SIWAREX在粉刷石膏砂漿配料系統(tǒng)中的應用

0 前言

當今，在稱量自動化和過程控制領域，電子稱量系統(tǒng)被廣泛地應用到監(jiān)視和控制各種生產過程中。這些應用可以從簡單的皮帶張力的監(jiān)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控制。SIEMENS電子稱量系統(tǒng) (SIWAREX)特別適合于這些高精度的測量任務，或被應用于其它測量手段不適宜使用的場合，例如導致傳感器易損的活性材料的檢測和受衛(wèi)生條件限制的純凈物質(如食品、藥物、化工產品)的生產。

1 SIWAREX系統(tǒng)在粉刷石膏生產中的應用

稱量和按比例定量控制是先進工業(yè)過程控制的關鍵技術，在眾多的工業(yè)過程控制中稱量技術扮演了重要的角色。通過直接集成在SIMATIC自動化系統(tǒng)的電子稱量系統(tǒng)，SIEMENS在集中式和分布式控制系統(tǒng)中提供了統(tǒng)一的稱量解決方案。

SIWAREX稱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，通過使用SIWATOOL參數化軟件，用計算機RS 232C接口直接與稱量模塊相連，使用戶可以在沒有任何STEP 7編程基礎的情況下，通過輸入窗口方便地修改所有的可調節(jié)參數。

1.1 SIWAREX U和SIWATOOL的功能

SIWAREX系列中最通用的模塊S1wAREX U，在粉刷石膏生產線中的主要功能是：執(zhí)行處理生產線所有生產過程中的稱量任務，信號數字過濾，超限檢測，短路和防過載保護，斷線檢測等。SIWAREX U有單通道和雙通道2種類型模塊，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進行錯誤診斷和參數設置的應用軟件，它允許同時處理多塊離線稱量模塊和1塊在線模塊。用計算機RS232C接口直接與稱量模塊相連，我們可以方便地進行粉刷石膏生產過程的物理量標定、上下限設定、數字過濾器選擇、零點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(tǒng)控制的實例

在南京一夫建材實業(yè)有限公司新建的墻體粉刷石膏砂漿生產線工程的配料系統(tǒng)，根據設計選用西門子SIWAREX稱量系統(tǒng)。粉刷石膏砂漿是一種抹灰飾面材料，它是由天然石膏通過特殊工藝處理，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，上述原料分別按產品要求，在SIWAREX稱量系統(tǒng)控制下配制而成。生產線的配料系統(tǒng)主要由大、小2臺秤組成，大秤稱量石膏粉、沙子2種主料，小秤分別稱量3種輔料添加劑。所有生產用原料通過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。稱量完成后，2臺秤中的5種原料全部投入到混合機中進行攪拌后，即成成品。接著開始下一次配料工作循環(huán)。

該系統(tǒng)的PLC選用西門子的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(tǒng)分手動和自動2種操作方式。在手動方式操作下，主要完成粉刷石膏砂漿生產線的單機調試、故障維修、稱量模塊的標定等功能。在自動方式下，上位機HMI實現粉刷石膏砂漿配方的設定、原料稱量瞬時值和累計報表動態(tài)顯示、生產線故障報警等功能。下位機PLC執(zhí)行粉刷石膏砂漿生產工藝配方值的工程轉換和精確實現每道工序的生產要求；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，由于在程序中加入了對生產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控制精度和穩(wěn)定性大大提高。SIWAREX系統(tǒng)在粉刷石膏砂漿生產中的工藝控制過程如圖1所示。

圖1 SIWAREX稱量系統(tǒng)控制過程示意

2 結語

粉刷石膏砂漿配料系統(tǒng)選用西門子S7—300系列PLC與電子稱量系統(tǒng)SIWAREX以及DIGITAL觸摸屏，生產中操作方便、精度高、安全可靠、生產效率高。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崗位，大大減少了企業(yè)的人員培訓時間和費用。運行半年來，取得了令人滿意的效果。