接线实用参考

热电偶线色标准

*R/S 型须使用铜-铜镍补偿导线（而非热电偶线）做延长，且仅在环境温度附近准确。

极性速记

记住：IEC 负极为白，ANSI/JIS 负极为红——这是极性错误最常见的来源。

传感器接线配置

单热电偶直连控制器（两线制）

  TC 探头                 延长线                    控制器
  --------                ----------------           ----------
  [热端]  ----(+)=========(+)===============(+) TC 输入 +
          ----(-)=========(-)===============(-)  TC 输入 -

  要点：
  · 全程使用匹配的热电偶级或延长级导线
  · 除端子排 / 连接器外不应有接头
  · 屏蔽层只在控制器端单端接地

热电偶 + 变送器（4-20mA 输出）

  TC 探头        TC 线         变送器         标准电缆        控制器
  --------       ---------      -----------     ----------      ----------
  [热端] --(+)===(+) TC In                  4-20mA + --------- AI +
          --(-)===(−)  TC In                  4-20mA − --------- AI −

  变送器供电：两线制（回路供电）或四线制（独立供电）
  优点：不受线路电阻影响，可远距离传输
  量程：典型 0-1200°C 对应 4-20mA

双热电偶输入（测量 + 独立超温保护）

  TC1（控制）                        PID 控制器
  ---------------                    --------------
  [过程 TC] --(+)-------------- (+) TC 输入 1
            --(−)-------------- (−) TC 输入 1    → 控制加热输出（PID 回路）

  TC2（安全）                        超温保护仪 / 跳闸
  ---------------                    --------------------------------
  [安全 TC] --(+)-------------- (+) TC 输入      → 超设定值时跳闸
            --(−)-------------- (−) TC 输入         断开安全继电器
                                                   （独立于 PID）

  重要：
  · 安全 TC 必须独立于控制 TC
  · 安全仪表必须是独立仪器
  · 安全继电器与主接触器线圈串联
  · 超温跳闸后必须手动复位

接线盒（JB）接线规则

• 只使用热电偶级端子排或匹配的补偿端子排，禁用普通铜端子排
• 每个接线点清晰标注极性
• 冷热端分开，避免端子排上存在温度梯度
• 每根电缆一个屏蔽接地辫，只在控制器端接地
• 热电偶延长线严禁与动力电缆同管/同槽敷设
• 延长线最大推荐长度 100m，超过此距离应改用变送器
• 每根电缆标注热电偶型号、回路编号与两端位置

热电偶接点型式：接地 / 绝缘 / 露端

控制器输出类型与功率接线

Eurotherm 3216 端子布局

  Eurotherm 3216 端子布局（后视图，从左到右）
  ==============================================

  上排：    1    2    3    4    5    6    7
  下排：    V+   V-   HA   HB   HC   LA   LB

  端子 1-2：     电源（100-240V AC）
  端子 V+ V-：   TC/RTD 输入（+ 和 −）
  端子 HA-HC：   输出 1（继电器：HA=COM, HB=NO, HC=NC）
                  （或 SSR 驱动：HA=输出, HC=公共端）
                  （或 4-20mA：HA=输出+, HC=输出−）
  端子 LA-LB：   输出 2（继电器：LA=COM, LB=NO）

  通信（可选，取决于模块）：
  端子 EIA-485： Modbus RTU 通信（A, B, COM）

  说明：Eurotherm 3216 为 1/16 DIN 单回路控制器。
  输出类型由所装硬件模块决定——接线前核对标签上的模块代码。

SSR 接线：控制器 → 电热元件

  控制器              SSR                熔断器      电热元件
  ----------        --------             ------     --------
  SSR Drive + ----> 输入 (+)
  SSR COM    ----> 输入 (−)
                    输出 (L) <---- L (带熔断) ----> 元件 L
                    输出 (N) <---- N  -----------> 元件 N
                                          |
                                         MOV (275V)
                                          |
                                          N

  保护：
  · 熔断器：HRC 型，按元件满载电流选型
  · MOV（压敏电阻）：275V AC 跨接 SSR 输出，抑制电压尖峰
  · 散热器：SSR 必须安装足够散热器，经验值每安负载 1°C/W
  · 环境 >40°C 或负载 >25A 时加风冷

接触器接线：控制器 → 三相电热元件

  控制器            接触器                     三相电热元件
  ----------       -----------                 ------------------
  继电器 NO -----> A1（线圈 +）
  继电器 COM ----> A2（线圈 −）  [经 240V 供电]

                   L1 -------> 熔断器 -------> 元件 L1
                   L2 -------> 熔断器 -------> 元件 L2
                   L3 -------> 熔断器 -------> 元件 L3

  安全链（与线圈串联）：
  A1 <-- 急停 NC <-- 超温 NC <-- 炉门联锁 NC <-- 240V

  要点：
  · 接触器线圈电压必须与供电匹配（通常 240V AC）
  · 辅助 NO 触点用于加热指示
  · 长电缆运行时线圈两端建议并接 RC 吸收器
  · 上游有 SSR/SCR 时按 AC-3 负载选型

超温保护链

  超温保护链
  ============

  安全 TC（独立） --> 超温保护仪
                      （如 Eurotherm 3216 报警专用模式）
                        |
                      继电器输出（NC）
                        |
                      串入安全链：
                      ... --> [超温 NC] --> [下一设备 NC] --> ...

  设定：
  · 设定值 = 工艺温度 + 25-50°C（或按规范）
  · AMS 2750：超温设定于 TUS 均匀性上限
  · 断线方向：上溢（TC 故障时读数偏高 = 跳闸）
  · 报警类型：锁存（须手动确认 + 复位）

  要求：
  · 使用独立于控制 TC 的单独 TC
  · 使用独立于 PID 控制器的单独仪表
  · 优先独立供电
  · 每年校准检查

电热元件接线

三相星形 / 三角形接法

  星形（Y）接法                       三角形（Δ）接法

  L1 ---[元件 1]---+                  L1 ---+---[元件 A]---+--- L2
  L2 ---[元件 2]---+-- 星点 (N)             |                 |
  L3 ---[元件 3]---+                  +---[元件 C]---+
                                            |
  U元件 = U线 / √3                     L3 ---+---[元件 B]---+
  （415V 供电 → 元件 240V）
  I线 = I相                            U元件 = U线
  P总 = √3 × U线 × I线                  （415V 供电 → 元件 415V）
                                       I线 = √3 × I相
  元件电压低、功率为                   P总 = √3 × U线 × I线
  同元件 Δ 接法的 1/3
                                       满线电压、功率为 Y 的 3 倍
  适用于元件额定为相电压               元件必须按线电压选型
  或需要较低功率时

单相元件接线

• 经 SSR：L → 熔断器 → SSR 输出 → 元件 → N
• 经接触器：L → 熔断器 → 接触器 NO → 元件 → N
• 多元件并联（同电压）：L → 熔断器 → 开关 → 各元件并接 → N
• 多元件串联（分压）：L → 熔断器 → 元件1 → 元件2 → N，每元件承受 U总/N

SiC 元件特殊要求

MoSi₂ 元件（Kanthal Super）特殊要求

元件电阻计算

元件老化规律

• NiCr（Nikrothal 80）：阻值寿命期内上升 5-10%
• FeCrAl（Kanthal A1/AF）：阻值寿命期内上升 3-8%
• SiC：阻值可上升 200-400%（重大考量因素）
• MoSi²：正确使用下阻值基本稳定
• 准则：金属元件实测阻值超过铭牌 20% 即应更换

安全回路

急停回路（安全关键）

  急停回路（常闭串联回路，安全关键）
  =============================================

  240V L --> [急停 1 NC] --> [急停 2 NC] --> ... --> 安全继电器线圈 A1
  240V N ------------------------------------------------> 安全继电器线圈 A2

  安全继电器输出：
    NO1 (13-14) --> 加热接触器线圈供电
    NO2 (23-24) --> 燃气阀供电
    NO3 (33-34) --> 指示 / PLC 输入

  关键要求：
  · 所有急停均为 NC（常闭）串联
  · 按下任一急停即断开回路
  · 断线等同急停按下（失效安全）
  · 安全继电器提供监控输出
  · 安全继电器必须手动复位
  · 使用 Cat 3 或 Cat 4 安全继电器（如 Pilz PNOZ、Allen-Bradley MSR）
  · 急停按钮：红色蘑菇头、黄色围圈（ISO 13850）

炉门联锁

风机验证回路（Fan Proving）

  风机验证回路（Fan Proving）
  ===========================

  循环风机 / 燃烧空气风机：
  风机电机 --> 运行 --> 差压开关（跨接风机）
                          NC 触点闭合条件：dP > 设定值
                          = 风机运行且产生气流
                              |
                            串入安全链：
                            ... --> [风机已验证 NC] --> [下一设备 NC] --> ...

  替代方案：电机供电回路电流感应继电器
  （可靠性低于差压开关——电机可能皮带断裂仍运转）

  应用：
  · 燃气燃烧：燃烧空气风机必须在燃气阀打开前验证
  · 循环：元件通电前须验证风机（防止局部过热）
  · 淬火：淬火循环开始前须验证淬火风机

燃气安全回路

  燃气安全联锁链（简化）
  ========================

  所有条件满足（NC 触点串联）：

  240V --> [急停] --> [超温] --> [风机已验证] --> [燃气低压]
       --> [燃气高压] --> [火焰监测] --> [炉门关闭]
       --> [吹扫完成] --> BMS / 燃气阀供电

  燃气阀组时序（典型）：
  1. 预吹扫：空气风机运行 5 倍炉膛容积换气（无燃气）
  2. 点火：点火燃气阀打开，点火器打火
  3. 小火确认：UV/离子检测确认点火火焰（3-5 秒）
  4. 主燃气：主燃气阀打开（小火保持）
  5. 主火焰确认：UV/离子检测确认主火焰
  6. 运行：比例调节或开关控制
  7. 停机：燃气阀关闭，后吹扫（风机继续运行）

  阀门检漏系统（VPS）：
  · 每次启动前测试阀门严密性
  · 在两阀之间加压，监测泄漏
  · IGEM/UP/2 要求 DN50 以上阀门强制配置

超温跳闸级联动作

  超温跳闸级联动作
  ==================

  1. 超温报警触发
     |
  2. 燃气阀立即关闭（经安全继电器）
     元件断电（接触器脱扣）
     |
  3. 循环风机继续运行
     （防止热冲击，均匀残余热量）
     |
  4. 排风机继续运行（排出残余气氛）
     |
  5. 声光报警开启
     |
  6. PLC/SCADA 带时间戳记录事件
     |
  7. 保持安全状态直至：
     - 温度降至跳闸值减去回差以下
     - 操作人员确认报警
     - 安全继电器手动复位
     - 完成再吹扫循环（燃气系统）

  关键：超温跳闸时风机绝不允许停止。
  热炉内突然失去空气循环会导致局部过热、
  元件损坏，以及气氛系统潜在的点火风险。

常见接线故障诊断