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1、西门子全集成称重系统解决方案在焦化配煤系统中的实现西门子全集成称重系统解决方案在焦化配煤系统中的实现limin导语：本文介绍了一种基于西门子全集成自动化技术的称重系统，它被设计应用于钢铁工业中的焦化工艺中，实现全数字化的配煤控制系统。一、引言在焦碳消费工艺经过中，需要将气煤、肥煤、焦煤、瘦煤四种煤按一定比例配成混合煤，然后送入焦炉进展高温炼焦。配比的准确性以及配料系统的可靠性将直接影响焦碳产品的质量。因此，通过进步焦化配煤系统的可靠性、稳定性、准确性来进步焦碳的质量具有非常重要的社会效益和经济效益。焦化的配煤系统对焦炭的质量和焦炉消费操纵具有重要意义，为了使煤料的配比更加准确，实现稳定可靠的自
2、动配煤是可行的理想解决方案。二、自动配煤系统的组成和主要功能焦化自动配煤系统主要由称重给料机、数据收集和控制系统、电气控制系统和上位机计算机、软件及网络等构成。图1：焦化自动配煤系统的构造组成称重给料机将经过皮带上的物料，通过称重秤架下的称重传感器进展检测重量，以确定皮带上的物料重量；装在尾部滚筒或者旋转设备上的数字式测速传感器，连续测量给料速度，该速度传感器的脉冲输出正比于皮带速度；速度信号与重量信号一起送入皮带给料机控制器，产生并显示累计量/瞬时流量。给料控制器将该流量与设定流量进展比拟,由控制器输出信号控制变频器调速，实现定量给料的要求。称重给料机的核心局部是皮带秤如图2。皮带秤的主要组
3、成由秤架、积算仪和速度传感器组成；而称重给料机系统的构造特点和精度通常主要由皮带秤的设计构造决定。焦化自动配煤系统中一般要求配料秤具有0.5%的精度；系统控制精度到达1%。图2：皮带秤是称重给料机的核心局部焦化自动配煤系统的主要功能：1实时地检测各秤的流量、累计量；2可靠地控制各秤按给定值恒流量运行；3配比和总配料量优化计算、下达；4现场工艺流程的动态模拟画面显示、配比、柱形图、历史曲线图等；5现场工艺、操纵、经过参数的设置、改写；6各种故障限、报警提示及登录、自动换仓处理等；7系统配比精度评价；8数据库、打印输出功能。三、西门子全集成称重方案的设计一般地讲，配料所用的称重给料机的控制器分为三
4、种形式：单机控制器、机组控制器和PLC型控制器。单机控制器一般采用和皮带秤配套的带控制功能的积算仪或者采用以单片机技术为根底的控制器来实现，优点是配置灵敏，与称重给料机逐一对应使用，一台设备出现故障不影响其他设备工作，属于分布式控制；缺点是能实现的功能受到限制，经常需要配其他控制系统才能实现较为复杂的控制功能。机组控制器是以PC总线工控机为根底，优点是功能强大，操纵直观方便，属于集中控制；缺点是系统可靠性不高，目前采用这种方式的厂家并不是很多。PLC型控制器是以PLC这种目前在工业消费中普遍采用的控制设备为硬件，通过软件组态实现配料的功能。其优点是：组态方式灵敏、通讯方式多样、性价比很高，十分
5、合适多台称重给料机共同组成较大型的配料系统的应用；缺点是：目前很多公司采用PLC的I/O输入功能直接承受来自称重传感器的模拟量信号，不仅精度差，而且抗干扰才能非常弱，在有些单位还出现过系统整体失控的严重事故。西门子公司推出了和SiemensSimatic系统完全兼容的SiwarexFTC的解决方案，就可以很好弥补这种方案的缺乏。3.1、基于TIA全集成自动化技术的皮带秤系统基于西门子SIWAREXFTC全集成电子积算仪的称重系统主要由带秤桥支架的称重传感器、皮带速度传感器、SIWAREXFTC动态称重电子模块三局部组成。西门子SIWAREXFTC动态称重电子模块可直接集成于S7-300PLC中
6、，也可通过ET200M远程I/O方式集成于S7-400PLC/PCS7中，是一款具有高精度、高速称重功能的PLC扩展模块，具有与SIMATICS7/PCS7统一的设计平台和通讯功能，具有强大的可编程、自诊断和远程通讯功能。全集成称重系统示意图如图3：图3：SIWAREXFTC全集成称重系统的组成3.2、皮带秤工作原理西门子皮带秤采用特有的直承式原理，只测量作用在皮带上力的垂直分量。当物料随传送带挪动通过皮带秤时，它通过托辊向称重传感器施加一个正比于物料重量的力，它的协力作用在每个称重传感器上，并通过应变电阻被检测到。应变电阻由SIWAREXFTC动态称重电子模块提供鼓励电压，产生正比于皮带负载
7、的电信号，送给SIWAREXFTC动态称重电子模块。称重传感器的垂直位移受皮带秤或者称重传感器含有的正向过载急停的限制，这种急停可以对称重传感器提供过载保护。四、自动配煤称重控制系统的配置西门子自动配煤称重控制系统仪表由PS307电源模块、S7-300CPU或者ET200M远程I/O、SIWAREXFTC称重电子积算仪模块组成。4.1、PS307电源模块用于为S7-300CPU或者ET200M远程I/O和SIWAREXFTC电子积算仪模块提供24VDC工作电源。4.2、S7-300CPU全集成自动化TIA称重应用，适用于中等程序处理量的应用，对二进制和浮点数运算具有较高的处理才能。用于称重数据
8、的处理、储存和远程通讯。每个中央CPU可最多扩展8个SIWAREXFTC称重电子积算仪，就是8台给料机可以快速集成于S7-300CPU内。通过ET200M远程I/O方式集成，每个ET200M站可最多扩展7个SIWAREXFTC称重电子积算仪。4.3、SIWAREXFTC称重电子积算仪SIWAREXFTC用于连续称重，皮带秤可编程技术是用于皮带秤、失重秤的一种多功能灵敏的电子称重模块。它还可以用来记录皮带输送物料的累积量、瞬时流量、载荷和皮带速度。SIWAREXFTC功能模块集成在SIMATICS7/PCS7中，并具有该自动化系统的系统的各种特点，诸如集成通讯、诊断和配置工具。可通过指令设置皮带
9、的运行和显示所需要的数据。当新的创新出现时，现有的SIWAREXFTC动态称重电子模块可随时晋级！免费的晋级很简便，只需下载新的固件，节省了时间和费用，并保护您的仪表收益。无论何时对皮带秤提出高要求，SIWAREXFTC动态称重电子模块都是最正确解决方案。它可以实现的典型应用：1记录皮带占有情况2记录流速和流量3记录皮带累计输送量4装料和给料控制SIWAREXFTC具有强大的自诊断功能，操纵人员也可方便的通过诊断缓冲器里的运行时序记录来分析和测试整个称重经过。SIWAREXFTC皮带秤技术特性一览v用SIMATIC统一配置v可直接在SIMATIC可编程控制系统中使用,全数字化通讯v通过ET20
10、0M连接PROFIBUSDP,用于分布式设备方案v可测量重量或者力，具有1600万间隔的高分辨率v高精度36000dv可按照OIMLR-76标定vSIMATIC标准操纵面板显示v可参数化的输入和输出，自带7个DI和8个DO功能v统一设计，通过集成在SIMATICS7和SIMATICPCS7而实现全集成式通讯，灵敏适应不同要求v用SIWATOOLFTC程序简单校准配料v更换模块无需重新校准配料，独特的免校称技术，防止工厂停工v记录称重顺序v8个累计存储器，可存储8个数据段的数据记录v可用于爆炸应用场合，模块本身具有防爆2区ATEX95认证，通过SIWAREXIS平安栅可应用于防爆1区场合五、全集
11、成称重系统的特点和优点这种基于TIA的设计，继承了西门子全集成控制系统的设计理念所提倡主要特点和优点；尤其是在用于实现数据量较大的集中控制系统时，更能表达出它的优点来。5.1、主要特点：协议存储于可选择的微存储卡中。可随时、快速并平安的得到数据事件记录用印时戳记录经过和称重状态。这是工厂概念化和优化的重要工具，也可用于分析不平常事件。最大存储量达8M，保证数据永不丧失。诊断缓冲器用于文本中的最后100条信息参数监测称重传感器和电缆的特征值，诊断可用于防止费事的、广泛的及昂贵的工厂停工期。真正意义上的预维护功能，防患于未然。皮带仿真，不需要额外的设备。5.2、主要优点：1唯一的固体流量皮带秤完全
12、集成于PLC，并完全由PLC控制2强大的诊断功能,也可以预维护3结合SIMATIC系统可以实现更多功能4对于晋级改造非常具有竞争性5西门子Milltronics机械局部和SIWAREX电子局部是完美的解决方案高质量高可靠性和具竞争力的价格比是市场成功的秘诀。在称重中就意味着高度的准确、长期的稳定性、卓越的可扩大性能及最优的消费力。换而言之，最大的消费速率配合高可靠性。才能和具竞争力的技术要求同时显如今自动化工程及称重系统中。西门子近十年在这两个领域中在全球是领先者。这实用的工程知识在SIWAREXFTC的开展中得到系统应用，这使其成为用于皮带秤的一种多功能灵敏的称重模块。可使焦化消费工艺中煤料的配比精度更高，使自动配煤系统更加稳定可靠。