西门子称重模块简介（7MH）

概述

具有综合称重和配比技术的自动化

除称重和配比精确外，另将称重技术内置于现代自动化系统中，从而能够使一个公司持续增长。

生产过程中的配料要求

称重和配比系统在许多必须执行多个不同的称重任务的生产过程中具有十分重要的作用。可编程控制器(PLC)和过程控制系统(PCS)都可以用来使生产过程达到自动化。

根据具体要求，能与自动化系统协同工作的配料有多种类型。

生产自动化对称重技术有下列要求：

• 可灵活使用各种典型的配料功能

• 称重系统易于扩展

• 以及对自动化任务的适应性

• 集成通讯概念

能够满足这些要求的配料可以归类为自动化系统的一部分。从这个意义上说，配料是包括下列项目的智能自动化物品：

• 传感器技术

• 控制器技术

• 执行器技术

并能够根据控制系统的定义执行其任务。

SIMATIC ET 200SP 系统中的 SIWAREX WP321 电子称重系统

称重功能的分配方法

自动化系统内部称重功能的分配在过去几年内一直在不断地变更。其原因可以归结为对自动化环境中的称重系统的高效解决方案的探求。硬件组件的性能不再是应用某些专用体系结构的唯一原因。对现代称重方案的要求包括基于配料的要求：

• 高操作可靠性

• 操作简单

• 极好的可重现性

• 高准确度

以及与自动化性能有关的要求：

• 集成性（硬件/软件），

• 灵活性

• 标准化

在 TIA Portal 中进行 SIWAREX WP321 称重电子装置的硬件组态

要妥当执行该应用程序就需要考虑下列三个方面：

• 精度和再现性要求使用专用、高质量功能单元来处理信号记录、信号适配、模/数转换和预处理，以及开环和闭环控制功能。任务是指在多达 1600 万个数字化步骤中处理称重信号。借助于二进制配料信号配比和加料时必须控制材料流动，时间分辨率应小于一毫秒。

• 此外，执行全部任务需要各种不同的专用功能。因此，必须考虑生产过程中的完整价值链。例如：给料斗的自动加料或最终产品的卸货。 在这种情况下需要一个允许简单执行必需功能的系统。

• 另外，必需尽可能完整地将称重系统集成到全自动化技术中。这不仅包括通信而且还需要功能合并和使用标准工具操作所有自动化功能。

这几个方面只需少量管理费用即可获得下列能够满足所有要求的解决方案：

• 称重系统的功能或工艺模块包含必需的标准硬件和固件以符合高精度要求和时间要求严格的任务。这些模块包含标准自动化系统的所有特性，因此能够完全兼容。

• 使用标准自动化系统执行各种专用任务。这不仅允许以任何方式使用各种标准来操作、显形、存档等，而且同时还允许完全集成到全自动技术中，无需额外管理费用。在这种情况下可以特别灵活地实施部门专用解决方案和各种场合的专用解决方案。借助于软件保护可以保护专用称重和加工方法或配方，避免第三方使用(保护专有技术)。

• 因此，这一概念意味着称重系统成为集成在全自动化解决方案中的一个自动化装置。上述全兼容性是指标准自动化功能和称重功能构成用户的均一实体。 满足现有基础上的一致性、容易使用和灵活性的要求。

• 在这种解决方案中使用的元件当然既可是集中式也可以为分布式。集中设计的一个优点是控制CPU和称重处理器之间的时间最优化相关作用。采用分布式设计，即将各元件集成到配料中，称重系统仅仅成为通过开放PROFIBUS或PROFINET连接自动化技术的一个独立"现场设备"。

用SIWAREX FTA进行时间要求严格的配比的曲线显示

SIWAREX®称重系统在自动化领域

“全集成自动化”在各种 SIWAREX 称重系统方面起着重要的作用。

将SIWAREX完全集成到SIMATIC®环境是一个主要特征。

这意味着：

• 通过直接集成在SIMATIC S7中来执行集中式自动化方案

• 通过连接到 SIMATIC ET 200 实现分布式自动化方案

• 集成在 SIMATIC PCS 7 过程控制系统中

• 操作员通过SIMATIC HMI进行控制和监测

• 通过SIMATIC软件进行统一配置和程序设计。

给料控制

使用 SIMATIC HMI 实现定量给料可视化

SIWAREX - 称重电子装置 - 统一SIMATIC 系统基础

通过投资于 SIWAREX 称重模块，即可实现对统一 SIMATIC 系统基础的投资，在此系统基础上可以构建整个生产过程的自动化组件- 从进货（上游区）到生产过程（主流区）下至生产线（下游区）末端的加料机-一个包括从人机接口到 PROFIBUS DP 或 PROFINET 现场总线的所有层级的系统基础。为什么在可以通过统一基础来解决所有个别问题时使用专用技术？西门子公司已利用 SIWAREX 创建了这种统一基础。

生产过程中 SIWAREX 称重技术的应用部门

包括称重技术的集成自动化解决方案

SIWAREX 称重模块非常适宜于涉及称重技术的集成自动化解决方案。SIWAREX 可以用于各种 SIMATIC 解决方案，不管是以模块的形式集成在 S7 可编程控制器中还是用作带 SIMATIC S7 的分布式 I/O。

突出重点：SIWAREX模块被集成在与其他自动化组件具有相同工程设计工具的自动化系统中。这是一种能够降低工程设计成本和培训费用的卓越解决方案。

模块式ET 200 I/O 站是以积木式部件为基础而配置的。从模块目录中选定称重模块并安置在模块式I/O站的机架中。软件对称重模块进行编址使其好像插入自动化系统的中央控制器中的模块

使用标准硬件（SIMATIC 组件）和标准软件（STEP 7/TIA 博途），可以获得可自由编程的、模块式称重系统，只需少量费用即可适应特殊工厂要求，即通过下列手段来实现：

• SIMATIC的附加数字输出用于控制混合器、加热器、搅拌器等等。

• 利用STEP 7的附加功能来确定和控制材料流动或基于材料水分含量来校正设定点。

直接集成的优点一瞥：

• 因为直接集成无需任何附加耦合模块故系统集成成本低

• 采用集成系统设计，配置成本低

• 系统-兼容模块响应（诊断中断，命令输出禁止等）

• 用标准SIMATIC组件进行扩展，特制低成本称重系统

• 设备利用率高

• 采用搭锁技术，容易安装

• 采用紧凑设计，空间要求低

不用自动化系统也可以完成配料的校正

高设备利用率－确保生产不会停止

除必需配置的专有技术被限制到单一系统中外， 在设备利用率方面还有众多优点。

例如，在 SIMATIC S7 中，不是通过写一行编程代码而是通过诊断中断向自动化系统报告错误（超过测量范围等等）。

来自称重模块的错误信息被自动传送给可编程控制器。只要浏览一下诊断新信息即可很容易地查出引起此错误信息的模块。

操作人员然后就能够利用程序员或设备显形功能来确定错误，显示出错的原因，如有必要，更换有缺陷的模块。

被替换的模块由可编程控制器自动检测。由于采用透明数据管理，然后就能将保存在自动化系统中的配料系统参数传送给新称重模块。配料系统可立即再次用于称重任务-无需使用校正砝码重新校正（除需要检验的应用外）。

因为 SIWAREX 称重系统仅由标准部件组成（例如 SIWARE 称重模块、SIMATIC 数字输入/输出等），所以很容易处理备件存货。

微分配料秤的称重面板

SIMATIC PCS 7 过程控制系统中的标准编程与 SIMATIC S7 自动化系统相同

使用 SIMATIC S7 可编程控制器时，通常用典型的 PLC 程序设计语言 STL（语句表）、LAD（梯形图）或 FBD（功能框图）将称重模块集成在系统中。 使用 SIMATIC PCS 7 过程控制系统时，则是通过图形配置使用 CFC（连续功能图）来集成称重模块。即使用配置来代替程序设计。

配料通过 CFC 中的“技术块”而显示在 ES（工程系统）中。但是，使用 OS（操作员站）时，则是使用 WinCC 显形系统中的面板来显示配料。

面板可以用来监测重量值和控制配料。

显示在ES工程系统中的配料（左）和显示在 OS 操作员站上的配料（右）

SIWAREX 应用一览表