西門子SIWAREX稱重系統(tǒng)用于混凝土工廠的預(yù)混合配料

對一個沒有混凝土工業(yè)經(jīng)驗的人來說，預(yù)混合混凝土配料是一個簡單及直接的過程。然而，業(yè)內(nèi)人士則清楚知道，這個過程實際上是一個相當(dāng)復(fù)雜和要求高度精確的工序。


在不同的應(yīng)用項目工程中，需要不同配方的預(yù)混合混凝土，而每種混凝土中的成分，均需要按比例準(zhǔn)確地混合。假如混凝土的配方未能符合顧客所訂的規(guī)格，就可能會拒絕接受整批混凝土，引發(fā)重大損失。

在各種影響因素中，濕度是其中一個重要因素。在進(jìn)行預(yù)混合混凝土的配方前，必須清楚知道所用的聚合物及水泥中本身的水分含量。通常在暴風(fēng)雨過后聚合物及水泥的濕度比干爽天氣的時候高出10%左右。如果不認(rèn)真注意這個因素，可能會導(dǎo)致混合太多水分而影響混凝土的質(zhì)量。為了克服這個問題，必須增加聚合物及水泥，而使整體分量增加，帶來企業(yè)成本增加。

1. 系統(tǒng)簡介

從機械上來說，混凝土工廠可分為數(shù)種。區(qū)別在于聚合物的處理和運輸手法，或區(qū)別在于稱量斗的數(shù)量。一般應(yīng)用的料斗數(shù)目為二個：一個用于聚合物，另一個用于水泥及水份。也有用五個料斗：三個獨立料斗用于聚合物、水泥及水份，一個用于液體添加劑，而另一個用于固體添加劑。最多可有八個料斗：每種物料對應(yīng)一個配料斗，有三個聚合物料斗，一個水分配料斗，一個液體添加劑料斗，一個固體添加劑料斗和二個不同標(biāo)號水泥料斗。

一般來說，就是由三種主要料種（聚合物、水泥及水份）及一些添加劑（如果需要），根據(jù)預(yù)先設(shè)定之配方，以配料程序混合，再載入攪拌車中。




這個過程有兩大特點，就是十分程序化和要求很高的精確度，否則很容易導(dǎo)致浪費和損失。因此，一個高質(zhì)量的自動化系統(tǒng)便顯得十分需要，而且這個系統(tǒng)必須在速度、精準(zhǔn)度、可靠性及靈活性各方面都能有最佳的表現(xiàn)。

2. 產(chǎn)品描述

西門子提供預(yù)混合混凝土配料自動化解決方案主要有賴于稱重傳感器、稱重模塊和PLC控制。料罐或料斗的重量信息，透過安裝在其下的稱重傳感器，傳送到稱重模塊。它根據(jù)這些信息及預(yù)先設(shè)定的配料程序，進(jìn)行分析并作出相應(yīng)的控制。利用稱重傳感器、稱重模塊和PLC控制器，可獨立的控制整個程序。但假如能夠配合計算機及特別設(shè)計的軟件，可把整個系統(tǒng)的操作界面簡化，而使到控制人員更易掌握及使用。

稱重傳感器根據(jù)噸位不同可選SB系列或RN系列。
SB 系列為剪切梁式稱重傳感器，不銹鋼材質(zhì)，防護(hù)等級IP66/IP68，量程范圍從0.5噸到5噸，精度為OIML R60 認(rèn)證(C3) 3000d，綜合最小誤差≤ ± 0.02% Cn。


RN系列為輪輻式稱重傳感器，不銹鋼材質(zhì)，防護(hù)等級IP68，量程范圍從60公斤到60噸，精度為C3級OIML R60 認(rèn)證(C3) 最高分度值6000d，綜合最小誤差≤ ± 0.018% Cn，輸出阻抗1000 ± 0.5 Ω，靈敏度 2mV/V。




稱重模塊通常采用雙通道SIWAREX U，作為S7-300的特殊功能模塊，可以直接連接模擬量稱重傳感器信號（1mV/V - 4mV/V）。轉(zhuǎn)換精度為0.05%，分辨率 16 位（65,000內(nèi)分度），測量速率 50 次/秒，2 個串口可帶 4 路顯示，用 SIWATOOLS 軟件調(diào)試和標(biāo)定。SIWAREX U稱重模塊可以根據(jù)不同要求有二種選擇：單通道，雙通道。




使用SIWAREX稱重模塊優(yōu)勢在于：由于不是采用稱重傳感器信號首先連接到稱重儀表，再連接到PLC方式；而采用直接連接到PLC模塊方式，從而降低集成價格和工程造價；減少開發(fā)周期；降低系統(tǒng)故障發(fā)生率；提高分辨率/精度；大大提高數(shù)據(jù)實時性和加速生產(chǎn)率；100% 與SIMATIC 兼容；無故障時間長（質(zhì)保二年）。

3. 系統(tǒng)組成

西門子提供了靈活的配料控制系統(tǒng)以應(yīng)付不同系統(tǒng)的不同需要。普遍說來，一臺配料控制器負(fù)責(zé)控制一個攪拌裝置。但是如果幾個攪拌裝置在一起時，配料控制器能夠在同一時間控制多個攪拌裝置。




一個配料斗可以是單秤單料控制，如：根據(jù)配方控制聚合物加料放料；也可以采用一個配料斗實現(xiàn)單秤多料控制，如：根據(jù)配方分時段地控制水泥及水份加料。通常情況采用單秤多料控制方式，這樣可以節(jié)省設(shè)備和空間，但無法提高稱量精度和加快配料速度。

另一個自動化混凝土工廠的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用單秤單料控制方式。在這系統(tǒng)中，聚合物、水泥和水份每個稱重點均由獨立的配料斗，由SIWAREX 稱重模塊和SIMATIC S7-300可編程控制器控制加料和出料，通過I/O模塊控制電機和閥門，靈活地控制多種原料配比的能力，能夠根據(jù)預(yù)先編定的程序，自動運行、控制輸入、輸出及從打印機印出報告，所以基本上不需要上位控制系統(tǒng)。

如果配置了計算機及配料軟件，可把設(shè)定及控制工作（例如配方設(shè)定、運行開關(guān)、警告監(jiān)察及記錄、打印報告等）簡化。西門子特別提供了WIN CC組態(tài)軟件，單秤單料控制方式的優(yōu)點在于每個物料用一個稱量斗，同一時間內(nèi)可以同時進(jìn)行自動配料；利用稱重模塊直接接入PLC，不需要通過稱重儀表的中間轉(zhuǎn)換，從而更具有快速實時相應(yīng)和保證數(shù)據(jù)處理的高精度的集中處理。

附：典型混凝土稱重配料配置

⑴稱重傳感器
①RN 系列稱重傳感器——24 只
②RN 系列稱重傳感器安裝件——24 套
⑵稱重傳感器接線盒——8 個
⑶專用傳感器電纜——若干米
⑷SIWAREX U模塊
①雙通道SIWAREX U模塊——4 塊
②前連接器，螺釘端子 ——4 塊
③SIWAREX U軟件包——1 套
（配置軟件、SIWATOOLS調(diào)試軟件及應(yīng)用軟件例子）
⑸S7-300
①電源模塊
②CUP 312
③DI/DO模塊
④前連接器，螺釘端子
⑤導(dǎo)軌 DIN
⑥TP170 觸摸屏