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前言
當(dāng)今，在稱量自動化和過程控制領(lǐng)域，電子稱量系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用到監(jiān)視和控制各種生產(chǎn)過程中。這些應(yīng)用可以從簡單的皮帶張力的監(jiān)視或容器填充度的測量，一直延伸到復(fù)雜的特定配方混合料的生產(chǎn)控制。SIEMENS電子稱量系統(tǒng) (SIWAREX)特別適合于這些高精度的測量任務(wù)，或被應(yīng)用于其它測量手段不適宜使用的場合，例如導(dǎo)致傳感器易損的活性材料的檢測和受衛(wèi)生條件限制的純凈物質(zhì)(如食品、藥物、化工產(chǎn)品)的生產(chǎn)。
1 SIWAREX系統(tǒng)在粉刷石膏生產(chǎn)中的應(yīng)用
稱量和按比例定量控制是先進(jìn)工業(yè)過程控制的關(guān)鍵技術(shù)，在眾多的工業(yè)過程控制中稱量技術(shù)扮演了重要的角色。通過直接集成在SIMATIC自動化系統(tǒng)的電子稱量系統(tǒng)，SIEMENS在集中式和分布式控制系統(tǒng)中提供了統(tǒng)一的稱量解決方案。
SIWAREX稱量模塊既可以作為中央模塊應(yīng)用于SIEMENS可編程控制器SIMATIC S5或S7，也可以作為分布式輸入、輸出模塊應(yīng)用于SIMATIC S5、S7、M7或C7：通過使用標(biāo)準(zhǔn)硬件組態(tài)SIMATIC components和標(biāo)準(zhǔn)編程軟件STEP7，可以極大地減少工程和培訓(xùn)的費(fèi)用。另外，通過使用SIWATOOL參數(shù)化軟件，用計(jì)算機(jī)RS 232C接口直接與稱量模塊相連，使用戶可以在沒有任何STEP 7編程基礎(chǔ)的情況下，通過輸入窗口方便地修改所有的可調(diào)節(jié)參數(shù)。
1.1 SIWAREX U和SIWATOOL的功能
SIWAREX系列中最通用的模塊S1wAREX U，在粉刷石膏生產(chǎn)線中的主要功能是：執(zhí)行處理生產(chǎn)線所有生產(chǎn)過程中的稱量任務(wù)，信號數(shù)字過濾，超限檢測，短路和防過載保護(hù)，斷線檢測等。SIWAREX U有單通道和雙通道2種類型模塊，測量精度為0．05％，具有65 535分度分辨率。
SIWATOOL是可以在Windows和STEP 7下運(yùn)行的，對SIWAREX U進(jìn)行錯(cuò)誤診斷和參數(shù)設(shè)置的應(yīng)用軟件，它允許同時(shí)處理多塊離線稱量模塊和1塊在線模塊。用計(jì)算機(jī)RS232C接口直接與稱量模塊相連，我們可以方便地進(jìn)行粉刷石膏生產(chǎn)過程的物理量標(biāo)定、上下限設(shè)定、數(shù)字過濾器選擇、零點(diǎn)設(shè)置和參數(shù)顯示等操作。
1．2 應(yīng)用于粉刷石膏砂漿配料系統(tǒng)控制的實(shí)例
在南京一夫建材實(shí)業(yè)有限公司新建的墻體粉刷石膏砂漿生產(chǎn)線工程的配料系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)選用西門子SIWAREX稱量系統(tǒng)。粉刷石膏砂漿是一種抹灰飾面材料，它是由天然石膏通過特殊工藝處理，成為半水型石膏α-CaSO ·1／2HzO。
粉刷石膏砂漿以α-CaSO4 ·1／2H2O為基料，摻入與之相適應(yīng)的填料、高性能外加劑及一定級配的建筑用砂，上述原料分別按產(chǎn)品要求，在SIWAREX稱量系統(tǒng)控制下配制而成。生產(chǎn)線的配料系統(tǒng)主要由大、小2臺秤組成，大秤稱量石膏粉、沙子2種主料，小秤分別稱量3種輔料添加劑。所有生產(chǎn)用原料通過5臺變頻控制的螺旋絞刀幫助下，按照工藝配方要求先后加入到2臺秤中。稱量完成后，2臺秤中的5種原料全部投入到混合機(jī)中進(jìn)行攪拌后，即成成品。接著開始下一次配料工作循環(huán)。
該系統(tǒng)的PLC選用西門子的S7—300，電源模塊為PS3075A，CPU模塊為6ES7314，數(shù)字量輸入模塊為6ES7 321、數(shù)字量輸出模塊為6ES7322、稱量模塊為SIWAREX U；傳感器選用應(yīng)變片式，變頻器為Schneider的ATV一28HU72N4；人機(jī)界面HMI選用DIGITAL的Pro-faceGP系列觸摸屏。
控制系統(tǒng)分手動和自動2種操作方式。在手動方式操作下，主要完成粉刷石膏砂漿生產(chǎn)線的單機(jī)調(diào)試、故障維修、稱量模塊的標(biāo)定等功能。在自動方式下，上位機(jī)HMI實(shí)現(xiàn)粉刷石膏砂漿配方的設(shè)定、原料稱量瞬時(shí)值和累計(jì)報(bào)表動態(tài)顯示、生產(chǎn)線故障報(bào)警等功能。下位機(jī)PLC執(zhí)行粉刷石膏砂漿生產(chǎn)工藝配方值的工程轉(zhuǎn)換和精確實(shí)現(xiàn)每道工序的生產(chǎn)要求；變頻器高、中、低速切換，去皮和零位追蹤，超差處理，故障診斷等功能。同時(shí)，由于在程序中加入了對生產(chǎn)狀況的預(yù)測控制和累計(jì)誤差補(bǔ)償?shù)人惴ǎ沟梅鬯⑹嗌皾{的生產(chǎn)控制精度和穩(wěn)定性大大提高。SIWAREX系統(tǒng)在粉刷石膏砂漿生產(chǎn)中的工藝控制過程如圖1所示。
圖1 SIWAREX稱量系統(tǒng)控制過程示意
2 結(jié)語
粉刷石膏砂漿配料系統(tǒng)選用西門子S7—300系列PLC與電子稱量系統(tǒng)SIWAREX以及DIGITAL觸摸屏，生產(chǎn)中操作方便、精度高、安全可靠、生產(chǎn)效率高。另外，由于具有良好的人機(jī)交互界面，使得操作工幾乎不用培訓(xùn)即可勝任生產(chǎn)崗位，大大減少了企業(yè)的人員培訓(xùn)時(shí)間和費(fèi)用。運(yùn)行半年來，取得了令人滿意的效果。
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