温度传感器干扰 PLC温度模块频繁烧坏，发现真相原来出自这里

PLC温度模块频繁烧坏，发现真相原来出自这里

EM231 RTD模块作为S7-200 小型PLC 中的成员，其可方便的与多种规格的热电阻传感器连接。用户可以通过DIP开关来选择热电阻的类型、接线方式 、测量单位等（具体相关设置大家可以参考相关的模块手册）。之后将所采集到的温度模拟量信号通过EM231进行模数转换后传输给CPU模块，CPU模块与触摸屏通讯后，显示出相应的数据温度。

我们现场所采用的是PT100的热电阻传感器（三线制），通过两芯的屏蔽电缆连接到EM231模块。运行中出现触摸屏温度数据显示****，检查EM231模块24V电源灯熄灭，但实际测量直流24V电源正常，排查为模块损坏，立即更换备用模块，电源灯及触摸屏数据显示正常，搞定收工。

谁知三天后同样的问题再次出现。难道接线有问题，不可能模块质量会这么差，一系列的怀疑涌上头，只得再次一步步进行分检查，其它的模块都正常说明24V电源正应该没问题，此时怀疑是不是有外部异常电压信号窜入模块造成烧坏。只得外部入手，断开温度模块接线，单独测量传感器信号时，测得电阻107欧姆，换算温度在20度左右（1度为0.385欧姆）正常。将万用表打到交流200V档，分别对地测得温度信号线的交流电压在13V左右，至此明确了是外部电压窜入模块烧坏。

而后仔细再反过来想，原来用的三线制传感器，而采用的是二芯的屏蔽电缆线传输信号到模块，三线传感器的接线其中一根用的是二芯线的屏蔽层来代替的，而本身电缆的屏蔽层就是来屏蔽外界的干扰电压，相当于无端的给模块送来一个高的电压，造成模块烧坏。

后续通过重新敷设信号线，采用三芯的屏蔽电缆，三根芯线作为传感器接线，同时将屏蔽层进行接地处理，确保传输的信号不会受到干扰，避免有感应电压窜入模块内部。进行后续一周的观察运行稳定，温度数据显示一切正常，故障得到彻底处理。

热电偶测温偏差及跳变产生的原因

热电偶

热电偶测量过程可能受许多因素影响，或者可能是以下因素:

（一）热电偶检准、标定时引入的偏差

由于热电偶已在实验室中进行了校准和校准，因此放置在实验室中的平衡时间不足以避免因值变动，校准人员的技术水平以及验证系统维护不足而引起的偏差。这是原因。

（二）测量点的选取

热电偶的位置和深度，即测量点的选择非常重要。温度测量点的位置应尽可能靠近要测量的温度点。温度测量点应避免强烈的电磁场干扰源，或者加热设备不要太靠近。如果无法避免，则必须采取相应的措施。

（三）测量过程中是否受到滋扰

测量过程中遇到的烦人问题主要是由于热电偶内部和外部的环境原因。内部原因，不良的热电偶绝缘会严重影响精确的热电偶测量。扭曲所测得的热电势以制造显示设备，即使绝缘无法正常工作，扭曲也会因绝缘性能下降而引起各种偏离。例如，热电极绝缘的瓷管的绝缘电阻较低，这会绕开热电流并导致测量偏差。保护管和端子的污染会导致绝缘不良和接触不良，从而影响热电偶的响应时间，还可能引起热电偶干扰和温度漂移。外部原因很容易受到变压器，大功率电动机，变频器等的影响。我在一次分体式空调测试时，第一次没有测量压缩机温度，所有温度点都正常。在第二次测量压缩机温度时，没有打开压缩机台架，温度点正常，当打开压缩机台架后，很多温度点产生了很大的波动，特别是压缩机段测温点，当时检查了所有热电偶和设备，都是正常的，后来在压缩机台架变频器内增加了滤波器，果然温度都正常了。所以测量时一定要考虑环境中是否有干扰。

（四）热惰性引入的偏差

这种环境相对复杂，并且与场景中的许多因素有关。因此，选择产品时必须仔细考虑所有因素。因此，请使用热电偶线较细且保护管直径较小的热电偶。如果情况允许，可以卸下保护管。由于测量的延迟，由热电偶测量的温度波动将小于实际温度波动。滞后测量值越大，热电偶波动的幅度越小，实际温差越大。当使用热响应时间长的热电偶测量或控制温度时，设备的温度几乎不受波动的影响，但实际的环境温度波动可能会很大。为了精确的测量温度，该当选择热响应时间小的热电偶。使用中，通常应采取导热性能好、管壁薄、内径小的保护层。如果需要快速，准确的温度测量，可以使用裸线热电偶，但是裸线热电偶很容易被污染和破坏，必须实时校准或更换。了解现场的所有关键点，了解测量要求并选择合适的设备是现场操作员的责任。

（五）热电极的玷污和腐蚀

热电偶线细，软且容易变形。如果热电偶的塑性变形（例如不正确的弯曲或扭曲）引起热电偶丝的变形应力，则热电偶的热电技术特性会发生变形，热电偶也会发生变形。评估研究结果可能会产生影响。因此，测量前必然要把热电偶丝拉直。当热电偶丝被污染，乃至被氧化时，会使热电极偶丝表面不光亮、发黑发暗。目前，用于热电极的热电材料的性能还不是很安全和稳定，并且测量系统的数据还相对不准确。因此，有必要清洁被污染的电极并去除这些被污染的物体。热电偶丝表面污染的程度越大，热电特性改变就越大，由此偏差就越大。

（六）补偿不当引入的偏差

从热电偶温度测量原理可以看出，仅当热电偶冷端的温度稳定时，热电势才能与测得的温度对应1∶1。在实际使用中，热电偶放置在现场设备上，其冷端暴露在空气中，并受到环境温度场的影响。同时，如果热电偶的冷端接近热端，则冷端的温度将很困难。它很稳定，会引起测量偏差。

（七）热电偶接线盒内部受污染

接线盒的目的是为了方便连接补偿导线和热电偶线，以及保护热电偶免受污染。虽然接线盒的工艺越来越先进，但是仍然不能保证灰尘、导电液体等的侵入，导致可靠性不能保证，也会在测量过程中出现温度跳变问题。

（八）响应时间的影响

热电偶电极和保护管越厚，热电偶壁越厚，热电偶将越惰性，这将增加热电偶稳定，创建不同材料并具有更高导热率的时间。不同的是，它也会影响响应时间。因此，正常的验证过程需要根据热电偶的类型选择适当的加热速率和热平衡时间。

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