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一、前言
目前國內耐火材料生產廠家在配料過程中，大多使用稱重儀表配上PLC可編程控製器的形式來實現自動稱重和控製功能。稱重儀表和PLCkongzhixitongzhijianxuyaochuanshudaliangdeshishishujuhekongzhiliansuo，tongxunhekongzhihuilujiexianjiaofuza，chengzhongpeiliaodekongzhixinhaoyichanshengzhihou，chengzhongpeiliaoxitongweihuliangjiaoda。
上位機生產管理係統通常采用VB或VC等語言編程開發，編程較複雜。生產廠家對配料工藝和需求的改變，也增加了係統開發和維護成本。
二、耐火材料稱重配料控製係統的要求
某mou國guo外wai公gong司si在zai中zhong國guo建jian立li耐nai火huo材cai料liao工gong廠chang，該gai工gong廠chang所suo生sheng產chan的de耐nai火huo材cai料liao產chan品pin主zhu要yao用yong於yu外wai銷xiao，部bu分fen產chan品pin供gong國guo內nei使shi用yong。該gai耐nai火huo材cai料liao配pei料liao係xi統tong分fen不bu定ding型xing耐nai火huo材cai料liao及jiCCN耐火材料兩大類。不定型耐火材料分為酸中性耐火材料和堿性耐火材料，CCN耐火材料分為AG和ZG兩種。
不定型耐火材料廣泛應用於冶煉高爐等，其中酸中性耐火材料有約35種原料按照不同重量配比組成。堿性耐火材料有約14種原料按照不同重量配比組成。不定型配料係統結構如圖1：
圖1 不定型配料係統結構
CCN耐火材料主要用於生產連鑄三大件，其中AG由約22種原料按照不同重量配比組成。ZG由約10種原料按照不同重量配比組成。CCN配料係統結構如圖2：
圖2 CCN配料係統結構
yonghupeifangshuliangxiangduisuopeiwuliaozhongleigengduo，dadaoshubaizhong。tongshishengchangongyizhongdezhiliangkongzhihuanjieduinaihuopeiliaoxitongneibuyouyangedejiancechengxu，yidanmouzhongwuliaodezhongliangzhichaoguolepeiliaohegeyunxudebaifenbi，zeqidongrongcuochengxuduiqijinxingbuliao。rubuliaoyewufadadaoyaoqiu，zeyipiwuliaojiangquanbuzidongjinrufeipincang，daozhiyuanliaodesunshi。yinciyonghuduixitongdewendingxingjikekaoxingtichulejiaogaodeyaoqiu。
由you於yu涉she及ji到dao耐nai火huo材cai料liao配pei方fang的de保bao密mi，用yong戶hu對dui生sheng產chan工gong藝yi環huan節jie中zhong配pei方fang的de高gao度du保bao密mi性xing提ti出chu了le極ji為wei嚴yan格ge的de要yao求qiu。在zai前qian期qi技ji術shu交jiao流liu時shi用yong戶hu特te別bie強qiang調tiao避bi免mian通tong過guo物wu料liao的de種zhong類lei、稱重儀表的重量數據、配比等側麵了解配方的組成。
一些進口原料價值較高，例如100Kg的CCN原料製成的成品價格可達數萬元人民幣。為提高生產效率，降低生產成本，要求稱重控製係統要有較高的精度。
三、SIWAREX FTA稱重配料控製係統
西門子的PLC在(zai)國(guo)內(nei)用(yong)戶(hu)眾(zhong)多(duo)，其(qi)運(yun)行(xing)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)也(ye)受(shou)到(dao)用(yong)戶(hu)的(de)一(yi)致(zhi)認(ren)可(ke)。考(kao)慮(lv)到(dao)稱(cheng)重(zhong)配(pei)料(liao)高(gao)精(jing)度(du)和(he)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)可(ke)靠(kao)性(xing)以(yi)及(ji)耐(nai)火(huo)材(cai)料(liao)配(pei)方(fang)的(de)保(bao)密(mi)性(xing)等(deng)要(yao)求(qiu)，我(wo)們(men)在(zai)稱(cheng)重(zhong)配(pei)料(liao)係(xi)統(tong)中(zhong)選(xuan)用(yong)了(le)西(xi)門(men)子(zi)公(gong)司(si)的(de)PLC控製器和SIWAREX FTA稱重模塊。
1. SIWAREX FTA稱重擴展模塊
SIWAREX FTA稱重模塊作為西門子S7 PLC中高精度稱重功能的擴展模塊，可以直接集成在西門子S7-300PLC係統中，與PLC統一硬件和通信方式，稱重精度高達0.05％，分度值達3×6000d。更換FTA稱重模塊時，料鬥秤無需重新標定。具有精確快速的加料/下料控製數字量輸出(反應時間<1ms)，可應用於大多數高精度稱重控製應用。如圖3：
圖3 SIWAREX FTA多秤集成硬件圖
2. 稱重配料係統的配置
整個生產工藝共分為4套相對獨立的稱重配料係統，介紹酸中性稱量係統，該係統共有40個稱重料倉， 使用7個SIWAREX FTA稱重模塊集成到一台S7-315-2DP CPU上，通過Profibus DP總線連接到上位機係統內。
現場每個稱重料倉由三隻稱重傳感器支承，稱重傳感器信號通過現場接線盒連接到FTA模(mo)塊(kuai)上(shang)。上(shang)位(wei)機(ji)係(xi)統(tong)通(tong)過(guo)以(yi)太(tai)網(wang)將(jiang)配(pei)方(fang)下(xia)載(zai)到(dao)稱(cheng)重(zhong)模(mo)塊(kuai)內(nei)，稱(cheng)重(zhong)模(mo)塊(kuai)按(an)照(zhao)配(pei)方(fang)的(de)預(yu)設(she)值(zhi)控(kong)製(zhi)每(mei)個(ge)稱(cheng)重(zhong)料(liao)倉(cang)的(de)加(jia)料(liao)和(he)下(xia)料(liao)工(gong)序(xu)，並(bing)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)現(xian)場(chang)各(ge)設(she)備(bei)的(de)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)，提(ti)供(gong)豐(feng)富(fu)的(de)報(bao)警(jing)和(he)診(zhen)斷(duan)信(xin)息(xi)，並(bing)形(xing)成(cheng)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)記(ji)錄(lu)供(gong)工(gong)廠(chang)運(yun)行(xing)效(xiao)率(lv)和(he)事(shi)故(gu)分(fen)析(xi)。
酸中性稱量係統的硬件配置如圖4：
圖 4 稱量係統的硬件配置
3. 稱重配料係統的特點
稱重係統以SIWAREX FTA稱重模塊取代常規配料控製儀表，使得稱重配料與控製係統完美的結合在一起，整個配料係統的運行統一由PLC進行控製。
youyuchengzhongpeiliaoxitongsuopeiwuliaozhongleijiaoduo，bingqiemeigeluoxuangeiliaojiyouduojigeiliaosudukongzhi，luoxuanxialiaokouzhuangyoukongzhijingquegeiliaodeqidongfa，bufenxialiaozhuangzhicaiyongduojizhendonggeiliaojijiweiliangchengdeng，zhenggechengzhongkongzhixitongI/O約2000點(dian)。在(zai)係(xi)統(tong)自(zi)動(dong)配(pei)料(liao)時(shi)，為(wei)控(kong)製(zhi)料(liao)倉(cang)壓(ya)力(li)變(bian)化(hua)對(dui)配(pei)料(liao)精(jing)度(du)產(chan)生(sheng)的(de)影(ying)響(xiang)，配(pei)料(liao)係(xi)統(tong)與(yu)上(shang)麵(mian)的(de)料(liao)倉(cang)自(zi)動(dong)加(jia)料(liao)係(xi)統(tong)有(you)相(xiang)應(ying)的(de)聯(lian)鎖(suo)控(kong)製(zhi)關(guan)係(xi)。西(xi)門(men)子(zi)SIWAREX FTA稱重模塊將稱重功能直接集成到S7-300 PLC中，加上FTA模塊本身集成的16個開關量I/O點和一路4－20mA模擬量輸出功能，可以輕鬆的實現這種較複雜的稱重配料應用。
稱重數據的傳輸
現場稱重傳感器的信號直接進入PLC係統，代替了普通稱重儀表通過4-20mA信號送入PLC。避免了信號轉換帶來的誤差和傳輸的時間延遲。稱重控製的數據實時性高，更新稱重數據的速度更快，且控製精度更高。
通訊能力
SIWAREX FTA 與西門子SIMATIC具有統一的通信接口。19台SIWAREX FTA稱重模塊所獲得的現場稱重料鬥的重量信號通過PLC的背板總線直接送入S7-315 DP CPUcunchuqu。shangweijiyuchengzhongmokuaikeyifangbiandeyizongxiantongxunfangshijinxingshujujiaohuan。youyuchengzhongxitonghekongzhixitongzaitongyideruanyingjianpingtaishang，yincizhezhongshujujiaohuanfangshichuanshudeshujulianggengda，sudugengkuai，shishixinghao。
維護方便
在使用SIWAREX FTA稱重模塊編程時，我們利用西門子提供的一個FB41程序和例程，可以在S7-315的CPU存儲區中直接讀取各種稱重過程值，很方便的根據工藝聯鎖的要求進行編程和設置。
每個SIWAREX FTA模塊都可以互換。因為所有的設置和標定參數都存在S7-300CPU中，所以更換FTA模塊，稱重料鬥無需重新標定。CPU中所有FTA稱重料倉設置和標定參數也可以備份在MMC卡或計算機中，用於係統故障時的數據快速恢複。
對於現場的調試和標定，西門子提供了基於Windows操作係統的SIWATOOL FTA專用程序。使得技術人員無需了解PLC編程方麵的知識就能夠方便的設置和調試秤，並且在軟件中方便的查詢秤的各種運行狀態及參數，如圖5：
圖5 SIWATOOL FTA軟件界麵圖
配方的保密
所有生產工藝配方都設有代碼編號存儲在PLC中zhong，並bing設she有you保bao護hu口kou令ling。工gong藝yi配pei方fang的de修xiu改gai和he維wei護hu由you專zhuan人ren管guan理li。操cao作zuo人ren員yuan隻zhi需xu選xuan擇ze配pei方fang的de編bian號hao並bing確que認ren，稱cheng重zhong配pei料liao係xi統tong自zi動dong的de按an照zhao配pei方fang和he加jia料liao時shi序xu執zhi行xing配pei料liao生sheng產chan流liu程cheng。
四、結束語
該耐火材料工廠06年底投產至今，係統運行良好。SIWAREX FTA稱重配料係統稱量精度優於OIMLⅢ，稱重配料的控製精度可達到±3‰，少量特殊物料及微量秤的控製精度可達到±5‰，完全滿足了用戶的生產要求。
西門子稱重擴展模塊在幾年的運行時間經受了考驗，證明了SIWAREX FTA稱重配料控製係統具有高精度及高可靠性，實現了稱重和控製功能的完美結合。係統運行的可靠、穩定和維護方便是用戶決定使用SIWAREX FTA稱重模塊最直接的原因。
SIWAREX FTA稱重配料係統不僅應用於耐火材料配料生產，而且可廣泛的應用在精細化工、食品飲料、鋼鐵冶金、煙草、製藥、玻璃等行業的高精度稱重控製配料工藝。
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