鄒輝躍 長(zhǎng)沙中聯(lián)重工科技有限公司電氣部
滿春 西門子(中國(guó))有限公司過程儀表部
摘要：本文介紹了西門子稱重傳感器和稱重模塊在混凝土生產(chǎn)中的應(yīng)用以及整體的解決方案，為生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)。
關(guān)鍵詞：混凝土，稱重傳感器，模塊
SIWAREX Weighing System used in beton industry blending
Abstract: In the paper, we introduce the SIEMENS Weighing load cell and modules solution of beton industry, supply the exact data for production.
Key Word: Beton, Load cell ,weighing module
對(duì)一個(gè)沒有混凝土工業(yè)經(jīng)驗(yàn)的人來(lái)說，預(yù)混和混凝土配料是一個(gè)簡(jiǎn)單及直接的過程。然而，業(yè)內(nèi)人士清楚的知道，這個(gè)過程實(shí)際上是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜和要求高度精確的工序。
在不同的應(yīng)用項(xiàng)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)確的混合。假如混凝土的配方?jīng)]能符合顧客所訂的規(guī)格，就可能會(huì)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(gè)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(shí)候高出10%左右。如果不認(rèn)真注意這個(gè)因素，可能會(huì)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(gè)問題，必須增加聚合物及水泥，而使整體分量增加，帶來(lái)企業(yè)成本增加。
以湖南中聯(lián)重科混凝土拌和站為例介紹混凝土行業(yè)稱重配料設(shè)備
1． 系統(tǒng)簡(jiǎn)介：
從機(jī)械上來(lái)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(yùn)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(gè)：一個(gè)用于聚合物，另一個(gè)用于水泥及水份。也有用四或五個(gè)料斗：三個(gè)獨(dú)立料斗用于聚合物、水泥及水份，一個(gè)用于液體添加劑，而另外一個(gè)用于固體添加劑。最多可有八個(gè)料斗：每種物料對(duì)應(yīng)一個(gè)配料斗，有三個(gè)聚合物料斗，一個(gè)水份配料斗，一個(gè)液體添加劑料斗，一個(gè)固體添加劑料斗和二個(gè)不同標(biāo)號(hào)水泥料斗。
一般說來(lái)，就是由三種主要物料（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，再載入攪拌斗中。
這個(gè)過程有二大特點(diǎn)，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(fèi)和損失。因此，一個(gè)高質(zhì)量的自動(dòng)化系統(tǒng)便顯得十分需要，而且這個(gè)系統(tǒng)必須在速度、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：
西門子提供給預(yù)混合混凝土配料自動(dòng)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。他根據(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(dú)立的控制整個(gè)程序。配合計(jì)算機(jī)及特別設(shè)計(jì)的軟件，可把整個(gè)系統(tǒng)的操作界面簡(jiǎn)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(jí)IP68，量程范圍從60公斤到60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(jí)IP66/IP68，量程范圍從0.5噸到5噸，精度為C3級(jí)OIML R60 認(rèn)證(C3)6000d,綜合最小誤差≤±0.018%Cn，輸出阻抗1000±0.5Ώ，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(hào)（1mV/V – 4mV/V）。轉(zhuǎn)換精度為 0,05%，分辨率 16 位（65,000 內(nèi)分度），測(cè)量速率 50 次/秒，2 個(gè)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：?jiǎn)瓮ǖ溃p通道。
使用 SIWAREX 稱重模塊優(yōu)勢(shì)在于：由于不是采用稱重傳感器信號(hào)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(jià)格和工程造價(jià)；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(shí)時(shí)性和加速生產(chǎn)率；100% 與 SIMATIC 兼容；無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)。
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(lái)，一臺(tái)配料控制器負(fù)責(zé)控制一個(gè)攪拌裝置。但是如果幾個(gè)攪拌裝置在一起時(shí)，配料控制器能夠在同一時(shí)間控制多個(gè)攪拌裝置。
一個(gè)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(gè)配料斗實(shí)現(xiàn)單秤多料控制，如：根據(jù)配方分時(shí)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(wú)法提高稱量精度和加快配料速度。
另一個(gè)自動(dòng)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(gè) 稱重點(diǎn)均由獨(dú)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(jī)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(dòng)運(yùn)行、控制 輸入、輸出及從打印機(jī)印出報(bào)告，所以基本上不需要上位控制系統(tǒng)。
如果配置了計(jì)算機(jī)及配料軟件，可把設(shè)定及控制工作（例如配方設(shè)定、運(yùn)行開關(guān)、警告監(jiān)察及記錄、打 印報(bào)告等）簡(jiǎn)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(diǎn)在于每個(gè)物料用一個(gè)稱 量斗，同一時(shí)間內(nèi)可以同時(shí)進(jìn)行自動(dòng)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(shí)時(shí)相應(yīng)和保證數(shù)據(jù)處理的高精度的集中處理。