SIEMENS SIWAREX称重单元与WINCC在石灰窑配料中的应用

简介本文针对SIWAREXhM和U在青岛碱厂石灰窑配料中应用的具体情况，简要介绍了SIWAREX M和U的基本特点、应用方法。 一、需要解决的具体问题 青岛碱厂石灰窑车间共有六座石灰窖，其主要功能是通过煅烧石灰石和煤产生二氧化碳，作为生产纯碱的主要原料。每一座石灰窑有一套配料系统，完成石灰石和煤按照一定比例进行配料。每次配料石灰石设定重量约为1000公斤，煤比率7%左右，每日配料约400次。 原配料系统采用国产配料称，由于配料精度低、速度慢，故障率高等缺点，于97年将其中两台改为TOLEDO公司的配料控制器Jaguar。Jaguar是一种功能比较强的配料控制器，它可以连接1~2台配料称，具有2~4个串行口，8~24个开关量输入/输出，支持JBasic语言，支持PROFIBUSnDP和AB公司的REMnI/O。Jaguar与国产配料称相比，在配料精度、速度和可靠性能各方面都大大提高。 但随着工厂管理水平的提高，要求对六台配料称进行集中监视和管理，要对每次配料的结果进行存储、打印，对每班次、每日配料的情况进行累计，灵活的打印各种报表。 二、方案的选择 针对以上具体问题，从系统的可靠性、先进性、与上位机通讯的能力等方面来考虑，我们决定选用SIEMENS公司的SIWAREX称重单元来进行称量。同时考虑到原来的两台Jaguar也需要挂到网上，CPU选用CPUm315－2DP，将两台Jaguar挂到PROFIBUSnDP网上，现场显示操作选用OP27，上位机软件选用WinCC，进行集中监视和数据存储、报表打印。 三、系统结构 控制系统基本结构如下页图所示。 四、SIWAREX的特点及应用 1、SIWAREX称重模块的基本特点 SIWAREX称重模块分为三种：P、U和M。 SIWAREXmP就其设计而言，相当于SIMATICnS5－100U模块，既可单独运行，

也可集成于S5-90U、95U、100U或分散式I/O ET200U上应用。 SIWAREXnU分为单通道和双通道两种，带有两个串行口，可连接一台上位机进行参数设置和最多4台数字式远程显示表，不能单独使用，只能集成于S7-300或分散式I/O ET200M上应用。

SIWAREX U SIWAREX M SIWAREX U的具有以下功能： 衡器的校准 重量值的数字滤波 重量测定 衡器置零 SIWAREXmM具有称重和配料功能，除了具有2个串行接口以外，还有4个数字量输入、3个数字量输出、一个模拟量输出。SIWAREXmM可以通过串行口连接一台上位机和连接显示单元TD20，可以单独运行，也可以集成于S7－300或分散式I/O ET200 M上。 SIWAREX M具有丰富的功能： 置零和称皮重 自动零点追踪 称重静止报告 设置极限值 操纵配料阀 配料误差监视 2、SIWAREX M和U的应用 SIWAREXmM和U作为一种功能模板，与其他功能模板相比，有其鲜明的特点。数据的读写都不是通过直接读写其相应的数据块来实现的，而是通过访问数据块中一段段的数据记录来实现。 SIWAREXmM提供了三个UDT数据类型：UDT10，UDT11，UDT12。UDT11，UDT12作为中间运算的工作数据块，只有UDT10所定义的DB块是我们读写SIWAREW M时要访问的DB 块。例如我们分别定义为DB10，DB11，DB12。 SIWAREX M的功能块是FC41，其结构如下： CALL FC 41 INST :=10 IND :=MW14 INST：输入SIWAREX M所对应的DB IND： 输出FC41的工作状态 UDT10中按照功能分区共分数据记录段约40个，提供给用户五个应用信箱去访问这些数据记录段： WRITE-DATA-1 WRITE-DATA-2 WRITE-COMMAND READ-DATA-1 READ-DATA-2 通过WRITE－DATA－1和WRITE－DATA－2向数据记录段中写入数据，通过WRITE－COMMAND向数据记录段中写入命令，通过READ－DATA－1和READ-DATA-2从数据记录段中读出数据。 SIWAREXmU与SIMATICmS7通过两个系统功能块SFC58和SFC59进行数据通讯。 SFC58用来将数据记录写入模块，举例如下： CALL SFC 58 REQ :=TURE //要求写 IOID :=B#16#54 // 54表示：I/O模板 LADDR := W#16#100 //模块地址256 RrECNUM :=B#16#B // 将要访问的数据记录段为11 RECORD :=P#DB15.DBX10.0 BYTE 2 mmm//数据从DB15开始地址10.0，长度2个字节 RET_VAL:=#ret_val //返回状态值 BUSY :=#busy // BUSY=0：写结束 SFC59用来将数据从模板中读出，具体应用举例如下： CALL SFC 59 REQ :=TRUE // 要求读 IOID :=B#16#54 // 54表示：I/O模板 LADDR :=W#16#100 //模块地址256 RECNUM :=B#16#1F // 将要访问的数据记录段为31 RET_VAL:=#ret_val1 // 返回状态值 BUSY :=#busy // BUSY=0：读结束 RECORD :=P#DB15.DBX 0.0 BYTE 10 nn//数据从DB15开始地址0.0，长度10个字节 3、应用体会 目前，大多数配料称本身都带有一定数量的开关量输入/输出，能完成一定的配料功能。但在很多情况下，当外部设备较多，配料工艺复杂的情况下，单台配料称一般难以完成，需要与PLC配合完成。这时，SIWAREXnM和U由于能作为PLC模块直接连接到PLC中，与PLC结合为一个整体，因此具有很大的优势，有很强竞争力。 虽然SIWAREXmM在外配显示表头和其它外部设备后能脱离PLC单独工作，但这时它与其它公司的配料称在性能/价格比上，没有什么优势。而当SIWAREXmM集成在PLC上应用时，由于这时配料工作往往由PLC完成，M本身强大的功能就显得多余。而SIWAREXmU则相反，其功能虽然简单，但使用方便，性能/价格比高，与SIWAREX M相比，会有更大的推广应用价值。 五、工程实施中遇到的问题及解决方法 SIWAREXmM和U要求在校称时，标定重量要大于其测量范围的5%，这种限制实际上是为了保证称量的精度。青岛碱厂石灰配料系统外部称重传感器为6000kg，这样标定时至少要放300公斤砝码。而以前采用国产配料称和Jaguar时，对标定重量是没有限制的,厂方认为SIWAREX这种方式不够灵活，不能接受。 为了解决这个问题，我们专门编写了校称程序。在校零点时，记下此时测量值(标定值0)，在校量程时，记下此时校定点的重量值(标定重量)和测量值(标定值1)，算出相应的斜率。这样，在称量过程中，只要读入测量值，根据零点值和斜率，即可算出此时的重量值。采用这种方法校称，标定重量不受限制，满足了厂家的要求。

上位机软件采用WinCC，实时的监控生产现场，采用非周期存档的方式在每次配料结束激活一次存档，将每次配料的数据进行存储。但WinCC不能对每班、每日、每月各配料称数据进行汇总，产生各种报表。为了解决这一问题我们选用了一个数据库编程软件PowerBuilder，编写了一个数据库处理软件，完成对WinCC中DBF库内存储的配料数据进行汇总打印，当用户需要时，可在WinCC中调用该数据库处理软件。