ABB ABB PFCL201C 3BSE023409R20 датчики нагрузки Pressductor PillowBlock

I. Обзор

II. Функциональные особенности

1. Среднеапазонное высокоточное измерение натяжения

• Ультравысокая точность измерения: Точность измерения достигает ± 0,08% FS (полный диапазон), с линейной ошибкой ≤ 0,04% FS и гистерезисной ошибкой ≤ 0,03% FS. Минимальное разрешение в диапазоне 10,0 кН составляет 0,1 Н. Например, на производственной линии прокатки средних и тяжелых стальных листов (толщина 5 - 10 мм), когда натяжение стального листа колеблется от 6 кН до 6,2 кН, датчик может выводить сигнал тока в реальном времени от 13,6 мА (соответствует 6 кН) до 14,08 мА (соответствует 6,2 кН), с ошибкой ≤ 0,008 мА. Это обеспечивает точную основу для регулировки контроллера, предотвращая отклонения толщины (≤ 0,05 мм) стального листа, вызванные неравномерным натяжением.

• Высокая жесткость и ударопрочность: Упругий элемент изготовлен из высокопрочной легированной стали 40CrNiMoA, прошедшей закалку и отпуск (твердость HRC30 - 35), с жесткостью, увеличенной на 30% по сравнению с обычными датчиками. Он может выдерживать постоянное давление и мгновенные удары от среднегрузных рулонных материалов (например, мгновенное натяжение 12 кН при прохождении стыков рулонов). После длительного использования (≥ 6 лет) упругий элемент не имеет пластических деформаций, и снижение точности измерения составляет ≤ 0,05% FS.

• Стабильный выход в широком температурном диапазоне: Он использует тензодатчики с низким температурным дрейфом (температурный коэффициент ≤ 0,0003% FS/°C) и двухступенчатую температурную компенсационную схему. В рабочем температурном диапазоне от - 20 °C до 80 °C температурный дрейф составляет ≤ 0,001% FS/°C. Например, в металлургическом цехе с высокой летней температурой (50 °C) и низкой зимней температурой (- 10 °C) изменение ошибки измерения составляет только ≤ 0,08% FS, значительно ниже 0,15% FS температурного дрейфа обычных среднеапазонных датчиков, обеспечивая стабильность измерения во всем температурном диапазоне.

2. Усиленная конструкция и адаптация к окружающей среде

• Защита IP67 и коррозионная стойкость: Корпус изготовлен из нержавеющей стали 316L, и после пассивации его поверхность имеет стойкость к соляной тумане, соответствующую стандарту ASTM B117 (без коррозии в течение 1000 часов). Степень защиты IP67 предотвращает брызги охлаждающей жидкости в металлургических цехах, проникновение влаги в бумажных цехах и даже кратковременное попадание в воду (30 минут на глубине 1 м), предотвращая короткие замыкания внутренних цепей или коррозию компонентов.

• Противовibration и ударопрочность: Конструктивное решение соответствует стандарту вибрации IEC 60068 - 2 - 6 (10 - 2000 Гц, ускорение 10g) и стандарту удара IEC 60068 - 2 - 27 (50g, 11 мс). Он может адаптироваться к вибрациям оборудования на производственных линиях средних и тяжелых листов (например, частота вибрации прокатного стана 50 Гц), с колебанием выходного сигнала датчика ≤ 0,01 мА, предотвращая ошибочное определение натяжения, вызванное вибрацией.

• Защита от перегрузки и самозащита: Он имеет кратковременную способность к перегрузке 150% FS (15 кН) и долговременную способность к перегрузке 120% FS (12 кН). Встроенная схема защиты от перегрузки автоматически отключает усилитель с высоким коэффициентом усиления и выводит фиксированный сигнал неисправности (22 мА), когда натяжение превышает 15 кН, при этом блокируя измеренное значение, чтобы предотвратить повреждение упругого элемента от перегрузки. Например, при тяге силового кабеля, если кабель заклинивает и вызывает резкое повышение натяжения до 14 кН, датчик может выдержать это нормально и выдать сигнал тревоги, предотвращая постоянное повреждение.

3. Интеллектуальная диагностика и многорежимная связь

• Диагностика неисправностей по всему маршруту: Он имеет три встроенные функции: мониторинг источника питания, детекция состояния тензодатчика и диагностика связи. Он может в реальном времени обнаруживать неисправности, такие как пере напряжение питания (> 30 В постоянного тока), низкое напряжение (<18V DC), strain gauge open/short circuit, and RS485 communication interruption. While outputting a fault signal, it uploads fault codes (e.g., "E02: Strain Gauge Short Circuit", "E05: PROFINET Communication Interruption") through the digital interface. Maintenance personnel can quickly locate faults via upper computer software, reducing troubleshooting time by 60%.

• Multi-Signal Output and Connectivity: It supports three signal output modes: ① 4-20mA DC analog signal (compatible with traditional control systems); ② RS485 digital signal (Modbus RTU protocol, transmission rate 9600-115200bps, capable of transmitting tension values, fault codes, and temperature compensation parameters); ③ Optional PROFINET industrial Ethernet (transmission rate 100Mbps, supporting high-speed upload of real-time tension data and diagnostic information). For example, in an intelligent papermaking plant, the sensor connects to the factory's industrial Internet platform via PROFINET to upload kraft paper winding tension data in real time, allowing the platform to remotely monitor tension trends and predict maintenance needs.

• Remote Parameter Configuration: Through RS485 or PROFINET interfaces, parameters such as sensor sampling rate (adjustable 50Hz-500Hz), filter bandwidth (10Hz-200Hz), and fault thresholds (e.g., overload alarm threshold of 12kN) can be configured remotely without on-site sensor disassembly. This adapts to the maintenance needs of medium-load production lines for "fewer shutdowns and faster adjustments". For example, in tire tread coil production, when changing coil specifications, maintenance personnel can adjust the tension measurement range via remote configuration without shutdown calibration.

4. Flexible Installation and Convenient Maintenance

• Adaptability to Multiple Installation Methods: It supports three installation methods—flange mounting, pin mounting, and double-ear suspension mounting—to adapt to different mechanical structures of medium-load tension rollers and winders. For example, at the exit of a medium and heavy plate rolling mill, flange mounting is used to fix the sensor next to the tension roller bearing seat for direct measurement of steel plate tension; on cable traction equipment, double-ear suspension mounting is used to hoist the sensor above the traction roller, adapting to high-altitude installation scenarios.

• Standardized Interface and Anti-Misinsertion: It uses an M12 circular connector (5-core, with anti-misinsertion key design). The wiring distinguishes between power supply, analog signals, and digital signals to avoid circuit damage caused by reverse connection of positive and negative poles or signal confusion. The connector has an IP67 protection rating, consistent with the sensor body, ensuring overall protection performance.

• On-Site Rapid Calibration: It supports three calibration modes—"zero calibration", "two-point calibration", and "remote calibration": Zero calibration can be completed by short-pressing the button on the sensor side for 3 seconds (under no-load condition); two-point calibration requires inputting standard tension values (e.g., hanging 5kN and 10kN weights) via ABB calibration software; remote calibration can issue calibration commands through the PROFINET interface. The calibration process takes ≤ 5 minutes and can be completed by production line operators without the need for a professional calibration team.

III. Technical Parameters

1. Electrical Parameters

2. Mechanical and Environmental Parameters

3. Reliability and Certification Parameters

• Fatigue Life: ≥ 12 million full-scale cycles (in accordance with ISO 3808 medium-load standard);

• Mean Time Between Failures (MTBF): ≥ 60,000 hours;

• Certification Standards: CE Certification (EN 61326-1), Optional ATEX Certification (for explosive environments), RoHS 2.0 Certification;

• Material Certification: 316L stainless steel complies with ASTM A240 standard; Elastic body complies with EN 10083-3 standard.

IV. Working Principle

1. Medium Tension Force Application Stage: When medium-load coiled materials (e.g., medium and heavy steel plates, kraft paper) pass through the tension roller, the 10kN-level tension is transmitted to the sensor’s elastic body (40CrNiMoA alloy steel). The elastic body undergoes slight elastic deformation under tension (approximately 0.08mm deformation under 10kN tension). Although the deformation is small, the rigidity is sufficient to avoid plastic deformation risks.

2. 
   

3. Strain Sensing Stage: Four high-precision metal strain gauges are bonded to the surface of the elastic body (forming a full-bridge circuit to improve signal sensitivity). As the elastic body deforms, the strain gauges produce resistance changes—tensile strain gauges show increased resistance, while compressive strain gauges show decreased resistance. The full-bridge circuit outputs a weak mV-level voltage signal (the signal amplitude is twice that of a half-bridge circuit, with stronger anti-interference capability).

4. Intelligent Signal Processing Stage: The built-in intelligent signal processing unit processes the mV-level signal: ① Amplifies the signal to the V level via a low-noise amplifier; ② Uses a 200Hz low-pass filter circuit to eliminate vibration noise from medium-load equipment (e.g., rolling mill vibration); ③ Uses a two-stage temperature compensation circuit to offset the impact of temperature on the elastic body and strain gauges; ④ A microprocessor performs linear calibration and fault judgment on the signal to generate accurate tension data and status information.

5. 
   

6. Multi-Mode Signal Output Stage: The processed tension data is output in three ways: ① Converted to a 4-20mA DC analog signal via a 16-bit D/A converter (4mA corresponding to 0kN, 20mA corresponding to 10kN); ② Outputs digital tension values and fault codes through the RS485 interface; ③ Uploads real-time data to the industrial Internet platform at high speed via the optional PROFINET interface.

7. Closed-Loop Control Stage: The controller (e.g., ABB AC500 PLC) receives the tension data and compares the actual value with the set value (e.g., 8kN set tension for medium and heavy plates). If the actual tension (8.5kN) is greater than the set value, it drives the actuator (e.g., adjusting the winding speed via a frequency converter, adjusting the tension roller pressure via a hydraulic cylinder) to reduce the tension; if the actual tension (7.5kN) меньше установленного значения, он увеличивает натяжение. Это обеспечивает стабилизацию натяжения среднегрузного рулонного материала в пределах ± 0,04 кН, предотвращая повреждение материалов или оборудования.