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ABB PFEA111/112/122 带材张力控制器
时间: 2026-11-05浏览次数：
ABB PFEA111/112/122 带材张力控制器
ABB PFEA111/112/122 带材张力控制器
原理
Pressductor® 磁致伸缩测量原理传感器内部两组互相垂直绕组；一组通入交流激励产生磁场，无外力时绕组之间无磁耦合；当带材张力压在传感器上，钢材磁特性改变，磁场耦合，第二组绕组感应电压，电压大小对应受力大小；传感器本身没有弯曲 / 拉伸形变，耐冲击过载。
系统组成：张力控制器主机 + 张力传感器（PFCL/PFTL/PFRL 系列），可选配件：PFXC141 接线盒、PXUB201 绝缘放大器、SD83x 电源模块。
安装（机械 + 电气）
2.1 机械安装
IP65（NEMA4）壁挂型：墙壁安装，外壳密封，预留足够开盖检修空间，电缆接头要匹配 UL 认证要求。
IP20 导轨型：DIN‑35 导轨安装；金属导轨作为保护接地，导轨要接机柜 PE 保护地；多台同柜安装需要SYNC 同步接线。
MNS 机柜安装规范：柜体拼接、地板固定、前后左右、顶部通风间隙要求。
PFXC141 接线盒：传感器距离控制器距离长时使用，靠近传感器侧防护安装。
2.2 电气布线关键规则
励磁电缆与信号电缆必须分开走线；励磁 2×2.5mm²；信号为双绞屏蔽 2×2×0.5mm²；最长 50m；励磁回路总电缆电阻≤5Ω。
线缆对角线配对：励磁用一对、信号用另一对；屏蔽层仅单端接地，屏蔽引出短线≤50mm；
远离动力电缆，最小间距 0.3m，交叉必须 90° 直角；
IP20 多台共柜：必须互连 SYNC 同步端子，避免互相干扰；IP65 壁挂版本无需同步。
电源规格
IP20 版：DC 18‑36V；
IP65 版：AC 85‑264V，45‑63Hz。
可选外设
PXUB201 绝缘放大器：实现模拟信号电气隔离，DIN 导轨安装，可切换电压 / 电流输出、带宽。
SD83x 系列电源：SD831/832/833，给多台 PFEA 供电。
附录 B‑G 分别是 PFCL301E、PFTL301E、PFRL101、PFTL101、PFCL201、PFTL201 共 6 种张力传感器的机械安装、包角增益计算、尺寸图纸、电缆图。 核心概念包角增益 WrapGain：带材实际张力 T 和传感器测得分力 FR 的比值，取决于导辊包角、传感器安装角度；T = WrapGain × FR，范围 0.5‑20。
调试
操作面板按键：后退取消、上移、下移、OK 确认；长按 OK 键 5 秒进入配置菜单。
3.1 调试前置条件
确认接线无误；掌握：传感器额定负载、测量模式（双传感器标准辊 / 单传感器 A 侧 / B 侧）、最大工艺张力、模拟输出需求、总线参数。
3.2 两种调试流程
快速设置 FastSetUp（简易调试）两种方式：
① 悬挂砝码 HangWeight：惰辊上挂已知重量砝码，系统自动算出包角增益；适合现场有条件挂砝码。
② 输入包角增益 EnterWrapGain：根据机械图纸计算出 WrapGain 直接填入。 快速设置自动配置滤波、4‑20mA、0‑10V 输出参数。
完整设置（全部参数精细配置）
菜单 主要设置项
PresentationMenu 显示菜单 语言、工程单位 (N/kN/kg/lbs/N‑m 等)、带材宽度、小数位数；支持 N/m，kN/m 等线张力单位，需要输入带材宽度
SetObject 对象类型 标准辊（双传感器）、A 侧单传感器、B 侧单传感器；单侧模式内部自动 ×2 换算总张力
NominalLoad 额定负载 必须和传感器铭牌额定负载一致
ZeroSet 调零 无带材张力时执行调零，补偿辊自重，调零范围 ±2×Fnom
SetWrapGain 包角增益 砝码标定 / 手工输入计算值 0.5‑20
VoltageOutput 电压输出 0‑10V 量程映射，高低限，滤波器（15ms‑1500ms 多档线性相位滤波）
CurrentOutput 电流输出 4‑20mA 映射，高低限，滤波参数
Miscellaneous 杂项菜单 总线参数、恢复出厂设置
ServiceMenu 服务菜单 查看最大负载记录、零点偏移；重置峰值；模拟功能 Simulation，可以模拟张力信号用于调试后端 PLC，开启后状态灯变红
滤波器：阶跃响应 15~1500ms，对应截止频率 35Hz~0.25Hz，抑制辊子抖动带来的张力噪声。
3.3 现场校验
极性检查：手推传感器，读数必须正向增大；读数反相就调换信号正负端子；
传感器功能校验：砝码测试，判断 A/B 传感器工作是否正常。
3.4 现场总线通信
PFEA112：PROFIBUS‑DP（RS485）
作为 DP 从站；支持地址 0‑125；GSD 文件在附录；
循环上传两组张力（分别复用电压输出滤波、电流输出滤波时间）+ 状态故障位；仅支持调零命令由 PLC 下发；
支持自定义测量量程、负载分辨率 LoadDivision；16 位补码传输。
PFEA122：PROFINET IO（以太网）
RT‑Class1 实时，最小循环周期 1ms；支持 SNMP、LLDP；GSDML 附录提供；
循环数据：A+B 总张力、A 张力、B 张力、状态字节；PLC 可下发调零指令；
IP/MAC、子网掩码网关由 PLC 分配；可设置总线滤波、负载分组；支持 USB 接口做固件升级。
3.5 PXUB201 绝缘放大器调试
拨码开关 S1、S2，切换输入输出模式（0‑10V 转 4‑20mA 等）、带宽（10kHz /10Hz 慢滤波）。
运行操作
通电：外部开关供电；Power 电源灯常亮；Status 绿灯正常；红灯代表告警 / 故障。
操作菜单循环显示：总张力 WebTension、A 侧张力、B 侧张力、A‑B 张力差值、告警信息。
单位显示逻辑：根据传感器额定负载自动调整有效数字；可设置小数位数。
告警提示：出现故障警告，Status 变红；可翻到最后菜单读取消息，故障消除自动恢复绿灯。
单侧传感器模式下，另一路数值置零，总张力 = 2× 有效单路测量值。
维护
预防性维护
传感器：防止腐蚀；紧固螺丝；清理缝隙杂物，避免额外分力；
控制器：检查端子紧固、电缆完好；
PFEA122 固件升级Windows 电脑，通过微型 USB；可以图形工具自动升级，也可手动拷贝分区文件升级；升级期间测量停止。
PFEA111/112 不支持 USB 固件升级。
故障跟踪
6.1 故障来源分类
机械安装（零点漂移、灵敏度异常）、传感器（过载冲击）、布线（屏蔽、励磁电阻、极性）、控制器硬件。
6.2 错误（设备功能异常，必须处理）
闪存错误、EEPROM 错误 → 需要更换控制器；
供电错误 → 检查供电电压范围；
传感器励磁错误：检查励磁回路电缆总电阻≤5Ω，检查短路断路。
6.3 警告（影响精度，不停机）
PROFIBUS/PROFINET 通信故障；
多机同步警告；
典型故障现象
读数噪声大：屏蔽接地错误，动力电缆距离近；
零点漂移：屏蔽两端接地，励磁信号线没有分开，多台 IP20 未做 SYNC 同步；
加载后无信号：信号极性接反，励磁回路断线。
降级运行功能：单传感器故障应急
如果其中一个传感器损坏，可断开故障传感器，短接对应励磁端子；菜单SetObject改为单侧测量 A/B，设备继续生产，只是只能单辊侧采集张力。
更换部件要点
更换控制器：全部参数需要重新配置；
更换张力传感器：必须执行调零，重置最大负载记录。
