基于 S7-200PLC 的稱(chēng)重儀表設(shè)計(jì)

我公司有5臺(tái)立磨礦渣微粉生產(chǎn)線和2臺(tái)球磨水泥生產(chǎn)線,測(cè)量成品庫(kù)底稱(chēng)重倉(cāng)倉(cāng)重的一次儀表為4只均勻布置的稱(chēng)重傳感器,二次儀表為XK3101型稱(chēng)重顯示控制器,其使用溫度應(yīng)低于40℃,一次儀表和二次儀表之間的有效傳輸距離20 m。在生產(chǎn)中,由于現(xiàn)場(chǎng)灰塵較多,環(huán)境溫度較高,稱(chēng)重顯示控制器經(jīng)常出現(xiàn)倉(cāng)重不準(zhǔn)、數(shù)據(jù)跳變或者控制器損壞的現(xiàn)象,影響到放料系統(tǒng)的正常運(yùn)行。我們?cè)鴩L試將二次儀表轉(zhuǎn)移到庫(kù)外側(cè),但由于傳輸距離的限制,造成信號(hào)失真無(wú)法使用。2014年1月,通過(guò)使用西門(mén)子S7-200PLC控制器,利用EM235模擬量輸入輸出模塊的設(shè)計(jì)改造,實(shí)現(xiàn)了對(duì)稱(chēng)重倉(cāng)倉(cāng)重的精確計(jì)量。

1改造方案

1)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。使用PLC和觸摸屏代替XK3101型稱(chēng)重顯示控制器,將稱(chēng)重傳感器測(cè)量信號(hào)通過(guò)PLC在現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏上進(jìn)行顯示,同時(shí),PLC將稱(chēng)重信號(hào)遠(yuǎn)傳至中控室。

2)在觸摸屏上,實(shí)現(xiàn)對(duì)倉(cāng)重的標(biāo)定功能,通過(guò)PLC程序的數(shù)據(jù)運(yùn)算,確定標(biāo)定系數(shù)。3)實(shí)現(xiàn)倉(cāng)重的精準(zhǔn)計(jì)量。實(shí)際倉(cāng)重值=(測(cè)量倉(cāng)重值-零點(diǎn)標(biāo)定值)×標(biāo)定系數(shù)。

2改造實(shí)施1)稱(chēng)重系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1稱(chēng)重系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

標(biāo)定(以1號(hào)成品庫(kù)稱(chēng)重倉(cāng)為例，倉(cāng)重量程 0~30 t，對(duì)應(yīng)倉(cāng)重傳感器信號(hào) 0~6.0 mV）。①點(diǎn)擊觸摸屏“標(biāo)定”按鈕，輸入正確的口令，標(biāo)定區(qū)各按鈕和數(shù)據(jù)文本框?yàn)槭鼓軤顟B(tài)，同時(shí)“返回”按鈕為可見(jiàn)狀態(tài)。②將倉(cāng)內(nèi)物料排空，實(shí)際倉(cāng)重值為 0 t，倉(cāng)重傳感器測(cè)量信號(hào)=0.36 mV，按下觸摸屏 “零點(diǎn)標(biāo)定 ”按鈕，PLC 將倉(cāng)重測(cè)量 mV 值轉(zhuǎn)換為實(shí)際值賦予變量 W0，則零點(diǎn)標(biāo)定值 W0=1.80 t，即皮重為 1.80 t。③稱(chēng)重 0.35 t 的物料放入倉(cāng)中，倉(cāng)重傳感器測(cè)量信號(hào)=0.428 mV，在觸摸屏上 “實(shí)際倉(cāng)重 ”文本框中輸入 0.35，按下觸摸屏“實(shí)物標(biāo)定”按鈕，PLC 將倉(cāng)重測(cè)量 mV 值轉(zhuǎn)換為實(shí)際值賦予變量 W1， 則實(shí)物標(biāo)定值W1=2.14 t。 按下“計(jì)算新系數(shù)”按鈕，PLC 計(jì)算標(biāo)定系數(shù)=0.35/(W1-W0)= 1.029 4，按下“修改新系數(shù)”按鈕，在觸摸屏“新系數(shù)”文本框中顯示標(biāo)定后的新系數(shù)，同時(shí)“原系數(shù)”文本框更新為新系數(shù)。④點(diǎn)擊觸摸屏“返回”按鈕，標(biāo)定區(qū)各按鈕和數(shù)據(jù)文本框?yàn)榻範(fàn)顟B(tài)，同時(shí)“返回”按鈕消失。3）生產(chǎn)中，4 個(gè)倉(cāng)重信號(hào)在 PLC 中累計(jì)求和后計(jì)算平均值以得到更加精確的倉(cāng)重值， 計(jì)算實(shí)際倉(cāng)重值=(倉(cāng)重平均值-零點(diǎn)標(biāo)定值)×標(biāo)定系數(shù)，如倉(cāng)重信號(hào)分別為 3.59 mV、3.60 mV、3.61 mV 和 3.60 mV， 對(duì)應(yīng)倉(cāng)重平均值=18.0 t， 則實(shí)際倉(cāng)重值=(18.0-1.8)×1.029 4=16.68 t，實(shí)際倉(cāng)重值在計(jì)量區(qū)進(jìn)行顯示。

3.結(jié)束語(yǔ)

基于 S7-200PLC 的稱(chēng)重儀表計(jì)量準(zhǔn)確度高，響應(yīng)速度快，穩(wěn)定性好，操作簡(jiǎn)單，安裝和調(diào)試方便，降低了故障率，滿(mǎn)足了生產(chǎn)需要。 在成本上，我公司每年采購(gòu)的 XK3101 型稱(chēng)重顯示控制器在 20 臺(tái)左右，每臺(tái)成本約 6 000 元，使用壽命平均僅 6 個(gè)月；改造后，每套設(shè)備成本僅 2 000 元，使用壽命可達(dá) 7 年，平均每年節(jié)省成本達(dá) 11.7 萬(wàn)元。