè)生產(chǎn)中為增加儀表負載能力并保證連接同一信號的儀表之間互不干擾，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(jìn)行采集、放大、運算、和進(jìn)行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號，安全的送給二次儀表或PLC/DCS使用。其中BM100-TR系列隔離器就是對熱電阻信號進(jìn)行處理，將熱電阻信號隔離轉換為線(xiàn)性的電流或者電壓輸出。

BM100系列信號隔離器殼體外觀(guān)圖

??2.2 技術(shù)參數

??3：結束語(yǔ)

??通過(guò)三線(xiàn)制Pt100隔離器將電機溫度隔離轉換為可識別的4-20mA信號，傳輸到PLC進(jìn)行處理后實(shí)現溫度顯示，可以實(shí)時(shí)監測溫度變化，通過(guò)后級電路設計也能夠在溫度超出電機溫度臨界值時(shí)候切斷電機主回路，從而實(shí)現對掘進(jìn)機電機的保護功能。無(wú)論從經(jīng)濟還是從實(shí)用性而言，三線(xiàn)制Pt100隔離器都具有廣泛的推廣意義。

??參考文獻

??[1] 韓永林.基于 PLC 控制的電動(dòng)機溫度保護.中國西部科技.2011,05

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??[3] 企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.6

編輯：安科瑞 孫斌

公司：江蘇安科瑞電器制造有限公司