26个I/O箱,现场各加香加料点的I/O子站就近通过ProfiNet连接至该段的主控制站上(各主控站给每个对应的加香加料现场I/O子站预留一个RJ45的以太网接口),通过iMAP软件将这些加香加料现场子站箱的I/O点映射为糖香料厨房PLC的变量,并且由于车间级的ProfiNet使用100Mbit/s环形光纤
冗余作为ProfiNet主干网传输介质,非常稳定、可靠和实时。西门子PLC通过ProfiNet实现对现场的控制、数据采集、报警和连锁等功能以及设备控制层与车间级监控管理层的数据交换。对于电机的变速转动,由西门子FC系列新型变频器控制搅拌器的转速来实现。这些变频器直接与
ProfiNet总线相连,接受西门子PLC指令程序控制。对于各罐温度显示用传感器、各阀动作控制用的阀阀岛等智能元件、本地开关等传感器信号仍然直接连上
SIEMENS-ET200S模块,并通过
Profibus-DP总线接口与西门子PLC实现通讯。
称重模块箱配置清单如表1所示。95块SIWAREX CS称重模块分布在5个I/O子站箱(D501-116~D501-120),每个子站箱通过ET200S扩展装有19块
SIWAREX CS称重模块(每个ET200S ProfiNet型最多可扩展31个SIWAREX CS电子称重模块)。每个子站直接接入网络交换机,进而通过ProfiNet网络直接接入PLC中。详见图4:称重模块箱配置图,表1:称重模块箱配置清单。
四、 控制系统的功能
1 控制范围
1)糖、香料的配制,要求配配制误差<1%;2)糖香料的现场施加,要求配加料误差<0.5%;3) 糖香料厨房内成品糖、香料向各个现场生产点的发送和回收;4)各蒸汽加热罐的温度控制;5)所有称重传感器的校准,即具有校准、清零、去皮功能;6)糖香料厨房系统的数据管理;7)糖香料厨房和其它部门的信息交换。
2 称重模块调试
SIWAREX CS称重模块的调试有两条途径,一种是通过STEP 7直接编程校称,另一种是通过调试软件SIWATOOL CS软件校称。本例以SIWATOOL CS软件为例进行简述:
1) 调试时首先打开笔记本电脑,双击
SIWATOOL CS调秤软件图标,选定所需调整的罐代号,即可进入下图调整画面。
2 ) 调零。调零时只需点击“Adjustment zero valid(3)”按钮,再点击“Send”按钮即可完成各煮料罐、储存罐零点的调整。
3)量程调整:主要在调秤软件DR3界面内进行(Adjustment parameter)。在“Adj.weight1”中输入校准砝码的重量后,点击“Adjustment weight 1 valid(4)”按钮,然后再点击“Send”按钮即可完成整台秤的标定工作。
4) 理论标定:此电子模块也支持免砝码标定。某些料罐不具备标准砝码的条件下,可以通过DR3界面内的“Theoret.Calib.”选项,输入传感器铭牌上的特征值及补偿值等,即可实现量程调整。
五、 系统特点
在徐州某卷烟厂的糖香料厨房中,应用了
西门子自动控制元件尤其是集成化称重技术,与以前采用的传统差压变送器计量方式相比,具有以下优点:
1)抗干扰能力强,A/D转换在称重模块内部一次完成,不受外部干扰,通常方式要经过变送器和模拟量模块两级转换,容易受外部干扰;
2)转换精度高。此称重模块的转换位数为16位,普通模拟量模块的转换位数为12~15位;
3)稳定性高。根据我们以往的使用效果看,重量变送器稳定性不如称重模块好,“零点漂移”大;
4)高测量速度,实时性好。称重模块的的测量速度为50Hz,并且因为直接连接在ProfiNet网络中,具有非常高的实时性。
5)操作简单。称重模块使用
SIMATIC管理器的标准化配置,可以通过STEP 7程序读写称重模块的信息,因此所有对传感器进行的“零点校准”、“量程校准”、“去皮”、“清零”等功能都可以通过程序自动执行,操作人员只需在监控机上通过简单的按钮操作即可方便的完成,而如果是用传统变送器的方式,则会很烦琐且校准精度得不到保证。
6)SIWAREX CS称重模块具有
自诊断功能,可实时检测称重传感器的状态及称重模块的自身状态。
7)可在1、2类防爆区域中使用,本身具有EX防爆认证。
糖香料厨房配料系统全部采用西门子先进的集成化称重技术。集成不仅仅提高了控制精度和系统的稳定性,而且也提高了整个配料系统的自动化水平。项目运行至今,维护量极少,管理操作非常方便,这得到最终用户及我司的充分肯定。并且,我们在其他很多项目中都成功采用了SIWAREX集成化称重技术。