食品行業(yè)的先進(jìn)稱(chēng)重技術(shù)
摘要:本文主要介紹了一款基于西門(mén)子SIMATIC控制系統(tǒng)的SIWAREX FTC電子稱(chēng)重模塊,以?xún)?yōu)異性能為連續(xù)計(jì)量和控制提供了高效率的生產(chǎn)控制和品質(zhì)保證。為老系統(tǒng)升級(jí)改造及新應(yīng)用提供完美解決方案。
Abstract: This paper introduces that we can provides a perfect solution for continuous dose application in the old system updated and new project. It bases on the SIWAREX FTC weighing module integrated into SIMATIC system. And it can keep greatly towards efficient production control and quality assurance with its high quality
關(guān)鍵字:SIWAREX FTC電子稱(chēng)重模塊、失重秤、集成化稱(chēng)重
Keywords: SIWAREX FTC Weighing Module, loss-in-weight, integrated weighing solution
項(xiàng)目概況
先進(jìn)的稱(chēng)重技術(shù)為食品飲料行業(yè)的生產(chǎn)工藝提供了高效率的生產(chǎn)控制和質(zhì)量保證。
SIWAREX FTC(靈活的連續(xù)稱(chēng)重技術(shù))是一種高精度、高速的稱(chēng)重控制模塊,直接集成于西門(mén)子PLC控制系統(tǒng),可以用于各種失重式給料設(shè)備的稱(chēng)重控制應(yīng)用。通過(guò)在固定時(shí)間間隔取得物料重量的變化,可以計(jì)算得出物料瞬時(shí)流量。閉環(huán)控制器利用這個(gè)流量值來(lái)控制失重式給料設(shè)備的給料量。
SIWAREX FTC是西門(mén)子SIMATIC控制系統(tǒng)的一個(gè)擴(kuò)展模塊,通過(guò)SIMATIC系統(tǒng)可以直接獲取和執(zhí)行內(nèi)部配方管理。
客戶(hù)
一家德國(guó)食品公司,在全球有幾百名員工,生產(chǎn)各種各樣的食物,包括面包、糖果、奶制品等等。為了確保工廠(chǎng)高效運(yùn)行并保證產(chǎn)品質(zhì)量,必須使得生產(chǎn)流程最優(yōu)化和高度自動(dòng)化,于是用戶(hù)決定采用西門(mén)子SIWAREX FTC稱(chēng)重控制系統(tǒng)來(lái)替換老的系統(tǒng)。
面臨的問(wèn)題
在面包生產(chǎn)過(guò)程中,為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)高品質(zhì)的食品,用戶(hù)要求對(duì)面粉和各種添加劑配比進(jìn)行高精度的連續(xù)計(jì)量和控制。由失重給料裝置(見(jiàn)圖2,螺旋給料機(jī))將面粉按照預(yù)設(shè)的流量送入定量給料容器,定量給料容器也作為秤來(lái)使用,混合來(lái)自不同失重式給料機(jī)的物料,并根據(jù)預(yù)設(shè)重量值控制各失重式給料機(jī)的流量保持在1~4T/H之間,確保各物料之間正確的配料重量比例。失重給料裝置可以?xún)?chǔ)存大約200kg重的物料,每3~12分鐘就會(huì)從上方的原料倉(cāng)補(bǔ)一次料(圖3)。
作為稱(chēng)重控制系統(tǒng)升級(jí)方案的一部分,老的稱(chēng)重儀表由SIWAREX稱(chēng)重模塊取代,由于新的技術(shù)的使用,可以使得:
? 提高批量加料計(jì)量精度,不受外部因素(例如機(jī)械振動(dòng)等)的干擾;
? 可適用于不同種類(lèi)、不同密度的面粉計(jì)量控制;
? 分別獲取和顯示料位和物料重量值;
? 易于集成在SIMATIC S7系統(tǒng)中,使得稱(chēng)重和控制完美結(jié)合;
解決方案
決定采用SIWAREX FTC稱(chēng)重模塊
用戶(hù)決定使用SIWAREX FTC是因?yàn)镕TC完全可以滿(mǎn)足計(jì)量精確度的要求,并且有高速實(shí)時(shí)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)處理和多種有效濾波能力。此外,用戶(hù)已經(jīng)體驗(yàn)過(guò)SIWAREX FTC遠(yuǎn)程操作的能力的無(wú)與倫比的效果,只需坐在控制室就可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各種秤進(jìn)行操作和設(shè)置。
與眾不同的稱(chēng)重原理
失重式給料設(shè)備(例如包含稱(chēng)重裝置的定量容器,圖3)每過(guò)一個(gè)固定時(shí)間間隔讀取一次重量值,由前后兩次重量差值來(lái)計(jì)算每時(shí)間單位的減量(既瞬時(shí)流量),F(xiàn)TC稱(chēng)重控制器將這個(gè)實(shí)際測(cè)量值與預(yù)設(shè)流量值比較,同時(shí)控制螺旋給料機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)給料量。當(dāng)失重秤料斗內(nèi)的物料重量達(dá)到最小設(shè)定值時(shí),會(huì)自動(dòng)打開(kāi)加料閥進(jìn)行周期性的加料操作,這就形成了如圖4所示的重量曲線(xiàn)。
圖3 SIWAREX FTC和S7控制器組成的控制系統(tǒng)
圖4 定量給料和加料的重量曲線(xiàn)
為了確保稱(chēng)量結(jié)果的正確,例如避免機(jī)械振動(dòng)的影響,在稱(chēng)重信號(hào)測(cè)量的過(guò)程中可以選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)臑V波器來(lái)進(jìn)行濾波。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能,SIEAREX FTC可以分別設(shè)置料位和稱(chēng)重值的濾波參數(shù)。
方案實(shí)施
這個(gè)項(xiàng)目由德國(guó)Glowienka Automatisierung GmbH公司來(lái)完成,他們專(zhuān)注于食品飲料行業(yè)的自動(dòng)化解決方案的研究和實(shí)施。稱(chēng)重系統(tǒng)的改造與SIMATIC S5到SIMATIC S7系統(tǒng)升級(jí)同步進(jìn)行,所以能夠很好的將先進(jìn)的SIWAREX稱(chēng)重系統(tǒng)與SIMATIC控制系統(tǒng)相結(jié)合。
優(yōu)勢(shì)
使用者益處
1) 通過(guò)集成在SIMATIC系統(tǒng)中(圖5),可以直接進(jìn)行配方管理并設(shè)置稱(chēng)重系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值;
圖5 SIWAREX 集成在S7控制系統(tǒng)中
2)對(duì)于不同的物料,可以方便的在遠(yuǎn)程設(shè)置定量給料的參數(shù)通過(guò)使用自動(dòng)獲取特性曲線(xiàn)的使用,可實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量參數(shù)的簡(jiǎn)單遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。
集成的優(yōu)勢(shì)
1)易于安裝并且可通過(guò)各種通訊方式讀取稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)和設(shè)置稱(chēng)重系統(tǒng),例如可通過(guò)一個(gè)調(diào)制解調(diào)器或以太網(wǎng)通訊模塊簡(jiǎn)單集成到稱(chēng)重系統(tǒng)。
2)稱(chēng)重的數(shù)據(jù)通過(guò)PLC背板直接送入PLC系統(tǒng),節(jié)省了稱(chēng)重設(shè)備與PLC系統(tǒng)之間的通訊環(huán)節(jié),降低了成本;同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高速的稱(chēng)重控制功能。
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西門(mén)子S7-mEC系列嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用手冊(cè)
西門(mén)子SIWAREX MS電子稱(chēng)重在化工原料稱(chēng)重中的應(yīng)用
SIWAREX MS稱(chēng)重模塊在料液位測(cè)量中的應(yīng)用
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