摘要：本文闡述了利用Siwarex FTC稱重模塊和S7-300PLC對(duì)用戶舊的失重秤成功進(jìn)行升級(jí)改造，

      實(shí)現(xiàn)了高精度稱重控制的需要，并具有豐富的管理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。

關(guān)鍵詞：Siwarex FTC，失重秤，塑膠，稱重，配料

 

 

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(mén)子專用稱重模塊SIWAREX FTC改造過(guò)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(guò)程中功能比較單一， 只有重量稱量功能，在整個(gè)流程中沒(méi)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(guò)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(guò)程

我們針對(duì)用戶的要求，選用了西門(mén)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(mén)子S7-300PLC控制系統(tǒng)，可通過(guò)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(guò)程中粉末、顆   圖2西門(mén)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(guò)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(mén)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(guò)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(kāi)關(guān)，螺桿加料機(jī)的速度控制，以及其他保護(hù)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(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(guò)變頻調(diào)速來(lái)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(guò)調(diào)節(jié)給料機(jī)的速度來(lái)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(kāi)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控制器自動(dòng)將下料機(jī)構(gòu)切換到稱重方式加料。

性能特點(diǎn)

? 給料累計(jì)量精度優(yōu)于±0.2﹪～±0.5﹪；

? 給料流量控制精度優(yōu)于±1－2﹪；

? 給料速率為0.05～100 000㎏/h ；

? 性能可靠，幾乎不需要維護(hù)，特別適用于條件惡劣的工業(yè)領(lǐng)域；

? 多種標(biāo)定方式，標(biāo)定簡(jiǎn)單；

? 結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小；

? 整體式安裝，降低安裝成本；

? 全封閉式物料輸送，防止粉塵飛揚(yáng)、環(huán)境污染。

四 結(jié)論

    由于西門(mén)子SIWAREX FTC稱重技術(shù)的使用，使得：

    ? 提高批量加料計(jì)量精度，不受外部因素（例如機(jī)械振動(dòng)等）的干擾；

    ? 可適用于不同種類、不同密度的物料計(jì)量控制；

    ? 分別獲取和顯示料位和物料重量值；

        西門(mén)子SIWAREX FTC稱重模塊和S7-300系統(tǒng)的可編程和集成的特點(diǎn)，使我們?cè)趯?shí)施失重秤改造項(xiàng)目中，能夠借助SIMATIC強(qiáng)大的平臺(tái)，充分滿足了用戶的稱重、控制和管理需求。確保工廠高效運(yùn)行并保證產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)流程最優(yōu)化和高度自動(dòng)化。西門(mén)子SIWAREX FTC優(yōu)異的性能和可靠的品質(zhì)使失重秤稱重控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可控性都大大提升，減少了用戶的維護(hù)量。