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摘要：本文主要以徐州卷煙廠“十五”後期技術改造工程糖香料廚房係統為例，描述了西門子自動控製元器件尤其是集成化稱重技術在香料廚房中的成功應用
關鍵詞：集成化稱重、穩定、實時性、SIWAREX模塊
0 引言
徐州卷煙廠“十五”後期技術改造工程糖香料廚房係統，要求對配置的95種糖香料按配方要求定量出料，配置準確度為±1%。該工程於2007年12月份通過驗收，各項性能指標均達到規定要求。
1，係統簡介
糖香料配置區原料罐分布如圖1所示。係統要求對95隻糖、香(xiang)原(yuan)料(liao)罐(guan)采(cai)用(yong)懸(xuan)浮(fu)式(shi)靜(jing)態(tai)稱(cheng)重(zhong)方(fang)式(shi)檢(jian)測(ce)罐(guan)內(nei)料(liao)液(ye)重(zhong)量(liang)和(he)料(liao)液(ye)配(pei)製(zhi)計(ji)量(liang)。每(mei)隻(zhi)原(yuan)料(liao)罐(guan)下(xia)部(bu)均(jun)裝(zhuang)有(you)稱(cheng)重(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)，通(tong)過(guo)西(xi)門(men)子(zi)稱(cheng)重(zhong)模(mo)塊(kuai)將(jiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)毫(hao)伏(fu)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)為(wei)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)，即(ji)在(zai)上(shang)位(wei)機(ji)電(dian)腦(nao)監(jian)畫(hua)麵(mian)上(shang)直(zhi)接(jie)顯(xian)示(shi)出(chu)每(mei)罐(guan)料(liao)液(ye)實(shi)時(shi)的(de)變(bian)化(hua)重(zhong)量(liang)，該(gai)變(bian)化(hua)的(de)重(zhong)量(liang)數(shu)值(zhi)直(zhi)接(jie)參(can)與(yu)控(kong)製(zhi)，實(shi)時(shi)性(xing)大(da)大(da)提(ti)高(gao)。
圖1：糖料配製區原料罐分布圖
糖香料配置監控界麵如圖2所示。係統接收上級生產管理部門下發的生產任務通知單或由本地監控機人工錄入的生產任務單（生產任務單包括單班生產牌號和產量等信息），並根據儲存發射層相應成品糖（香）的儲存情況，自動分解出所需配製料液的牌號、zhongliang，ranhouzaigenjupeifangheyuanliaochucunguanzhongliaoyedechucunliangtigongsuoxubuchongdeyuanliaomingchenghexuqiuliang，tixingcaozuorenyuanshishibuchong。caozuorenyuanbuchongwanxiangyingyuanliaohou，xuandingtiaozhiguan,係統自動檢索配方數據庫中對應牌號的配方參數計算出所需各原料的重量，然後中央控製器（PLC）通過檢測到的原料罐內原料的實時重量控製參與配製時各個原料罐的出料閥的開閉，達到控製出料量的目的。
圖2：香料配製監控畫麵
配料誤差顯示界麵如圖3所(suo)示(shi)。各(ge)種(zhong)原(yuan)料(liao)通(tong)過(guo)配(pei)料(liao)總(zong)管(guan)由(you)氣(qi)動(dong)膈(ge)膜(mo)抽(chou)吸(xi)至(zhi)調(tiao)製(zhi)罐(guan)，待(dai)所(suo)有(you)原(yuan)料(liao)配(pei)比(bi)結(jie)束(shu)後(hou)監(jian)控(kong)畫(hua)麵(mian)彈(dan)出(chu)配(pei)料(liao)結(jie)束(shu)提(ti)示(shi)，並(bing)提(ti)醒(xing)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)進(jin)行(xing)下(xia)一(yi)步(bu)的(de)調(tiao)製(zhi)過(guo)程(cheng)，同(tong)時(shi)對(dui)配(pei)料(liao)總(zong)管(guan)進(jin)行(xing)吹(chui)掃(sao)清(qing)洗(xi)。
圖3：配料結束配料誤差顯示畫麵
2 控製係統構成
2.1 控製係統概述
本控製係統設主控製站1個，由1門威圖公司的雙開門櫃構成，櫃內裝有低壓配電器件，所用西門子主要控製器件介紹：主程序控製器（PLC）采用西門子S7-400PLC（型號6ES7 416-2XK04-OABO），EtherNet網絡模塊（型號6GK7 443-1EX40-0XE0 V2.4）PS407電源模塊（型號6ES7 407-0KA01-0AA0）各1個，通過4個網絡交換機（型號SCALANCE X-400）及總線電纜帶26個ProfiNet節點模塊（6ES7 151-3AA00-0AB0），其中罐液重量顯示的有95塊電子稱重模塊SIWAREX CS（7MH4910-0AA01）。另外還帶27塊電機模板(3RK1 301-1BB00-0AA2)，28台FC變頻器（6SL 3225-0SE22-2UA0）165塊I/O輸入、輸出模塊，9塊觸幕屏等器件控製著27台電機定速轉動、28台電機變速轉動、95隻罐重量顯示、60隻罐溫度顯示、9個加香加料點的加料精度控製、620隻閥門按指令要求實現開啟與關閉。
26個I/O箱，現場各加香加料點的I/O子站就近通過ProfiNet連接至該段的主控製站上（各主控站給每個對應的加香加料現場I/O子站預留一個RJ45的以太網接口），通過iMAP軟件將這些加香加料現場子站箱的I/O點映射為糖香料廚房PLC的變量，並且由於車間級的ProfiNet使用100Mbit/s環形光纖冗餘作為ProfiNet主幹網傳輸介質，非常穩定、可靠和實時。PLC通過ProfiNet實現對現場的控製、數據采集、報警和連鎖等功能以及設備控製層與車間級監控管理層的數據交換。對於電機的變速轉動，由西門子FC係列新型變頻器控製攪拌器的轉速來實現。這些變頻器直接與ProfiNet總線相連，接受PLC指令程序控製。對於各罐溫度顯示用傳感器、各閥動作控製用的閥閥島等智能元件、本地開關等傳感器信號仍然直接連上SIEMENS-ET200S模塊，並通過Profibus-DP總線接口與PLC實現通訊。
2.2 稱重模塊箱簡介
稱重模塊箱配置清單如表1所示。95塊SIWAREX CS稱重模塊分布在5個I/O子站箱（D501-116～D501-120），每個子站箱通過ET200S擴展裝有19塊SIWAREX CS稱重模塊（每個ET200S ProfiNet型最多可擴展31個SIWAREX CS電子稱重模塊）。每個子站直接接入網絡交換機，進而通過ProfiNet網絡直接接入PLC中。詳見圖4：稱重模塊箱配置圖，表1：稱重模塊箱配置清單。
圖4：稱重模塊箱配置圖
表1：稱重模塊箱配置清單
3 控製係統的功能
3.1 控製範圍
1）糖、香料的配製，要求配配製誤差＜1%；2）糖香料的現場施加，要求配加料誤差＜0.5%；3） 糖香料廚房內成品糖、香料向各個現場生產點的發送和回收；4）各蒸汽加熱罐的溫度控製；5）所有稱重傳感器的校準，即具有校準、清零、去皮功能；6）糖香料廚房係統的數據管理；7）糖香料廚房和其它部門的信息交換。
3.2 稱重模塊調試
SIWAREX CS稱重模塊的調試有兩條途徑，一種是通過STEP 7直接編程校稱，另一種是通過調試軟件SIWATOOL CS軟件校稱。本例以SIWATOOL CS軟件為例進行簡述：
1） 調試時首先打開筆記本電腦，雙擊 SIWATOOL CS調秤軟件圖標，選定所需調整的罐代號，即可進入下圖調整畫麵。
2 ) 調零。調零時隻需點擊“Adjustment zero valid(3)”按鈕，再點擊“Send”按鈕即可完成各煮料罐、儲存罐零點的調整。
3）量程調整：主要在調秤軟件DR3界麵內進行(Adjustment parameter)。在“Adj.weight1”中輸入校準砝碼的重量後，點擊“Adjustment weight 1 valid(4)”按鈕，然後再點擊“Send”按鈕即可完成整台秤的標定工作。
4） 理論標定:此電子模塊也支持免砝碼標定。某些料罐不具備標準砝碼的條件下，可以通過DR3界麵內的“Theoret.Calib.”選項，輸入傳感器銘牌上的特征值及補償值等，即可實現量程調整。
4 係統特點
zaixuzhoujuanyanchangdetangxiangliaochufangzhong，yingyongleximenzizidongkongzhiyuanjianyouqishijichenghuachengzhongjishu，yuyiqiancaiyongdechuantongchayabiansongqijiliangfangshixiangbi，juyouyixiayoudian：
1）抗幹擾能力強，A/D轉換在稱重模塊內部一次完成，不受外部幹擾，通常方式要經過變送器和模擬量模塊兩級轉換，容易受外部幹擾；
2）轉換精度高。此稱重模塊的轉換位數為16位，普通模擬量模塊的轉換位數為12～15位；
3）穩定性高。根據我們以往的使用效果看，重量變送器穩定性不如稱重模塊好，“零點漂移”大；
4）高測量速度，實時性好。稱重模塊的的測量速度為50Hz，並且因為直接連接在ProfiNet網絡中，具有非常高的實時性。
5）操作簡單。稱重模塊使用SIMATIC管理器的標準化配置，可以通過STEP 7程序讀寫稱重模塊的信息，因此所有對傳感器進行的“零點校準”、“量程校準”、“去皮”、“清零”等(deng)功(gong)能(neng)都(dou)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)程(cheng)序(xu)自(zi)動(dong)執(zhi)行(xing)，操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)隻(zhi)需(xu)在(zai)監(jian)控(kong)機(ji)上(shang)通(tong)過(guo)簡(jian)單(dan)的(de)按(an)鈕(niu)操(cao)作(zuo)即(ji)可(ke)方(fang)便(bian)的(de)完(wan)成(cheng)，而(er)如(ru)果(guo)是(shi)用(yong)傳(chuan)統(tong)變(bian)送(song)器(qi)的(de)方(fang)式(shi)，則(ze)會(hui)很(hen)煩(fan)瑣(suo)且(qie)校(xiao)準(zhun)精(jing)度(du)得(de)不(bu)到(dao)保(bao)證(zheng)。
6）SIWAREX CS稱重模塊具有自診斷功能，可實時檢測稱重傳感器的狀態及稱重模塊的自身狀態。
7）可在1、2類防爆區域中使用，本身具有EX防爆認證。
5 結束語
tangxiangliaochufangpeiliaoxitongquanbucaiyongximenzixianjindejichenghuachengzhongjishu。jichengbujinjintigaolekongzhijingduhexitongdewendingxing，erqieyetigaolezhenggepeiliaoxitongdezidonghuashuiping。xiangmuyunxingzhijin，weihuliangjishao，guanlicaozuofeichangfangbian，zhededaozuizhongyonghujiwosidechongfenkending。bingqie，womenzaiqitahenduoxiangmuzhongdouchenggongcaiyongleSIWAREX集成化稱重技術。
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