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在工业生产中，加热器断线可能导致加热工艺异常、产品质量不合格甚至设备损坏，因此 PLC 检测加热器断线的方案被广泛应用于化工、食品加工、冶金、橡塑等领域。以下是几个典型的实际应用案例，涵盖不同行业和检测方式，供参考：

案例 1：化工反应釜电加热管断线检测（模拟量 + 电流传感器方案）

场景：某化工厂的反应釜需通过 6 组电加热管（每组功率 3kW，AC380V）维持内部温度（150~200℃），加热管长期在高温、腐蚀性环境中工作，易因老化或振动导致断线，需实时监测避免反应不完全。

检测方案：

• 硬件：每组加热管的供电回路串联一个霍尔电流传感器（输出 4~20mA 模拟量，对应 0~10A 电流），传感器信号接入 PLC 的模拟量输入模块（如西门子 SM 331）。

• PLC 逻辑：

1. 正常工作时，每组加热管电流约 7.5A（3kW/380V），对应传感器输出 16mA；断线时电流为 0，输出 4mA。

2. PLC 通过比较模拟量值与阈值（如设定低于 5mA 判定为断线），当某组电流异常时，触发对应报警灯（Q0.0~Q0.5），并在 HMI 上显示 “X 组加热管断线”。

3. 同时，PLC 联动切断该组加热管供电（通过接触器），避免空开误动作，并启动备用加热组（若有）。

效果：断线检测响应时间＜1s，杜绝了因加热管故障导致的反应温度波动，产品合格率提升 3%，年减少废料损失约 8 万元。

案例 2：食品杀菌设备加热丝断线检测（开关量 + 电流互感器方案）

场景：某食品厂的隧道式杀菌机，通过 10 组不锈钢加热丝（AC220V，每组 1.5kW）对包装食品进行高温杀菌（121℃），加热丝分布在传送带两侧，断线会导致局部温度不足，引发食品安全风险。

检测方案：

• 硬件：每组加热丝的火线穿过微型电流互感器（如 LC20L 开关量型，检测到电流时输出常开触点闭合），触点接入 PLC 输入点（I0.0~I0.9，三菱 FX5 系列）。

• PLC 逻辑：

1. 正常工作时，加热丝电流约 6.8A（1.5kW/220V），互感器触点闭合，输入为 “ON”；断线时触点断开，输入为 “OFF”。

2. PLC 通过 “常闭触点 + 自锁” 逻辑：当某输入点为 “OFF” 时，对应中间继电器（M0.0~M0.9）得电并自锁，触发总报警（Q0.0 蜂鸣器 + HMI 报警弹窗）。

3. 报警需手动复位（I1.0 按钮），复位前 HMI 持续闪烁故障编号，方便维修人员定位。

效果：解决了传统人工巡检漏检问题，断线检出率 100%，未再发生因加热不均导致的批次性食品报废，年节省成本约 12 万元。

案例 3：橡胶硫化机加热板断线检测（功率监测 + 通讯方案）

场景：某轮胎厂的硫化机加热板（由 24 组加热棒组成，总功率 50kW）需维持 180℃恒温，加热棒埋于金属板内，断线后难以直观发现，会导致轮胎硫化不完全、强度不足。

检测方案：

• 硬件：采用智能功率监测模块（如安科瑞 ADW210），通过 RS485 通讯接入 PLC（施耐德 M340），模块实时采集每组加热棒的功率、电流数据。

• PLC 逻辑：

1. 正常时每组加热棒功率约 2kW，功率监测模块通过 Modbus 协议将数据发送至 PLC；断线时对应功率为 0。

2. PLC 定时（100ms 周期）读取各加热棒功率值，当某组功率连续 3 个周期为 0 时，判定为断线，触发对应输出点（Q2.0~Q2.23）驱动指示灯，并通过 Profinet 上传至车间 MES 系统。

3. MES 系统自动记录故障时间、编号，并推送维修工单至维保人员手机 APP。

效果：实现了加热棒状态的数字化管理，故障响应时间从原来的 2 小时（人工巡检发现）缩短至 300ms，设备稼动率提升 2%，年增加产能约 5000 条轮胎。

案例 4：冶金退火炉加热带断线检测（温差辅助判断方案）

场景：某钢铁厂的钢带退火炉，内部铺设 8 条环形加热带（AC380V，每组 5kW），通过热电偶监测炉内温度（800~1000℃），加热带断线会导致局部温差过大，钢带退火后硬度不均。

检测方案：

• 硬件：结合两种检测方式 ——

1. 电流检测：每组加热带串联电流变送器（输出 0~10V），接入 PLC 模拟量模块（罗克韦尔 1756-IF16）。

2. 温差辅助：炉内均匀分布 16 个热电偶，温度信号接入 PLC，计算同一区域的温差。

• PLC 逻辑：

1. 当某加热带电流为 0（断线），或某区域温差＞50℃（且对应加热带电流异常）时，双重判定为断线。

2. 触发报警后，PLC 自动调整其他加热带功率（通过 PID 调节固态继电器输出），临时补偿温度，同时停机信号送至生产线（避免不合格钢带流出）。

效果：通过双重判定减少误报（如热电偶故障导致的单一信号异常），断线检测准确率达 99.5%，钢带废品率下降 0.8%。

案例共性与总结

1. 核心逻辑：均通过检测加热元件的 “电流 / 功率异常” 判断断线，结合 PLC 的逻辑运算实现实时报警与联动控制。

2. 方案选择：

• 小功率、分散加热元件（如加热丝）：优先用开关量电流互感器（成本低、接线简单）。

• 大功率、高精度场景（如反应釜、退火炉）：采用模拟量传感器或智能模块（支持连续监测，便于趋势分析）。

• 高危 / 关键场景：增加辅助判断（如温差、功率对比），降低误报率。

3. 价值：不仅避免了因断线导致的生产事故和质量问题，还通过数据化管理提升了设备维护效率，降低了人工成本。

实际应用中，需根据加热元件的功率、数量、安装环境及工艺要求，选择适配的传感器和 PLC 型号，确保检测可靠性。