西門子Siwarex FTC稱重模塊應(yīng)用于失重秤的改造
2010/7/15 16:16:00
一、概述
某塑膠企業(yè)配料設(shè)備采用失重稱重的方式，為了確保每種產(chǎn)品配料中的主料和各種輔料實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的配料，整個(gè)配料系統(tǒng)由多臺(tái)失重秤構(gòu)成，同時(shí)稱重配料，采用螺旋給料方式進(jìn)行物料輸送。所有主料和輔料最終被送入一個(gè)容量約為200Kg的稱重式料斗進(jìn)行混合，由于設(shè)備故障維修昂貴且性能不能滿足要求，客戶決定對(duì)失重秤系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。本文闡述了該系統(tǒng)采用西門子專用稱重模塊SIWAREX FTC改造過程及效果分析。
二、原有設(shè)備
用戶原有失重秤主要由稱重傳感器、稱重儀表、秤體等部分構(gòu)成，該系統(tǒng)人機(jī)交互接口少，維護(hù)相當(dāng)困難，而且板卡備件價(jià)格昂貴。由于稱重控制器的設(shè)計(jì)專一性，該控制器在本設(shè)備的控制過程中功能比較單一，只有重量稱量功能，在整個(gè)流程中沒有其他控制功能，也不能實(shí)現(xiàn)方報(bào)表輸出等功能。用戶為了提供生產(chǎn)效率，減少現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)量，需要將原有的失重秤改造成具有稱重、控制和管理功能，能夠?qū)崟r(shí)精確控制該稱重過程， 
圖1 失重秤現(xiàn)場(chǎng)
同時(shí)人機(jī)交互快速方便，信息輸出方式多樣的稱重控制系統(tǒng)。同時(shí)要求稱重控制設(shè)備具有通用性，稱重傳感器精度穩(wěn)定性，人機(jī)操作界面友好。
三、改造過程
我們針對(duì)用戶的要求，選用了西門子SIWAREX FTC稱重控制模塊（圖2）。FTC模塊是一種高精度、高速的動(dòng)態(tài)稱重控制模塊，直接集成于西門子S7-300PLC控制系統(tǒng)，可通過編程方便的實(shí)現(xiàn)失重式給料設(shè)備的稱重控制功能。SWAREX FTC可以精確的控制生產(chǎn)過程中粉末、顆 
圖2西門子 SIWAREX FTC控制系統(tǒng)
粒、片狀、條狀和塊狀固體物料瞬時(shí)給料流量和累計(jì)量。在生產(chǎn)過程中，給料流量的精確控制對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量起到了重要的作用。
該系統(tǒng)包括一臺(tái)主控PLC CPU 315-2DP，外接兩只FTC模塊，同時(shí)控制兩臺(tái)失重秤。稱重傳感器采用西門子的RN系列單傳感器，上位人機(jī)界面采用了最新的MP277 10寸彩色觸摸屏，較大的顯示面積有利于重量參數(shù)的設(shè)定和顯示，以及稱重工作狀態(tài)的記錄顯示（圖3）。給料配方的功能，增強(qiáng)了系統(tǒng)使用的靈活性，配方設(shè)定值可以直接在觸摸屏上通過密碼設(shè)定。所有配方數(shù)據(jù)都保存在存儲(chǔ)卡里，以防止意外丟失。FTC模塊自帶特定功能的輸出點(diǎn)，可以控制加料的一些專用功能，比如加料閥的開關(guān)，螺桿加料機(jī)的速度控制，以及其他保護(hù)功能。
失重秤連續(xù)對(duì)整個(gè)給料系統(tǒng)包括稱重斗、給料機(jī)構(gòu)進(jìn)行稱重，相當(dāng)于一臺(tái)靜態(tài)秤；同時(shí)通過變頻調(diào)速來控制給料機(jī)構(gòu)的下料流量。失重秤料斗內(nèi)每單位時(shí)間內(nèi)物料重量的減少Δd/ Δt對(duì)應(yīng)失重秤的給料流量。FTC將dv/dt與預(yù)設(shè)的給料流量進(jìn)行比較，并通過調(diào)節(jié)給料機(jī)的速度來自動(dòng)修正，因此可以保持精確的給料流量。
當(dāng)料斗內(nèi)的物料重量低于預(yù)設(shè)值，FTC稱重控制模塊將鎖定給料機(jī)速度，保持下料機(jī)構(gòu)以容積方式給料。同時(shí)打開加料閥進(jìn)行快速加料。當(dāng)料斗內(nèi)物料重量達(dá)到高位預(yù)設(shè)值，加料閥自動(dòng)關(guān)閉。同時(shí)FTC
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