本文介紹了西門子稱重係統在在焦碳生產工藝過程中使用的煤炭配料係統中的應用。

一、配煤係統概述

在焦碳生產工藝過程中，需要將氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤四種煤按一定比例配成混合煤，然後送入焦爐進行高溫煉焦。配比的準確性以及配料係統的可靠性將直接影響焦碳產品的質量。因此，通過提高焦化配煤係統的可靠性、穩定性、準確性來提高焦碳的質量具有非常重要的社會效益和經濟效益。

焦化的煤炭自動配料係統對焦炭的質量和焦爐生產操作具有重要意義，為了使煤料的配比更加準確，實現穩定可靠的自動配煤是可行的理想解決方案。

 二、煤炭自動配料係統的組成和主要功能

焦化煤炭自動配料係統主要由稱重給料機、數據采集和控製係統、電氣控製係統和上位機計算機、軟件及網絡等構成。 

稱重給料機將經過皮帶上的物料，通過稱重秤架下的稱重傳感器進行檢測重量，以確定皮帶上的物料重量；裝在尾部滾筒或旋轉設備上的數字式測速傳感器，連續測量給料速度，該速度傳感器的脈衝輸出正比於皮帶速度；速度信號與重量信號一起送入皮帶給料機控製器，產生並顯示累計量/瞬時K8凯发登录入口。給料控製器將該K8凯发登录入口與設定K8凯发登录入口進行比較,由控製器輸出信號控製變頻器調速，實現定量給料的要求。

稱重給料機的核心部分是皮帶秤。皮帶秤的主要組成由秤架、積算儀和速度傳感器組成；而稱重給料機係統的結構特點和精度通常主要由皮帶秤的設計結構決定。

焦化煤炭自動配料係統中一般要求配料秤具有0.5%的精度；係統控製精度達到1%。 

焦化煤炭自動配料係統的主要功能：

（1）實時地檢測各秤的K8凯发登录入口、累計量；

（2）可靠地控製各秤按給定值恒K8凯发登录入口運行；

（3）配比和總配料量優化計算、下達；

（4）現場工藝流程的動態模擬畫麵顯示、配比、柱形圖、曆史曲線圖等；

（5）現場工藝、操作、過程參數的設置、改寫；

（6）各種故障限、報警提示及登錄、自動換倉處理等；

（7）係統配比精度評價；

（8）數據庫、打印輸出功能。

三、西門子全集成稱重係統方案的設計

一般地講，配料所用的稱重給料機的稱重控製器分為三種模式：單機控製器、機組控製器和PLC型控製器。

單機控製器一般采用和皮帶秤配套的帶控製功能的積算儀或采用以單片機技術為基礎的控製器來實現，優點是配置靈活，與稱重給料機一一對應使用，一台設備出現故障不影響其他設備工作，屬於分布式控製；缺點是能實現的功能受到限製，經常需要配其他控製係統才能實現較為複雜的控製功能。

機組控製器是以PC總線工控機為基礎，優點是功能強大，操作直觀方便，屬於集中控製；缺點是係統可靠性不高，目前采用這種方式的廠家並不是很多。

PLC型控製器是以PLC這種目前在工業生產中普遍采用的控製設備為硬件，通過軟件組態實現配料的功能。其優點是：組態方式靈活、通訊方式多樣、性價比很高，特別適合多台稱重給料機共同組成較大型的配料係統的應用；缺點是：目前很多公司采用PLC的I/O輸入功能直接接受來自稱重傳感器的模擬量信號，不僅精度差，而且抗幹擾能力非常弱，在有些單位還出現過係統整體失控的嚴重事故。西門子公司推出了和Siemens Simatic係統完全兼容的Siwarex FTC的解決方案，就可以很好彌補這種方案的不足。

3.1、基於TIA（全集成自動化）技術的皮帶秤係統

基於西門子SIWAREX FTC全集成電子積算儀的稱重係統主要由帶秤橋支架的荷重傳感器、皮帶速度傳感器、SIWAREX FTC動態稱重電子模塊三部分組成。

西門子SIWAREX FTC動態稱重電子模塊可直接集成於S7-300PLC中，也可通過ET200M遠程I/O方式集成於S7-400PLC/PCS 7中，是一款具有高精度、高速稱重功能的PLC擴展模塊，具有與SIMATIC S7/PCS7統一的設計平台和通訊功能，具有強大的可編程、自診斷和遠程通訊功能。

3.2、皮帶秤工作原理

西門子皮帶秤采用特有的直承式原理，隻測量作用在皮帶上力的垂直分量。當物料隨傳送帶移動通過皮帶秤時，它通過托輥向重量傳感器施加一個正比於物料重量的力，它的合力作用在每個重量傳感器上，並通過應變電阻被檢測到。應變電阻由SIWAREX FTC動態稱重電子模塊提供激勵電壓，產生正比於皮帶負載的電信號，送給SIWAREX FTC動態稱重電子模塊。

稱重傳感器的垂直位移受皮帶秤或稱重傳感器含有的正向過載急停的限製，這種急停可以對稱重傳感器提供過載保護。

四、自動配煤稱重控製係統的配置

西門子自動配煤稱重控製係統儀表由PS307電源模塊、S7-300CPU（或ET200M遠程I/O）、SIWAREX FTC稱重電子積算儀模塊組成。

4.1、PS307電源模塊

用於為S7-300CPU（或ET200M遠程I/O）和SIWAREX FTC電子皮帶秤儀表模塊提供24VDC工作電源。

4.2、S7-300 CPU

全集成自動化（TIA）稱重應用，適用於中等程序處理量的應用，對二進製和浮點數運算具有較高的處理能力。用於稱重數據的處理、儲存和遠程通訊。每個中央CPU可最多擴展8個SIWAREX FTC稱重電子積算儀，就是8台給料機可以快速集成於S7-300CPU內。通過ET200M遠程I/O方式集成，每個ET200M站可最多擴展7個SIWAREX FTC稱重電子積算儀。

4.3、SIWAREX FTC稱重電子積算儀

SIWAREX FTC （用於連續稱重，皮帶秤可編程技術）是用於皮帶秤、失重秤的一種多功能靈活的電子稱重模塊。它還可以用來記錄皮帶輸送物料的累積量、瞬時K8凯发登录入口、載荷和皮帶速度。SIWAREX FTC 功能模塊集成在SIMATIC S7/PCS7 中，並具有該自動化係統的係統的各種特點，諸如集成通信、診斷和配置工具。可通過指令設置皮帶的運行和顯示所需要的數據。

當新的創新出現時，現有的SIWAREX FTC動態稱重電子模塊可隨時升級！免費的升級很簡便，隻需下載新的固件，節省了時間和費用，並保護您的儀表收益。

無論何時對皮帶秤提出高要求，SIWAREX FTC動態電子稱重模塊都是最佳解決方案。它可以實現的典型應用：

1）記錄皮帶占有情況

2）記錄流速和K8凯发登录入口

3）記錄皮帶累計輸送量

4）裝料和給料控製

SIWAREX FTC具有強大的自診斷功能，操作人員也可方便的通過診斷緩衝器裏的運行時序記錄來分析和測試整個稱重過程。

五、稱重係統的特點和優點

這種基於TIA的設計，繼承了西門子稱重係統全集成控製的設計理念所提倡主要特點和優點；尤其是在用於實現數據量較大的集中控製係統時，更能體現出它的優點來。

5.1、西門子稱重係統的主要特點：

1) 協議存儲於可選擇的微存儲卡中。可隨時、快速並安全的得到數據事件記錄用印時戳記錄過程和稱重狀態。這是工廠概念化和優化的重要工具，也可用於分析不尋常事件。最大存儲量達8M，保證數據永不丟失。

2) 診斷緩衝器用於文本中的最後100條信息

3) 參數監測稱重傳感器和電纜的特征值，診斷可用於防止麻煩的、廣泛的及昂貴的工廠停工期。真正意義上的預維護功能，防患於未然。

4) 皮帶仿真，不需要額外的設備。

5.2、稱重係統的主要優點：

1） 唯一的固體K8凯发登录入口皮帶秤完全集成於PLC，並完全由PLC控製

2） 強大的診斷功能, 也可以預維護

3） 結合SIMATIC係統可以實現更多功能

4） 對於升級改造非常具有競爭性

5）西門子 Milltronics機械部分和SIWAREX電子部分是完美的解決方案

六、小結

高質量高可靠性和具競爭力的價格比是市場成功的秘訣。在稱重中就意味著高度的精確、長期的穩定性、卓越的可擴充性能及最優的生產力。西門子稱重係統可使焦化生產工藝中煤料的配比精度更高，使煤炭自動配料係統更加穩定可靠。

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