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【摘要】三線制Pt100隔離器相較于二線制的更加穩(wěn)定可靠,在中低溫地區(qū)有廣泛的應(yīng)用。掘進機電機保護系統(tǒng)中,利用三線制Pt100隔離器將熱電阻信號轉(zhuǎn)換為線性4-20mA電流信號,經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)化,傳輸至PLC并顯示,通過實時監(jiān)測電機溫度以及后級處理終實現(xiàn)對掘進機電機保護。
引言
隨著城市的快速發(fā)展,道路交通,鐵路以及水利工程等建設(shè)事業(yè)也在飛速增長,與此同時對掘進機的性能要求也不斷提高。合理率工作的持續(xù)推進需要良好的電氣設(shè)備為掘進機提供保護。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高溫度,造成發(fā)動機損壞,嚴(yán)重時發(fā)生重大事故。由此看來掘進機的溫度保護系統(tǒng)至關(guān)重要,而在溫度保護系統(tǒng)中溫度檢測更是重中之重。
一、三線制Pt100隔離器在掘進機電機保護系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.概述
溫度是工業(yè)現(xiàn)場用的多的待測物理量,熱電阻由于在測量的靈敏度、線性度等諸多方面均優(yōu)于熱電偶,因此在中低溫地區(qū)得到了更廣泛的應(yīng)用。主要特點是測量精度高,性能穩(wěn)定。其中 Pt100 即鉑熱電阻的測量精度是高的變化而改變。熱電阻的連接方式分為二線制,三線制和四線制,示意圖如下。

在熱電阻的兩端各連接一根導(dǎo)線來引出電阻信號的方式叫二線制。這種引方法很簡單,但由于連接導(dǎo)線必然存在引線電阻,引線電阻的大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長度的因素都有關(guān),因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合。
四線制連接方式是在熱電阻的根部兩端各連接兩根導(dǎo)線,這種引線方式可*減少引線的電阻影響,主要用于高精度的溫度檢測。由于導(dǎo)線較多,接線復(fù)雜,且多數(shù)場合需要遠(yuǎn)距離測量,導(dǎo)致成本較高,一般工業(yè)測量中較少考慮,更適合實驗室精密測量。
三線制連接方式即在熱電阻的根部的一端連接一根引線,另一端連接兩根引線,這種方式通常與電橋配套使用,可以較好的減少引線電阻的影響。相較于四線制的繁瑣和二線制的誤差,三線制接線方便的同時也能有較高的精度,是工業(yè)過程控制中的常用的接線方式。
2.三線制Pt100隔離器在掘進機電機保護系統(tǒng)中的作用
電機的溫度檢測是通過安裝在電動機內(nèi)部的Pt100熱電阻,當(dāng)溫度在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化時,其阻值隨溫度的變化呈線性變化來實現(xiàn)。隔離器的作用就是將溫度信號經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成線性的電流或者電壓信號,以便后級再處理。在電機保護系統(tǒng)中三線制Pt100隔離器將接收熱電阻信號,經(jīng)過處理終輸出4-20mA信號。因為輸入和輸出采用光耦轉(zhuǎn)換,所以在電性能上是*隔離的,可靠性高。與此同時,三線制Pt100隔離器的精度較高,進入控制室經(jīng)過再處理后也能滿足電機保護的要求。三線制Pt100隔離器的接線方式如下所示。

在實際應(yīng)用中,通過三線制連接,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(zhuǎn)為4-20mA的電流信號,然后通過PLC 反饋到顯示屏,從而實現(xiàn)對溫度的實時監(jiān)測顯示。當(dāng)電機溫度低于設(shè)定值時對電機沒有影響,掘進機正常工作,但當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時,PLC控制系統(tǒng)會自動切斷電機電源,實現(xiàn)對電機的溫度保護。檢測系統(tǒng)如圖所示。

二、 BM100-TR信號隔離器
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(fù)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行采集、放大、運算、和進行抗干擾處理后,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行處理,將熱電阻信號隔離轉(zhuǎn)換為線性的電流或者電壓輸出。


BM100系列信號隔離器殼體外觀圖
2. 接線圖及技術(shù)參數(shù)


三.結(jié)束語
通過三線制Pt100隔離器將電機溫度隔離轉(zhuǎn)換為可識別的4-20mA信號,傳輸?shù)絇LC進行處理后實現(xiàn)溫度顯示,可以合理的實時監(jiān)測溫度變化,通過后級電路設(shè)計也能夠在溫度超出電機溫度臨界值時候合理切斷電機主回路,從而實現(xiàn)對掘進機電機的保護功能。無論從經(jīng)濟還是從實用性而言,三線制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 控制的電動機溫度保護.中國西部科技.2011,05
[2] 夏杰.PLC 在電動機溫度保護中的應(yīng)用.中國西部科技.2008,01:05-06.
[3] 企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.6
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