基于全集成理念的SIWAREX失重秤
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圖2：失重式定量給料和加料的重量曲線
2.2技術(shù)特點
從工作原理和結(jié)構(gòu)來看，失重秤兼具靜態(tài)秤和動態(tài)秤的特點。
對于傳統(tǒng)的動態(tài)稱重計量方法，比如：皮帶秤、沖板流量計、螺旋秤等，雖然具有連續(xù)稱量、實現(xiàn)工藝高效率工作的特點，但是也存在系統(tǒng)精度不高(一般低于在0.5~1%)、維護(hù)量大等問題；而靜態(tài)稱重方法，雖然大大提高了系統(tǒng)測量精度(可達(dá)0.1%,甚至更高)，但是只能滿足間斷式的批量給(配)料應(yīng)用，不能最大程度地滿足現(xiàn)代流程工業(yè)的高效率高產(chǎn)出要求，何況有些工業(yè)應(yīng)用本身要求連續(xù)給(配)料，不允許存在間斷。
而失重秤的出現(xiàn)，正好兼?zhèn)淞诉@兩者的優(yōu)點，彌補(bǔ)了它們的缺點。它的主要優(yōu)點有：
?系統(tǒng)精度高
失重秤工作時，料倉的測量實際在靜態(tài)下完成的，而且是在上料和下料后各（一？）測量一次，根據(jù)兩個工作狀態(tài)測得兩個重量差值算出流量。差值與流量給定值誤差還可在下一個周期內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)償，并且這兩個重量測量時間在幾分鐘內(nèi)完成，不存在傳感器零點漂移和溫度漂移等影響。因此可獲得相當(dāng)高的計量精度，系統(tǒng)計量精度可達(dá)到0.5%，甚至0.2%，。
?全封閉不銹鋼結(jié)構(gòu)，適合各種惡劣現(xiàn)場。
設(shè)備系統(tǒng)全部為鋼質(zhì)（西門子失重秤一般采用不銹鋼），適用環(huán)境條件較差的場合，并且具有堅固耐用、維護(hù)量小、不怕高溫物料等特點。
很多工礦企業(yè)是耗電大戶，因此如何節(jié)約能源，也是一個很重要的課題。由于失重秤采用了全封閉結(jié)構(gòu)，配料過程中不產(chǎn)生粉塵，省去除塵裝置，結(jié)構(gòu)簡單，無須配皮帶秤等配套，既節(jié)省了設(shè)備投資，又節(jié)約了電能，提高了生產(chǎn)效率。
?免維護(hù)，標(biāo)定簡單
由于失重秤是通過測量重量差值來計算流量的物料測量方式，根本不存在諸如皮帶秤等動態(tài)秤中存在零點漂移(皮帶跑偏、傳感器移位、物料沖擊振動皮帶打滑、皮帶粘料等影響造成)、物料粘附、秤體機(jī)械結(jié)構(gòu)變形等因素的影響，而能保證長期穩(wěn)定的系統(tǒng)測量精度，基本不需要維護(hù)和大量的標(biāo)定工作。
根據(jù)其測量原理，它不僅可以進(jìn)行實物標(biāo)定，而且可以在生產(chǎn)運行中進(jìn)行在線標(biāo)定。即根據(jù)計量斗內(nèi)物料的上、下限重量之差和失重秤流量顯示值比較計算準(zhǔn)確度，這種標(biāo)定方式具有簡單、方便的特點，省錢省力。
三、全集成設(shè)計理念
全集成自動化技術(shù)(TotallyIntegratedAutomation)是西門子自動化系統(tǒng)技術(shù)與產(chǎn)品的核心思想與主導(dǎo)理念。TIA集高度的集成統(tǒng)一性和前所未有的開放性于一身，標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一的編程組態(tài)環(huán)境和高度統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成，使TIA為企業(yè)實現(xiàn)了橫向和縱向的信息集成；領(lǐng)先的通訊標(biāo)準(zhǔn)，基于組件的自動化技術(shù)(CBA)與IT集成，使TIA對全球自動化市場的產(chǎn)品和服務(wù)范圍真正開放。
1996年．西門子自動化與驅(qū)動集團(tuán)提出“全集成自動化”TIA的概念系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(如圖3所示)。這一嶄新概念革命性地囊括了“制造”與“過程”領(lǐng)域的眾多知識與經(jīng)驗，為生產(chǎn)線提供了一種優(yōu)秀的解決方案。對用戶而言，在整個生產(chǎn)過程的生命周期中，以S7系列PLC為核心的TIA技術(shù)有助于企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)力的最大化。從最初的規(guī)劃與設(shè)計，工程的實施，到安裝與調(diào)試，運行與維護(hù)，以至于系統(tǒng)升級改造，TIA使企業(yè)在整個生命周期中獲得最高的生產(chǎn)力和產(chǎn)品質(zhì)量，并顯著降低項目成本。此外，TIA還能大大縮短產(chǎn)品上市和系統(tǒng)投入運行的時間，從而全面增強(qiáng)企業(yè)核心競爭力。
由于稱重系統(tǒng)相對結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，維護(hù)量比較大，長期以來技術(shù)領(lǐng)先的稱重技術(shù)廠家一直在考慮如何設(shè)計一種既能減少成本，簡化稱重系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，又能提高稱重系統(tǒng)整體性能的解決方案。基于TIA的設(shè)計理念，西門子公司設(shè)計推出了以SIMATICS7為核心的西門子SIWAREX稱重方案，無疑是一種滿足新要求的一種可行的解決方案。
圖3：西門子全集成控制結(jié)構(gòu)示意圖
如前所述，失重秤的配料過程分喂料和卸料兩個階段，控制部分比較復(fù)雜。失重秤的配料精度主要由稱量精度和配料速度來決定的，這兩個參量是兩個相互矛盾的控制量，要提高稱量精度，希望秤體越穩(wěn)定越好，即喂料(或卸料)速度越慢越好，但勢必增加配料時間，效率低；反之，如果喂料(或卸料)速度過快，秤體振動大，精度很難保證。
因此，采用合適的控制系統(tǒng)是保證失重秤配料精度的關(guān)鍵因素，這個控制系統(tǒng)既要保證控制系統(tǒng)和設(shè)備部分完美的結(jié)合起來，實現(xiàn)同步工作，也要保證好的實時性、穩(wěn)定性及可靠性，以保證秤體部分和控制部分之間能夠順暢地“溝通”。
SIWAREXFTC（靈活的連續(xù)稱重技術(shù)）是一種高精度、高速的稱重控制模塊，直接集成于西門子PLC控制系統(tǒng)，可用于失重式給料設(shè)備的稱重控制應(yīng)用。
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。西門子SWAREXFTC稱重模塊可以精確的控制生產(chǎn)過程中粉末、顆粒、片狀、條狀和塊狀固體物料的給料流量。
圖4：SIWAREX FTC和S7控制器組成的控制系統(tǒng)
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