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ABB PFTL101B 5.0kN 3BSE004191R1 称重传感器

PFTL101B 5.0kN 最核心的优势在于 0.1% FSR 的综合精度与低温度漂移，解决工业精密场景 “张力检测误差大、温度影响显著” 的痛点。在造纸机网部张力控制中，网部聚酯网的张力稳定直接影响纸张厚度均一性 —— 传感器实时检测网部张力（正常工作张力 3.0-3.5kN），0.1% FSR 的精度确保张力检测误差3.5N，配合 ABB 张力控制器可将网部张力波动控制在 5N 以内，纸张厚度偏差从传统传感器的 0.02mm 降至 0.005mm，产品合格率提升 15%。同时，0.002% FSR/C 的零点温度漂移，即使在造纸车间 50-60C 的高温环境中，张力检测误差仍1N，避免温度变化导致的张力控制失准。...

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ABB PFTL101B 5.0kN 3BSE004191R1

I. 概述

ABB PFTL101B 5.0kN 3BSE004191R1 是高精度张力传感器，核心定位为 “工业张力检测中枢 - 力值信号转换单元 - 张力控制场景数据接口”。其核心功能是在造纸、金属加工、纺织、印刷等工业场景中，实时检测卷材、线材、带材等物料的张力值，通过内置高精度应变片与信号调理电路，将物理张力信号转换为标准电信号（如 4-20mA），反馈至 PLC/DCS 或张力控制器，为物料传输过程中的张力稳定控制、设备保护与产品质量保障提供 “高精度检测、高可靠传输、强场景适配” 的核心数据支撑。

该传感器以 “超高精度 - 强环境耐受 - 便捷安装” 为核心优势：采用金属应变式测量原理，量程 5.0kN，精度达 ±0.1% 满量程（FSR），满足精密张力控制需求；工业级结构设计耐受 -30°C~80°C 宽温、粉尘、湿度与振动，适配恶劣生产环境；支持多种安装方式（法兰、螺栓固定），兼容 ABB AC 800M DCS、AC 500 PLC 及第三方控制系统，广泛应用于造纸机网部张力检测、金属带材轧制张力监控、纺织机纱线张力测量等场景，是保障工业物料传输 “张力稳定、产品均一” 的关键检测组件。

II. 技术参数

1. 基础规格

项目
参数详情
设备类型
工业级张力传感器，用于卷材、线材、带材等物料的张力值实时检测
测量原理
金属应变式（采用高精度应变片，温度漂移补偿优化）
适配系统
兼容 ABB AC 800M DCS、AC 500 PLC；支持西门子 S7-1200/1500、施耐德 M340 等第三方 PLC/DCS，适配张力控制器（如 ABB MTL3000 系列）
安装方式
法兰式安装（标配 DIN 标准法兰）、螺栓固定式安装（可选配安装支架），支持水平 / 垂直安装
外形尺寸
直径 85mm × 高度 120mm（法兰直径 120mm），紧凑设计适配设备狭小安装空间
设备重量
约 2.5-3.0 千克（采用不锈钢材质，兼顾强度与轻量化）
供电需求
外部供电：10-30V DC（宽压适配，允许波动 ±10%）；额定功耗 ≤2W（静态）/ ≤3W（动态测量时）
工作环境
温度 -30°C~80°C（超宽温设计，低温性能优化）；湿度 5%~95% 无冷凝（支持高湿环境）；振动等级 IEC 60068-2-6（10-2000Hz，30m/s²）；防护等级 IP67（防尘防水，可短时间浸泡）
材质与防护
传感器主体：316L 不锈钢（耐腐蚀、抗形变）；应变片：聚酰亚胺基底（耐高温、抗老化）；电缆：PUR 护套（耐油、耐磨，标准长度 5m，可定制至 20m）
存储环境
温度 -40°C~90°C，湿度 5%~95% 无冷凝，支持长期离线存储（需避免剧烈碰撞）

2. 性能参数

测量与输出特性

项目
参数详情
量程范围
额定量程 5.0kN（拉力 / 压力双向测量，过载能力 150% FSR，极限过载 200% FSR 无永久损坏）
测量精度
线性误差：±0.1% FSR；滞后误差：±0.05% FSR；重复性误差：±0.03% FSR；综合精度：±0.1% FSR（25°C 环境）
温度漂移
零点温度漂移：±0.002% FSR/°C（-30°C~80°C 全温域）；灵敏度温度漂移：±0.001% FSR/°C（温度补偿优化）
输出信号
标准模拟量输出：4-20mA DC（负载电阻 0-500Ω，精度 ±0.05% FSR）；可选数字量输出：RS485 接口（支持 Modbus-RTU 协议，波特率 9600-115200bps，数据刷新率 10Hz）
响应时间
模拟量输出响应时间 ≤1ms（从力值变化到输出稳定）；数字量输出响应时间 ≤5ms（含数据解析）
分辨率
模拟量输出分辨率：0.001% FSR（对应 4-20mA 信号的最小变化量 0.008mA）；数字量输出分辨率：0.0005% FSR（数据位 16 位）

安全与协同特性

项目
参数详情
安全功能
支持过载报警（当张力超 120% FSR 时，输出信号超量程提示，如 21mA）；支持故障自诊断（如应变片开路 / 短路、电源欠压，输出固定故障信号 22mA 或 3.8mA）
校准方式
支持出厂校准（提供校准证书，含精度测试数据）；支持现场校准（通过 ABB SensorCal 软件或专用校准工具，校准过程无需拆卸传感器）
抗干扰性能
静电放电（ESD）±8kV 接触放电 /±15kV 空气放电；射频辐射抗扰度 10V/m（80-1000MHz）；电快速瞬变脉冲群抗扰度 4kV（电源端口）/2kV（信号端口）
数据交互
模拟量信号可直接接入 PLC 模拟量输入模块（如 ABB AI830）；数字量信号支持与张力控制器双向交互（上传张力值、接收校准指令）

III. 功能特点

1. 超高精度测量，满足精密张力控制需求

PFTL101B 5.0kN 最核心的优势在于 ±0.1% FSR 的综合精度与低温度漂移，解决工业精密场景 “张力检测误差大、温度影响显著” 的痛点。在造纸机网部张力控制中，网部聚酯网的张力稳定直接影响纸张厚度均一性 —— 传感器实时检测网部张力（正常工作张力 3.0-3.5kN），±0.1% FSR 的精度确保张力检测误差≤±3.5N，配合 ABB 张力控制器可将网部张力波动控制在 ±5N 以内，纸张厚度偏差从传统传感器的 ±0.02mm 降至 ±0.005mm，产品合格率提升 15%。同时，±0.002% FSR/°C 的零点温度漂移，即使在造纸车间 50-60°C 的高温环境中，张力检测误差仍≤±1N，避免温度变化导致的张力控制失准。

2. 强环境耐受设计，适配恶劣生产场景

传感器采用 316L 不锈钢主体与 IP67 防护，可在粉尘、高湿、振动等恶劣环境中稳定运行。在金属带材热轧车间，传感器安装于带材传输辊旁，面对高温（80°C）、氧化铁粉尘与振动（25m/s²）：316L 不锈钢主体抵御高温氧化与粉尘侵蚀，IP67 防护防止粉尘进入传感器内部；内置的振动阻尼结构与应变片抗振设计，避免振动导致的检测数据波动（振动环境下检测误差仍≤±0.2% FSR），确保带材张力（正常 4.0kN）稳定检测，避免带材因张力不均出现褶皱或断裂。在纺织厂细纱车间，高湿环境（90% RH）下，PUR 护套电缆与密封设计防止湿气侵入，传感器长期运行无性能衰减，使用寿命达 8 年以上。

3. 宽压适配与故障自诊断，提升系统可靠性

传感器支持 10-30V DC 宽压供电与完善的故障自诊断，解决工业场景 “电源波动、传感器故障难定位” 的问题。在汽车安全带织带生产线上，传感器供电来自车间统一直流电源（电压波动 18-24V DC），宽压设计确保供电波动时仍稳定输出 4-20mA 信号，避免因电压骤降导致的检测中断；当织带张力超 6.0kN（120% FSR 过载）时，传感器输出 21mA 超量程信号，PLC 立即触发织带机停机，防止织带断裂或设备损坏；若应变片因老化开路，传感器输出 3.8mA 故障信号，HMI 弹窗提示 “传感器故障”，运维人员无需逐一排查即可定位问题，平均故障处理时间缩短至 20 分钟以内。

4. 灵活安装与兼容，降低集成难度

传感器支持多种安装方式与多系统兼容，适配不同设备结构与控制体系。在印刷机薄膜张力检测中，传感器通过法兰式安装固定于薄膜传输辊支架，无需改造设备主体结构；模拟量输出直接接入西门子 S7-1500 PLC 的 AI 模块（如 SM 1231），无需额外信号转换模块，接线仅需 3 根线（电源正、电源负、信号输出），集成时间较传统传感器缩短 40%。在锂电池极片轧制生产线中，传感器可选配 RS485 数字输出，通过 Modbus-RTU 协议与 ABB AC 800M DCS 通信，上传张力数据（刷新率 10Hz）的同时，接收 DCS 下发的校准指令，实现远程校准，无需现场操作，适配生产线无人值守需求。

5. 低功耗与长寿命，降低运行成本

传感器采用低功耗设计与高耐用材质，减少能耗与更换频率。静态功耗≤2W 的设计，在 24 小时连续运行场景中，年耗电量仅 17.5kWh，较同类高功耗传感器（5W）年省电 26kWh；316L 不锈钢主体与聚酰亚胺应变片的组合，抗疲劳性能优异，在 5.0kN 额定张力下可承受 100 万次循环加载无性能衰减，使用寿命是普通铝合金传感器的 2 倍以上，降低传感器更换成本与停机损失。

IV. 运维与故障处理

日常维护要点

状态监测：每日通过 PLC/HMI 查看传感器张力检测值，确认检测值与工艺设定值偏差≤±0.1% FSR（如设定 3.0kN 时，检测值应在 2.997-3.003kN 范围内），无超量程或故障信号；检查传感器电缆是否磨损、接头是否松动，避免信号传输异常。

清洁与检查：每周清理传感器表面粉尘与油污（用干燥抹布或中性清洁剂擦拭，避免使用腐蚀性溶剂）；检查安装法兰 / 螺栓是否松动（扭矩 15-20N・m），防止传感器位移导致检测误差；测量传感器供电电压（应 9-33V DC），确保供电稳定。

校准验证：每季度通过张力控制器或校准工具验证传感器精度（如施加 2.5kN 标准力，检测值偏差应≤±2.5N）；若偏差超阈值，通过 ABB SensorCal 软件进行现场校准（连接传感器 RS485 接口，输入标准力值完成校准，无需拆卸）。

环境适配：每月检查安装环境温度（用红外测温仪测量传感器表面温度，应＜75°C）、湿度（避免冷凝）；在粉尘浓度高的场景（如金属加工），每 2 周检查传感器透气孔（若有）是否堵塞，必要时用压缩空气（0.2MPa）吹扫。

常见故障及解决办法

故障现象
可能原因
解决措施
检测值偏差大（超 ±0.5% FSR）
1. 传感器安装位移；2. 应变片漂移；3. 校准过期
1. 检查传感器安装位置，调整至原校准位置（参考安装标记），重新紧固螺栓；2. 通过 SensorCal 软件执行零点校准（无负载时校准零点）；3. 用标准力源（如 2.5kN 砝码）进行量程校准，更新校准参数
输出信号无变化（固定 4mA 或 20mA）
1. 应变片开路 / 短路；2. 电缆断裂；3. 供电故障
1. 测量传感器输出信号（无负载时应为 4mA，施加额定力时应为 20mA），若固定不变则判定应变片故障，更换传感器；2. 用万用表检测电缆通断（电源正、负、信号线），更换断裂电缆；3. 检查供电电压（应 9-33V DC），修复电源故障
输出信号波动大（＞±0.3% FSR）
1. 振动干扰；2. 负载不稳定；3. 接地不良
1. 在传感器与安装支架间增加橡胶减振垫（厚度 5mm），减少振动传递；2. 检查物料传输速度是否稳定（如带材传输速度波动≤±1m/min），调整传输系统；3. 将传感器信号地线单独接入系统接地极（接地电阻≤4Ω），避免共地干扰
超量程报警（输出 21mA）
1. 物料张力超 120% FSR；2. 校准参数错误；3. 传感器过载损坏
1. 降低物料张力（如调整传输辊压力），使张力回归 0-5.0kN 范围；2. 核对校准参数（如量程是否误设为 4.0kN），重新校准至 5.0kN 量程；3. 若张力正常仍报警，检查传感器是否因过载永久损坏（如应变片变形），更换传感器

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I. 概述

II. 技术参数

1. 基础规格

2. 性能参数

测量与输出特性

安全与协同特性

III. 功能特点

1. 超高精度测量，满足精密张力控制需求

2. 强环境耐受设计，适配恶劣生产场景

3. 宽压适配与故障自诊断，提升系统可靠性

4. 灵活安装与兼容，降低集成难度

5. 低功耗与长寿命，降低运行成本

IV. 运维与故障处理

日常维护要点

常见故障及解决办法

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项目	参数详情
设备类型	工业级张力传感器，用于卷材、线材、带材等物料的张力值实时检测
测量原理	金属应变式（采用高精度应变片，温度漂移补偿优化）
适配系统	兼容 ABB AC 800M DCS、AC 500 PLC；支持西门子 S7-1200/1500、施耐德 M340 等第三方 PLC/DCS，适配张力控制器（如 ABB MTL3000 系列）
安装方式	法兰式安装（标配 DIN 标准法兰）、螺栓固定式安装（可选配安装支架），支持水平 / 垂直安装
外形尺寸	直径 85mm × 高度 120mm（法兰直径 120mm），紧凑设计适配设备狭小安装空间
设备重量	约 2.5-3.0 千克（采用不锈钢材质，兼顾强度与轻量化）
供电需求	外部供电：10-30V DC（宽压适配，允许波动 ±10%）；额定功耗 ≤2W（静态）/ ≤3W（动态测量时）
工作环境	温度 -30°C~80°C（超宽温设计，低温性能优化）；湿度 5%~95% 无冷凝（支持高湿环境）；振动等级 IEC 60068-2-6（10-2000Hz，30m/s²）；防护等级 IP67（防尘防水，可短时间浸泡）
材质与防护	传感器主体：316L 不锈钢（耐腐蚀、抗形变）；应变片：聚酰亚胺基底（耐高温、抗老化）；电缆：PUR 护套（耐油、耐磨，标准长度 5m，可定制至 20m）
存储环境	温度 -40°C~90°C，湿度 5%~95% 无冷凝，支持长期离线存储（需避免剧烈碰撞）

项目	参数详情
量程范围	额定量程 5.0kN（拉力 / 压力双向测量，过载能力 150% FSR，极限过载 200% FSR 无永久损坏）
测量精度	线性误差：±0.1% FSR；滞后误差：±0.05% FSR；重复性误差：±0.03% FSR；综合精度：±0.1% FSR（25°C 环境）
温度漂移	零点温度漂移：±0.002% FSR/°C（-30°C~80°C 全温域）；灵敏度温度漂移：±0.001% FSR/°C（温度补偿优化）
输出信号	标准模拟量输出：4-20mA DC（负载电阻 0-500Ω，精度 ±0.05% FSR）；可选数字量输出：RS485 接口（支持 Modbus-RTU 协议，波特率 9600-115200bps，数据刷新率 10Hz）
响应时间	模拟量输出响应时间 ≤1ms（从力值变化到输出稳定）；数字量输出响应时间 ≤5ms（含数据解析）
分辨率	模拟量输出分辨率：0.001% FSR（对应 4-20mA 信号的最小变化量 0.008mA）；数字量输出分辨率：0.0005% FSR（数据位 16 位）

项目	参数详情
安全功能	支持过载报警（当张力超 120% FSR 时，输出信号超量程提示，如 21mA）；支持故障自诊断（如应变片开路 / 短路、电源欠压，输出固定故障信号 22mA 或 3.8mA）
校准方式	支持出厂校准（提供校准证书，含精度测试数据）；支持现场校准（通过 ABB SensorCal 软件或专用校准工具，校准过程无需拆卸传感器）
抗干扰性能	静电放电（ESD）±8kV 接触放电 /±15kV 空气放电；射频辐射抗扰度 10V/m（80-1000MHz）；电快速瞬变脉冲群抗扰度 4kV（电源端口）/2kV（信号端口）
数据交互	模拟量信号可直接接入 PLC 模拟量输入模块（如 ABB AI830）；数字量信号支持与张力控制器双向交互（上传张力值、接收校准指令）

故障现象	可能原因	解决措施
检测值偏差大（超 ±0.5% FSR）	1. 传感器安装位移；2. 应变片漂移；3. 校准过期	1. 检查传感器安装位置，调整至原校准位置（参考安装标记），重新紧固螺栓；2. 通过 SensorCal 软件执行零点校准（无负载时校准零点）；3. 用标准力源（如 2.5kN 砝码）进行量程校准，更新校准参数
输出信号无变化（固定 4mA 或 20mA）	1. 应变片开路 / 短路；2. 电缆断裂；3. 供电故障	1. 测量传感器输出信号（无负载时应为 4mA，施加额定力时应为 20mA），若固定不变则判定应变片故障，更换传感器；2. 用万用表检测电缆通断（电源正、负、信号线），更换断裂电缆；3. 检查供电电压（应 9-33V DC），修复电源故障
输出信号波动大（＞±0.3% FSR）	1. 振动干扰；2. 负载不稳定；3. 接地不良	1. 在传感器与安装支架间增加橡胶减振垫（厚度 5mm），减少振动传递；2. 检查物料传输速度是否稳定（如带材传输速度波动≤±1m/min），调整传输系统；3. 将传感器信号地线单独接入系统接地极（接地电阻≤4Ω），避免共地干扰
超量程报警（输出 21mA）	1. 物料张力超 120% FSR；2. 校准参数错误；3. 传感器过载损坏	1. 降低物料张力（如调整传输辊压力），使张力回归 0-5.0kN 范围；2. 核对校准参数（如量程是否误设为 4.0kN），重新校准至 5.0kN 量程；3. 若张力正常仍报警，检查传感器是否因过载永久损坏（如应变片变形），更换传感器