ABB張力計

張力計用來測量帶鋼張力，構成帶鋼張力的閉環控制，從而使生產線上帶鋼張力嚴格地滿足工藝要求。

基本介紹

• 中文名：ABB張力計
• 外文名：ABB Tension Meter
• 提供商：同瑞達科技

基本介紹

帶鋼張力對酸軋連續生產線的作用十分重要，尤其對軋機線的作用更為突出，如果張力控制不合理會造成冷軋產品的厚度偏差，嚴重時會造成斷帶。而張力計的測量精度將直接影響生產線張力控制的精度，ABB的張力計精度非常高。

系統的組成

如下圖所示：一套完整的張力計由兩個壓頭和一個處理單元（包括控制單元、隔離放大器和接線端子箱）組成，壓頭一般安裝在導向輥（有時也叫測張輥）軸承座和機械框架之間。當帶鋼以一定的包角通過導向輥時，由於帶鋼的張力作用兩個壓頭分別會產生一個壓力信號，該壓力信號送到處理單元處理後轉換為帶鋼的張力，然後通過Profibus接口送到自動化系統用於帶鋼張力的閉環控制。

測量原理

壓頭是一個焊接鋼裝置，一般有兩種類型的壓頭：水平類型和垂直類型。當帶鋼以一定包角通過測張輥時，帶鋼的張力T將產生兩個分量，一個是垂直方向的分量FV，另一個是水平方向的分量FH。如果我們選用水平類型的壓頭，則可以測出FH；如果我們選用垂直類型的壓頭，則我們可以測出FV。另外，測量輥和帶鋼的包角可以獲得，從而我們可以計算出帶鋼的張力。下面分別給出水平類型和垂直類型壓頭的測量原理：

1.水平類型壓頭測量原理

如上圖所示：壓頭測量力的大小，一部分取決於帶鋼的張力T，另一部分取決於帶鋼的包角，由下列方程式決定：

垂直類型壓頭測量原理

如上圖所示：和水平類型的壓頭類似，測量力取決於帶鋼張力T和包角。另外，它和水平類型壓頭所不同的是測量力還有一部分來自導向輥及軸承的重量，通過內部的電子補償我們可以得到一個與帶鋼張力成正比的測量信號。測量力由下列方程計算：

其中：FR： 在測量方向的張力分量

Frtol： 在測量方向的合力

FV： 垂直於測量方向的張力分量

FVtol： 垂直於測量方向的合力

T： 帶鋼張力

Tare： 輥子及軸承的重量

α、β： 導向輥和帶鋼的包角

感測器原理

張力感測器的測量原理基於壓磁效應，即在機械載入的情況下，導磁材料的磁性能將發生變化。

測量元件是由特殊處理的金屬薄片疊壓而成，初級和次級線圈通過感測器中的四個孔以同一方向垂直繞制。

感測器工作時，在初級線圈中通以交變的電壓，無機械載入時由於兩個線圈時垂直繞制的，他們之間沒有磁耦合，因此載次級線圈中沒有感應電壓。當受到機械載入時，初級線圈產生的磁場模式發生變化，部分磁通將耦合

到次級線圈。此時，次級線圈中感應出一個交變的電壓，此感應電壓與感測器受到的機械載入成正比。如下圖所示：

設定

ABB張力計

張力計包括兩部分，兩個壓頭（LoadCell）和一個電子裝置（我們所用的為PFEA112或PFEA113）。壓頭上有銘牌，寫著張力計的型號和額定量程。在PFEA112（3）中需要設定一些參數達到對張力計的設定。長按住可以進入選單進行設定，具體操作請看說明書，這裡只說明幾個重要的參數：

1.Nominal Load額定張力，按照壓頭銘牌上的額定量程設定此參數。

2.清零，一般在穿帶前對張力計清零，選擇SetZero即可清零

3.包角增益，如果帶鋼對輥子的包角是90°或者180°，我們很容易設定包角增益，如下圖1。

但是如果帶鋼對輥子的包角是其他度數時，我們該如何設定包角增益，如圖2，壓頭方向為垂直方向，帶鋼和輥子的包角為115.35°，帶鋼的張力為T

這樣，入口側帶鋼對壓頭的力為T，出口側帶鋼對壓頭的力為T*Sin（115.35°- 90°）

FR=T+T*Sin25.35°Wrap gain= T/FR=1(1+0.428)=0.7

4. 設定Profibus通訊以及張力計數值讀取在Miscellaneous Menu中可以設定Profibus為ON，同時可以設定Profibus地址，測量範圍一般默認為10倍的Nominal Load，即0.001*2*Fnom*5000，Fnom表示Nominal Load。

如果在不改變測量範圍的時候，張力計的每一位對應的張力值（Load Divsion）為0.001*2*Fnom；所以在MRG中如果用FC796中讀取張力計值時，Normalisation High Limit設定為2*Fnom。

實際套用中可以改變張力計的測量範圍使張力計測量更精確，例如一個50KN的張力計如果不改變設定測量範圍為500KN，但是實際中我們不必要設定這么大的量程，200KN足夠了。這個時候可以修改測量範圍，相應的Load Division也會同時發生變化，PFEA112會自動算出它的Load Division。對於一個50KN的張力計我們不改變其測量範圍時，它的Load Division為100N，如果我們改成200KN時Load Division變成40N。

5. 張力計方向的確定，在校準張力計的同時不要忘記校準力的方向，給壓頭施加一定的力（請注意壓頭上標識的是水平還是垂直方向的壓頭），看實際張力計的顯示是正還是負，如果不對需要調換PFEA112與Load Cell之間的接線，每個Load Cell的接線有四根，線號接線順序一般是3、1、2、4或3、1、4、2。3、1是勵磁迴路，2、4是測量信號，如果力的方向不對可以調換2，4兩根線。

壓頭常用型號

型號	訂貨號	額定負載
PFTL101A-0.5	3BSE004160R1	0.5 (112)
PFTL101AE-0.5	3BSE004211R1	0.5 (112)
PFTL101AER-0.5	3BSE023010R1	0.5 (112)
PFTL101A-1.0	3BSE004166R1	1.0 (225)
PFTL101AE-1.0	3BSE004212R1	1.0 (225)
PFTL101AER-1.0	3BSE023011R1	1.0 (225)
PFTL101A-2.0	3BSE004172R1	2.0 (450)
PFTL101AE-2.0	3BSE004213R1	2.0 (450)
PFTL101AER-2.0	3BSE023012R1	2.0 (450)
PFTL101B-2.0	3BSE004185R1	2.0 (450)
PFTL101BE-2.0	3BSE004214R1	2.0 (450)
PFTL101BER-2.0	3BSE023158R1	2.0 (450)
PFTL101B-5.0	3BSE004191R1	5.0 (1125)
PFTL101BE-5.0	3BSE004215R1	5.0 (1125)
PFTL101BER-5.0	3BSE023159R1	5.0 (1125)
PFTL101B-10.0	3BSE004197R1	10.0 (2250)
PFTL101BE-10.0	3BSE004216R1	10.0 (2250)
PFTL101BER-10.0	3BSE023160R1	10.0 (2250)
PFTL101B-20.0	3BSE004203R1	20.0 (4500)
PFTL101BE-20.0	3BSE004217R1	20.0 (4500)
PFTL101BER-20.0	3BSE023161R1	20.0 (4500)
PFTL201C-10.0	3BSE007913R10	10.0 (2250)
PFTL201CE-10.0	3BSE007913R11	10.0 (2250)
PFTL201C-20.0	3BSE007913R20	20.0 (4500)
PFTL201CE-20.0	3BSE007913R21	20.0 (4500)
PFTL201C-50.0	3BSE007913R50	50.0 (11250)
PFTL201CE-50.0	3BSE007913R51	50.0 (11250)
PFTL201D-50.0	3BSE008922R50	50.0 (11250)
PFTL201DE-50.0	3BSE008922R51	50.0 (11250)
PFTL201D-100.0	3BSE008922R100	100.0 (22500)
PFTL201DE-100.0	3BSE008922R101	100.0 (22500)
PFCL201C-5.0	3BSE027070R5	5.0 (1125)
PFCL201CD-5.0	3BSE029774R5	5.0 (1125)
PFCL201CE-5.0	3BSE027062R5	5.0 (1125)
PFCL201C-10.0	3BSE027070R10	10.0 (2250)
PFCL201CD-10.0	3BSE029774R10	10.0 (2250)
PFCL201CE-10.0	3BSE027062R10	10.0 (2250)
PFCL201C-20.0	3BSE027070R20	20.0 (4500)
PFCL201CD-20.0	3BSE029774R20	20.0 (4500)
PFCL201CE-20.0	3BSE027062R20	20.0 (4500)
PFCL201C-50.0	3BSE027070R50	50.0 (11250)
PFCL201CD-50.0	3BSE029774R50	50.0 (11250)
PFCL201CE-50.0	3BSE027062R50	50.0 (11250)

這些常用於鋼廠，造紙廠等。