0 前言
當今，在稱(chēng)量自動(dòng)化和過(guò)程控制領(lǐng)域，電子稱(chēng)量系統被廣泛地應用到監視和控制各種生產(chǎn)過(guò)程中。這些應用可以從簡(jiǎn)單的皮帶張力的監視或容器填充度的測量，一直延伸到復雜的特定配方混合料的生產(chǎn)控制。SIEMENS電子稱(chēng)量系統 (SIWAREX)特別適合于這些高精度的測量任務(wù)，或被應用于其它測量手段不適宜使用的場(chǎng)合，例如導致傳感器易損的活性材料的檢測和受衛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系統在粉刷石膏生產(chǎn)中的應用
稱(chēng)量和按比例定量控制是先進(jìn)工業(yè)過(guò)程控制的關(guān)鍵技術(shù)，在眾多的工業(yè)過(guò)程控制中稱(chēng)量技術(shù)扮演了重要的角色。通過(guò)直接集成在SIMATIC自動(dòng)化系統的電子稱(chēng)量系統，SIEMENS在集中式和分布式控制系統中提供了統一的稱(chēng)量解決方案。
SIWAREX U模塊實(shí)物圖
SIWAREX稱(chēng)量模塊既可以作為中央模塊應用于SIEMENS可編程控制器SIMATIC S5或S7，也可以作為分布式輸入、輸出模塊應用于SIMATIC S5、S7、M7或C7：通過(guò)使用標準硬件組態(tài)SIMATIC components和標準編程軟件STEP7，可以極大地減少工程和培訓的費用。另外，通過(guò)使用SIWATOOL參數化軟件，用計算機RS 232C接口直接與稱(chēng)量模塊相連，使用戶(hù)可以在沒(méi)有任何STEP 7編程基礎的情況下，通過(guò)輸入窗口方便地修改所有的可調節參數。
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(xiàn)中的主要功能是：執行處理生產(chǎn)線(xiàn)所有生產(chǎn)過(guò)程中的稱(chēng)量任務(wù)，信號數字過(guò)濾，超限檢測，短路和防過(guò)載保護，斷線(xiàn)檢測等。SIWAREX U有單通道和雙通道2種類(lèi)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下運行的，對SIWAREX U進(jìn)行錯誤診斷和參數設置的應用軟件，它允許同時(shí)處理多塊離線(xiàn)稱(chēng)量模塊和1塊在線(xiàn)模塊。用計算機RS232C接口直接與稱(chēng)量模塊相連，我們可以方便地進(jìn)行粉刷石膏生產(chǎn)過(guò)程的物理量標定、上下限設定、數字過(guò)濾器選擇、零點(diǎn)設置和參數顯示等操作。
1．2 應用于粉刷石膏砂漿配料系統控制的實(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(xiàn)工程的配料系統，根據設計選用西門(mén)子SIWAREX稱(chēng)量系統。粉刷石膏砂漿是一種抹灰飾面材料，它是由天然石膏通過(guò)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(chēng)量系統控制下配制而成。生產(chǎn)線(xiàn)的配料系統主要由大、小2臺秤組成，大秤稱(chēng)量石膏粉、沙子2種主料，小秤分別稱(chēng)量3種輔料添加劑。所有生產(chǎn)用原料通過(guò)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(chēng)量完成后，2臺秤中的5種原料全部投入到混合機中進(jìn)行攪拌后，即成成品。接著(zhù)開(kāi)始下一次配料工作循環(huán)。
該系統的PLC選用西門(mén)子的S7—300，電源模塊為PS3075A，CPU模塊為6ES7314，數字量輸入模塊為6ES7 321、數字量輸出模塊為6ES7322、稱(chēng)量模塊為SIWAREX U；傳感器選用應變片式，變頻器為Schneider的ATV一28HU72N4；人機界面HMI選用DIGITAL的Pro-faceGP系列觸摸屏。
控制系統分手動(dòng)和自動(dòng)2種操作方式。在手動(dòng)方式操作下，主要完成粉刷石膏砂漿生產(chǎn)線(xiàn)的單機調試、故障維修、稱(chēng)量模塊的標定等功能。在自動(dòng)方式下，上位機HMI實(shí)現粉刷石膏砂漿配方的設定、原料稱(chēng)量瞬時(shí)值和累計報表動(dòng)態(tài)顯示、生產(chǎn)線(xiàn)故障報警等功能。下位機PLC執行粉刷石膏砂漿生產(chǎn)工藝配方值的工程轉換和精確實(shí)現每道工序的生產(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)狀況的預測控制和累計誤差補償等算法，使得粉刷石膏砂漿的生產(chǎn)控制精度和穩定性大大提高。SIWAREX系統在粉刷石膏砂漿生產(chǎn)中的工藝控制過(guò)程如圖1所示。
圖1 SIWAREX稱(chēng)量系統控制過(guò)程示意
2 結語(yǔ)
粉刷石膏砂漿配料系統選用西門(mén)子S7—300系列PLC與電子稱(chēng)量系統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交互界面，使得操作工幾乎不用培訓即可勝任生產(chǎn)崗位，大大減少了企業(yè)的人員培訓時(shí)間和費用。運行半年來(lái)，取得了令人滿(mǎn)意的效果。
