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(jìn)機(jī)電機(jī)保護(hù)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(jī)溫度以及后級處理實現(xiàn)對掘進(jìn)機(jī)電機(jī)保護(hù)。

　　關(guān)鍵詞：信號隔離器;三線制Pt100;掘進(jìn)機(jī);測溫

　　0：概述

　　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(jìn)機(jī)的性能要求也不斷提高。工作的持續(xù)推進(jìn)需要良好的電氣設(shè)備為掘進(jìn)機(jī)提供保護(hù)。而保護(hù)功能中就有掘進(jìn)機(jī)截割、油泵電機(jī)的溫度檢測和保護(hù)，防止超過電機(jī)允許的溫度上限，造成發(fā)動機(jī)損壞，嚴(yán)重時發(fā)生重大事故。由此看來掘進(jìn)機(jī)的溫度保護(hù)系統(tǒng)至關(guān)重要，而在溫度保護(hù)系統(tǒng)中溫度檢測更是重中之重。

　　1：三線制Pt100隔離器在掘進(jìn)機(jī)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　1.1概述

　　BM100系列信號隔離器可以對電流、電壓等電量參數(shù)或溫度、電阻等非電量參數(shù)進(jìn)行高速測量，經(jīng)隔離裝換成標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號輸出。既可直接與指針表、數(shù)顯表相接，也可以與自控儀表(如 PLC)、各種 A/D 轉(zhuǎn)換器以及計算機(jī)系統(tǒng)配接，廣泛應(yīng)用于電力、鐵路、石化、冶金、化工、食品、倉儲等行業(yè)的自動化系統(tǒng)中，是一種具有高性價比的產(chǎn)品。

　　溫度是工業(yè)現(xiàn)場用的很頻繁的待測物理量，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(diǎn)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隨著溫度變化而改變。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*忽略引線的電阻影響，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，更適合實驗室高精度測量。

　　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，可以較好的忽略引線電阻的影響。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。

　　無源隔離器可以解決設(shè)備之間共“地"而造成的干擾問題，無源隔離器突出的特點(diǎn)就是無須單獨(dú)外供電源，也可以正常工作，來解決工業(yè)現(xiàn)場中的干擾問題。在使用無源隔離器時注意，測量變送器驅(qū)動電壓UB應(yīng)足以維持流過無源隔離器和負(fù)載RB的電流,其值為20mA.無源隔離器上的損耗電壓為UV=2V,上圖給出了在考慮損耗電壓UV時,輸入電壓UE同負(fù)載阻抗RB的關(guān)系.如果您的負(fù)荷已知,則可以據(jù)公式算出傳感器提供的低電壓,以便在無源隔離器和負(fù)載中維持20mA的電流.

　　1.2 三線制Pt100隔離器在掘進(jìn)機(jī)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中的作用

　　電機(jī)的溫度檢測是通過安裝在電動機(jī)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(jī)保護(hù)系統(tǒng)中三線制Pt100隔離器將接收熱電阻信號，經(jīng)過處理后輸出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(jìn)入控制室經(jīng)過再處理后也能滿足電機(jī)保護(hù)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(jī)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(jī)溫度低于設(shè)定值時對電機(jī)沒有影響，掘進(jìn)機(jī)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(jī)電源，實現(xiàn)對電機(jī)的溫度保護(hù)。檢測系統(tǒng)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(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(jìn)行采集、放大、運(yùn)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(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

　　注意事項

　　1)本產(chǎn)品安裝在安全區(qū)域，周圍空氣不含對鉻、鎳、銀鍍層起腐蝕作用的介質(zhì)。

　　2)兩進(jìn)兩出儀表輸入信號類型只能同時選擇電壓信號或者電流信號

　　3)電流輸出與電壓輸出之間是不可切換的，需通過更改硬件完成，訂貨時請注明清楚

　　型號范例

　　舉例 1 輸入：1 路 4-20mA，輸出：2 路 4-20mA，工作電源：24V DC

　　訂貨型號：BM100-DI/I-12

　　舉例 2 輸入：1 路 4-20mA，輸出：2 路 4-20mA，工作電源：220V AC

　　訂貨型號：BM100-DI/I-12 (備注：220V)

　　舉例 3 輸入：2 路 PT100，輸出：2 路 0-20mA，工作電源：24V DC

　　訂貨型號：BM100-TR/I-22

　　舉例 4 輸入：1 路 4-20mA，輸出：1 路 4-20mA，工作電源：無

　　訂貨型號：BM100-DIS/I-11

　　舉例 5 輸入：2 路 4-20mA，輸出：2 路 4-20mA，工作電源：回路供電

　　訂貨型號：BM100-DI/IS-22

　　2.2 技術(shù)參數(shù)

　　3：結(jié)束語

　　通過三線制Pt100隔離器將電機(jī)溫度隔離轉(zhuǎn)換為可識別的4-20mA信號，傳輸?shù)絇LC進(jìn)行處理后實現(xiàn)溫度顯示，可以實時監(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(jī)溫度臨界值時候切斷電機(jī)主回路，從而實現(xiàn)對掘進(jìn)機(jī)電機(jī)的保護(hù)功能。無論從經(jīng)濟(jì)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。

作者介紹：黃飛蓉，女，本科，江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要從事光儲充等研發(fā)與應(yīng)用；

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