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行業(yè)動態(tài)

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稱重模塊SIWAREX WP231在灌裝電子秤稱重系統(tǒng)中的應(yīng)

時間:2017-07-25 00:43:47 來源:本站 點(diǎn)擊數(shù):679

電子秤計量是目前無菌灌裝機(jī)普遍采用的計量方式,如何將 灌裝量準(zhǔn)確實(shí)時地讀入PLC可以 采用多種方法。本文采用稱重模 SIWAREX WP231替代傳統(tǒng)稱重儀表的方式,利用PLC內(nèi)部總線 替代模擬量信號傳輸方式。本文 分析了傳統(tǒng)灌裝機(jī)灌裝重量的采 集方式,介紹了SIWAREX WP231 的硬件搭接方法,PLC程序設(shè)計, 稱重模塊的參數(shù)修改,電子秤的 標(biāo)定方法,以實(shí)例實(shí)現(xiàn)了基于 SIWAREX WP231的稱重系統(tǒng)設(shè)計。

1.前言

在果蔬汁飲料無菌灌裝行業(yè),隨著灌裝產(chǎn) 品的多樣化,灌裝量精確化要求,電子秤稱重 計量越來越成為無菌定量灌裝的主要方法。灌 裝產(chǎn)品如果含有顆粒物或存在電導(dǎo)率不均勻,流量不穩(wěn)等因素會導(dǎo)致流量計計量誤差較大。 利用電子稱計量可以有效的避免以上缺點(diǎn),可 滿足多品種產(chǎn)品的無菌定量灌裝,大大提高了 灌裝精度。

如圖1,無菌灌裝中,通常采用的電子秤 計量原理。灌裝容器承壓在動工作臺上,動工 作臺通過稱重傳感器連接至靜工作臺。灌裝量 的增大使稱重傳感器發(fā)生形變,并變換為電阻 信號的輸出。檢測電阻信號,將其變換為重量 物理值。

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2.無菌灌裝重量常用采集方式

無菌灌裝稱重計量多用電阻應(yīng)變片式稱 重傳感器,常用硬件搭接結(jié)構(gòu)為傳感器電阻信 號經(jīng)分配器匹配求和后輸出給稱重儀表,稱重 儀表將電阻信號變換為重量值。同時,稱重儀 表將重量值通過4-20mA電流信號輸出給PLC 的模擬量輸入模塊,PLC利用采集的重量值進(jìn) 行設(shè)備整體的邏輯控制。稱重儀表帶有I/O 制端口,可進(jìn)行清零、去皮等操作。

此傳統(tǒng)模式有如下缺點(diǎn):

1)電氣系統(tǒng)連接點(diǎn)較多;

2PLC采集的模擬量信號即使受到微 弱干擾,也會對精確灌裝造成影響;

3)如設(shè)備中集成了觸摸屏,一般很難 將觸摸屏顯示的重量值與稱重儀表顯示的重量 值一致;

4)重量的標(biāo)定、參數(shù)設(shè)置需在儀表中 進(jìn)行,集成化程度低。

基于以上傳統(tǒng)模式的不足,如采用的稱重模塊WP231可取得更理想的效果。

3.稱重模塊WP231的應(yīng)用

3.1稱重模塊SIWAREX WP231簡介

SIWAREX WP231是一款通用型稱重模 塊,適用于大多數(shù)稱重計量和測力應(yīng)用。緊湊 型模塊設(shè)計,易于安裝在S7-1200 PLC系統(tǒng)中, 同時也可脫離CPU獨(dú)立運(yùn)行。該模塊可以連 接四線制和六線制稱重傳感器,測量精度為 0.05%,檢定分度為3000,分辨率為1百萬, 采樣周期為10ms帶有四路數(shù)字量輸入和四 路數(shù)字量輸出,一路模擬量輸出,具有以太網(wǎng) 接口和RS485通信接口,可以非常方便的與 觸摸屏、SIWATOOL V7軟件及第三方設(shè)備進(jìn)  MODBUS TCP/IP  MODBUS RTU 通信。

3.2 SIWAREX WP231在灌裝稱重系統(tǒng)的硬件搭接

如圖2所示,信號分配器輸出的電阻信 號直接連接至稱重模塊,稱重模塊WP231 PLC CPU之間通過內(nèi)部總線連接,避免模擬 量信號傳輸過程中的干擾影響。WP231可無 縫集成于PLC觸摸屏的電氣系統(tǒng)中,可通過 在觸摸屏中的組態(tài)對稱重系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定、參數(shù) 設(shè)置等操作。

3.3SIWAREX WP231在博途軟件中的組態(tài)

1200系列PLC為例說明。 WP231通過內(nèi)部總線與CPU1214C連接, CPU通過profinet協(xié)議與觸摸屏連接。

3.4SIWAREX WP231在博途中軟件中的程序設(shè)

打開編程軟件,調(diào)用FB231功能塊,如 3所示。它是稱重模塊與S7-1200之間的通 信接口。管腳ADDR:設(shè)定輸入地址的起始地 68。稱重模塊WP231當(dāng)前的重量、模塊狀態(tài)、 參數(shù)設(shè)置、數(shù)字量輸入輸出及模擬量輸出的狀 態(tài)都存儲在背景數(shù)據(jù)塊DB6中。

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3.5SIWAREX WP231參數(shù)設(shè)置與標(biāo)定

稱重模塊WP231的過程值、狀態(tài)、參 數(shù)存儲于調(diào)用FB231時相對應(yīng)的背景數(shù)據(jù)塊 DB6中。其中在無菌灌裝稱重中主要應(yīng)用的 參數(shù)如下:

PROCESS VAL 1:當(dāng)前毛重(去皮后為凈重;i_CMD_CODE:命令代碼;bo_CMD_ TRIGGER:命令觸發(fā)位;DR3:標(biāo)定有關(guān)的參數(shù);DR10:稱重傳感器特征值。

無菌灌裝稱重計量的重量值存儲在 PROCESS—VAL—1CPU只需尋址”左大袋稱 重 ”.s—IO—DATA.PROCESS—VAL—1可讀取該

重量值用于灌裝機(jī)設(shè)備的計量控制。

對地址左大袋稱重—s—CMD1—i—CMD— CODE寫入命令代碼,同時觸發(fā)命令執(zhí)行位 bo—CMD—TRIGGER可執(zhí)行標(biāo)定、清零、去 皮等稱重功能,所需命令代碼如表1所示。

通過觸摸屏中組態(tài)標(biāo)定界面來標(biāo)定電子 秤,如圖4所示。標(biāo)定界面中的按鈕、I/O 與參數(shù)、命令代碼相對應(yīng)。首先寫入必要參數(shù) DR3DR10輸入電子秤參數(shù)后,點(diǎn)擊開始 標(biāo)定,啟動WP231的服務(wù)模式。在空秤情況下, 點(diǎn)擊零點(diǎn)標(biāo)定,放置標(biāo)定砝碼或其他 己知重量物體,點(diǎn)擊砝碼標(biāo)定。點(diǎn)擊標(biāo)定結(jié) 束,關(guān)閉WP231的服務(wù)模式,電子秤輕松完 成標(biāo)定。

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在灌裝機(jī)工作過程中,可在觸摸屏中設(shè) 定所需灌裝量。灌裝量到達(dá)設(shè)定值后,PLC進(jìn) 行停止灌裝的控制。

4.結(jié)語

電子秤計量精度高,灌裝量誤差不依賴溫 度、流量、產(chǎn)品等其他工藝參數(shù),是目前灌裝 機(jī)主要采用的計量方式。采用西門子稱重模塊 SIWAREX WP231替代傳統(tǒng)稱重儀表的方式, 降低模擬量信號的易受干擾因素,將稱重傳感 器信號更可靠的采集到PLC控制器中。同時, PLC稱重單元、觸摸屏無縫結(jié)合,大大提高 了灌裝機(jī)電氣系統(tǒng)的集成度,簡化電氣系統(tǒng), 減少故障點(diǎn)。稱重單元的參數(shù)修改,標(biāo)定等操 作集成于觸摸屏中,方便操作。稱重模塊的故 障信息可方便的讀取到控制系統(tǒng)中,為稱重系 統(tǒng)的遠(yuǎn)程診斷創(chuàng)造了硬件基礎(chǔ)。具有強(qiáng)大功能 的稱重模塊,使用范圍廣,利于灌裝機(jī)產(chǎn)品的 系列化,標(biāo)準(zhǔn)化。稱重模塊的成本與市場中主 流稱重儀表的成本相當(dāng),不會增加稱重系統(tǒng)的 總體成本。

 

 

 


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