熱電阻測溫與抗干擾問題的處理(轉載）

熱電阻測溫與抗干擾問題的處理0 引言

　　水泥行業目前普遍采用DCS分布式集散型計算機控制系統，具有很強的適用性和較高的可靠性，通過軟件編程即可實現工藝參數的監測與控制，使水泥生產過程實現自動化控制。由于DCS系統硬件配置功能強大，對來自水泥生產現場一次檢測儀表的諸如Pt100熱電阻測溫信號、K型熱電偶測溫mV信號、脈沖開關量及標準電壓電流信號均能直接進行信號處理，但有一個不容忽視的問題，如果來自現場的工藝參數測量信號在傳輸過程中混進干擾信號，DCS系統自身將很難抑制，需要在外部采取有效的措施給以解決。本文介紹Pt100熱電阻測溫信號異常引起故障的處理方法。

1 煤磨系統熱電阻測溫信號異常引起的故障處理

　　我廠煤磨系統布袋除塵器灰斗溫度和煤磨軸瓦溫度相繼發生溫度顯示異常故障，其現象是在中控室CRT上溫度顯示呈無規律跳躍，在現場檢查測溫元件正常，在PC站中繼端子使用DT－890C型數字萬用表測得的電阻值與實際溫度均呈對應關系。我們采取了更換熱電阻、檢查測溫信號傳輸電纜屏蔽接地、更換PC信號處理通道等措施，但都沒有效果。為了找到故障原因，我們又重新鋪設了1根電纜，仍不能解決問題，經過對比測試、檢查分析，得到的結論是在測溫信號中混進了干擾信號，為此我們采取了如下處理方法。

1.1 改變信號接地方式

　　熱電阻測溫信號通常采用三線制接線方式，使用KYVRP4×1.5屏蔽電纜引至DCS現場站PC室CCF中繼柜內，電纜屏蔽,在中繼柜內接地。解決的方法是將熱電阻Pt100的B、b在中繼柜端子處與電纜屏蔽接在一起，將干擾信號引入大地，以此方法消除干擾信號，即可使計算機溫度顯示恢復正常。

1.2 改變信號傳送方式

　　可在現場或現場站PC室內通過加裝Pt100熱電阻溫度變換器，將Pt100電阻信號轉換為標準DC4～20mA信號，并相應改變計算機輸入信號通道，這種方法也可消除信號傳輸過程中產生的干擾，使計算機顯示的溫度恢復正常，因為DC4～20mA信號的抗干擾能力非常強，溫度變換器安裝位置可依現場實際情況決定，但最好選擇室內安裝，這種方法的缺點是增加了設備投資，同時需要提供變換器電源。

2 水泥磨主電動機稀油站溫度異常的處理

　　我廠水泥磨主電動機因大修處理而更換了1臺新電動機，軸承采用稀油潤滑，相應增加了1臺稀油潤滑站。該油站設有4個溫度測點，潤滑油箱溫度、加熱油溫、供油溫度和回油溫度。

　　這臺稀油站安裝調試完畢，測溫系統、加熱控制及油泵工作正常，投入使用。水泥磨系統準備開車生產，當系統風機等設備開車后，油箱溫度、供油溫度、回油溫度均發生溫度顯示異常故障，而加熱油溫因環境溫度低，加熱器工作使油溫高而未受影響。故障現象是在中控室CRT顯示器上溫度顯示在－30～＋30℃之間無規律跳動，現場使用DT－890C型數字萬用表測量上述熱電阻阻值沒有波動，更換計算機信號通道也未見好轉。由于在安裝時就發現從測溫元件到現場接線盒之間的傳輸導線使用的是普通導線，沒有屏蔽，故決定將從PC室到現場的連接電纜直接接到測溫元件端子上，中控室CRT上溫度顯示正常。2h后當磨機主電動機開啟時，上述溫度再次發生回零故障，且在0～＋30℃之間無規律跳動，因時間緊迫我們決定采取應急措施在PC室將連接電纜屏蔽與B、b端子連接在一起，以上各溫度顯示恢復正常，水泥磨正常開啟。

　　主電動機潤滑油站負責向主電動機前后軸承提供潤滑油，如果潤滑油溫度測量出現異常則主電動機不能開車，否則主電動機軸承得不到有效保護，會引發重大事故，必須排除故障后才能開啟主電動機。因時間緊迫，未能對此故障做定量分析，但可以肯定這是干擾信號所引起的故障。

3 生料磨選粉機立軸溫度異常的處理

　　我廠生料磨選粉機立軸為德國洪堡公司產品，按立軸安裝位置設計了上、中、下三點軸承溫度檢測。

　　在中控室操縱臺CRT顯示溫度分別為RT50MA、RT50MB和RT50MC Sepa Bear Temp，在正常工況下，RT50MA檢測溫度在69℃左右，RT50MB檢測溫度在78℃左右，RT50MC檢測溫度在94℃左右。按設備保護要求，設置軸承報警溫度H1為125℃，停機保護溫度H2為135℃，其中停機保護溫度H2作為選粉機連鎖停車條件之一。

　　自2000年5月以來，在生產工況和設備運行正常的情況下，突然發生RT50MA報警，有時出現H1報警，有時出現H2報警，但隨即又恢復正常。當發生H2報警時瞬間溫度指示超過135℃，造成選粉機跳停，隨即生料磨系統連鎖停車。通過檢查熱電阻及接線均未發現問題，采取將傳輸信號電纜屏蔽與RT50MA的B、b連接在一起的方法也未能消除此故障。

　　處理方法：采取加裝溫度變換器的方法，將電阻信號轉換為DC4～20mA標準信號輸入DCS系統相應的信號通道，解決了RT50MA溫度檢測異常故障。溫度變換器盡可能安裝在外部環境較好的地方，我們將其裝在DCS現場PC站CCF中繼柜內。

　　以后RT50MB、RT50MC也相繼發生同樣故障，在檢查熱電阻及接線沒有問題后，我們采用了同樣的處理方法解決了故障。

　　8月我廠設備檢修后開車時，選粉機潤滑油溫度RT－51突然發生H2報警,造成選粉機開車條件不滿足而無法開車，我們立即著手檢查未發現任何問題，隨即該溫度又恢復正常顯示，查看溫度趨勢與RT50MA相似，我們立即采取上述方法給予解決，使生料磨系統順利開車。

4 小結

　　在工礦企業中電磁兼容是一個突出而重要的問題，自動檢測所涉及的基本上都是弱電信號，在信號傳輸過程中極易受到電磁干擾。受工廠條件限制，不能對這些干擾進行實時監測，給抗干擾工作的解決帶來較大難度，但在有條件的情況下應使電纜走向和分布合理化，即強弱電纜分層敷設，必要時對弱電信號電纜加裝屏蔽保護不失為一項重要的抗干擾措施。

熱敏電阻的物理特性與表示

熱敏電阻的物理特性用下列參數表示：
電阻值、B值、耗散系數、熱時間常數、電阻溫度系數。
1、電阻值：R〔Ω〕
電阻值的近似值表示為：R2=R1exp[1/T2-1/T1]
其中： R2： 絕對溫度為T2〔K〕時的電阻〔Ω〕
R1： 絕對溫度為T1〔K〕時的電阻〔Ω〕
B： B值〔K〕
2、B值：B〔k〕
B值是電阻在兩個溫度之間變化的函數，表達式為：
B= InR1-InR2 =
2.3026(1ogR1-1ogR2)
1/T1-1/T2 1/T1-1/T2
其中： B： B值〔K〕
  R1： 絕對溫度為T1〔K〕時的電阻〔Ω〕
  R2： 絕對溫度為T2〔K〕時的電阻〔Ω〕
3、耗散系數：δ〔mW/℃〕
耗散系數是物體消耗的電功與相應的溫升值之比
        δ= W/T-Ta = I2 R/T-Ta
其中：
δ： 耗散系數 δ〔mW/℃〕
W： 熱敏電阻消耗的電功〔mW〕
T： 達到熱平衡后的溫度值〔℃〕
Ta: 室溫〔℃〕
I: 在溫度T時加熱敏電阻上的電流值〔mA〕
R: 在溫度T時加熱敏電阻上的電流值〔KΩ〕
在測量溫度時，應注意防止熱敏電阻由于加熱造成的升溫。
4、熱時間常數： τ〔sec.〕
熱敏電阻在零能量條件下，由于步階效應使熱敏電阻本身的溫度發生改變，當溫度在初始值和最終值之間改變63.2％所需的時間就是熱時間系數 τ。
5、電阻溫度系數：α〔%/℃〕
α是表示熱敏電阻器溫度每變化1oC，其電阻值變化程度的系數〔即變化率〕，用
     α=1/R?dR/dT 表示，計算式為：
         α = 1/R?dR/dT×100 = -B/T2×100
其中： α： 電阻溫度系數〔%/℃〕
R： 絕對溫度T〔K〕時的電阻值〔Ω〕
B： B值〔K〕