西門子Siwarex FTC稱重模塊應用于失重秤的改造
2010/7/15 16:16:00
一、概述
某塑膠企業配料設備采用失重稱重的方式,為了確保每種產品配料中的主料和各種輔料實現準確的配料,整個配料系統由多臺失重秤構成,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進行升級改造。本文闡述了該系統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、秤體等部分構成,該系統人機交互接口少,維護相當困難,而且板卡備件價格昂貴。由于稱重控制器的設計專一性,該控制器在本設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,也不能實現方報表輸出等功能。用戶為了提供生產效率,減少現場維護量,需要將原有的失重秤改造成具有稱重、控制和管理功能,能夠實時精確控制該稱重過程,
圖1 失重秤現場

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。同時要求稱重控制設備具有通用性,稱重傳感器精度穩定性,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、高速的動態稱重控制模塊,直接集成于西門子S7-300PLC控制系統,可通過編程方便的實現失重式給料設備的稱重控制功能。SWAREX FTC可以精確的控制生產過程中粉末、顆
圖2西門子 SIWAREX FTC控制系統

粒、片狀、條狀和塊狀固體物料瞬時給料流量和累計量。在生產過程中,給料流量的精確控制對保證產品質量起到了重要的作用。
該系統包括一臺主控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的設定和顯示,以及稱重工作狀態的記錄顯示(圖3)。給料配方的功能,增強了系統使用的靈活性,配方設定值可以直接在觸摸屏上通過密碼設定。所有配方數據都保存在存儲卡里,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,螺桿加料機的速度控制,以及其他保護功能。

失重秤連續對整個給料系統包括稱重斗、給料機構進行稱重,相當于一臺靜態秤;同時通過變頻調速來控制給料機構的下料流量。失重秤料斗內每單位時間內物料重量的減少Δd/ Δt對應失重秤的給料流量。FTC將dv/dt與預設的給料流量進行比較,并通過調節給料機的速度來自動修正,因此可以保持精確的給料流量。
當料斗內的物料重量低于預設值,FTC稱重控制模塊將鎖定給料機速度,保持下料機構以容積方式給料。同時打開加料閥進行快速加料。當料斗內物料重量達到高位預設值,加料閥自動關閉。同時FTC

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