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現(xiàn)準(zhǔn)確的配料,整個配料系統(tǒng)由多臺失重秤構(gòu)成,同時稱重配料,采用螺旋給料方式進行物料輸送。所有主料和輔料最終被送入一個容量約為200Kg的稱重式料斗進行混合,由于設(shè)備故障維修昂貴且性能不能滿足要求,客戶決定對失重秤系統(tǒng)進行升級改造。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)人機交互接口少,維護相當(dāng)困難,而且板卡備件價格昂貴。由于稱重控制器的設(shè)計專一性,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,在整個流程中沒有其他控制功能,也不能實現(xiàn)方報表輸出等功能。用戶為了提供生產(chǎn)效率,減少現(xiàn)場維護量,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精確控制該稱重過程, 圖1 失重秤現(xiàn)場 同時人機交互快速方便,信息輸出方式多樣的稱重控制系統(tǒng)。同時要求稱重控制設(shè)備具有通用性,稱重傳感器精度穩(wěn)定性,人機操作界面友好。 三、改造過程 我們針對用戶的要求,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給料流量和累計量。在生產(chǎn)過程中,給料流量的精確控制對保證產(chǎn)品質(zhì)量起到了重要的作用。 該系統(tǒng)包括一臺主控PLC CPU 315-2DP,外接兩只FTC模塊,同時控制兩臺失重秤。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)都保存在存儲卡里,以防止意外丟失。FTC模塊自帶特定功能的輸出點,可以控制加料的一些專用功能,比如加料閥的開關(guān),螺桿加料機的速度控制,以及其他保護功能。 圖3 SIWAREX FTC失重秤設(shè)備控制流程示意圖 失重秤連續(xù)對整個給料系統(tǒng)包括稱重斗、給料機構(gòu)進行稱重,相當(dāng)于一臺靜態(tài)秤;同時通過變頻調(diào)速來控制給料機構(gòu)的下料流量。失重秤料斗內(nèi)每單位時間內(nèi)物料重量的減少Δd/ Δt對應(yīng)失重秤的給料流量。FTC將dv/dt與預(yù)設(shè)的給料流量進行比較,并通過調(diào)節(jié)給料機的速度來自動修正,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,F(xiàn)TC稱重控制模塊將鎖定給料機速度,保持下料機構(gòu)以容積方式給料。同時打開加料閥進行快速加料。當(dāng)料斗內(nèi)物料重量達到高位預(yù)設(shè)值,加料閥自動關(guān)閉。同時FTC