可見SIWAREX FTA稱重模塊是單物料、單配方稱重控制的最佳選擇。但是又因為它具有如下優(yōu)勢，這使它應(yīng)用于多物料、多配方的復雜配料控制系統(tǒng)變得容易。
針對系統(tǒng)要求，綜合考慮可靠性、先進性、系統(tǒng)成本以及通訊能力要求，配料控制系統(tǒng)采用西門子S7-300 PLC作為主要邏輯控制器，上位機為一臺DELL PC和一臺10英寸西門子TP270觸摸屏。稱量控制的核心部件是SIWAREX FTA電子稱重模塊，稱重傳感器給出重量信號(mV模擬量信號)直接進入到SIWAREX FTA，其余的稱重過程由FTA分解完成（包括物料的快慢加轉(zhuǎn)換，懸浮料計算與修正、容差報警、小流量提示等）。而多配方的存儲與調(diào)用、多物料加料順序的控制、報表、報警的生成與管理等等則依賴于S7-300 的CPU來完成。
SIWAREX FTA給出確定的動作信號到PLC的I/O卡進而由PLC的I/O來控制電氣、設(shè)備。同樣，上位機PC或TP270觸摸屏也可以對SIWAREX FTA的稱重過程進行監(jiān)視與干預，實現(xiàn)功能兼容互為備用的作用。見圖4.1
圖 4.1 配料控制系統(tǒng)方案
②基于STEP 7 如何劃分功能單元
配料過程中，所有的邏輯控制基本都要由PLC完成，那么除了諸如加料機、活化器、收集皮帶、混料機、放料閥等等機械設(shè)備外，我們?nèi)绾卧敿殑澐峙浔确Q量部分的功能呢？首先，我們要了解SIWAREX FTA稱重模塊的控制和通訊方式， SIWA_FTA與SIMATIC CPU利用功能塊FB41進行通信。在編制調(diào)用過程中，會給FB SIWA_FTA創(chuàng)建一個實例數(shù)據(jù)塊。除了實例數(shù)據(jù)塊以外，每個定標SIWAREX FTA都需要一個定標數(shù)據(jù)塊，在其中儲存秤的參數(shù)。隨它一起提供的數(shù)據(jù)類型UDT12能用來創(chuàng)建定標數(shù)據(jù)塊。矢量數(shù)據(jù)塊也必須裝載到SIMATIC CPU中。一個矢量數(shù)據(jù)塊可以被一個以上的SIWAREX FTA所使用。對于應(yīng)用程序中的每個秤，程序功能塊FB 41能被調(diào)用一次。它在一個程序?qū)蛹壣涎h(huán)（例如在OB 1中），并提供有調(diào)用參數(shù)。也就是說我們所有的與SIWA_FTA的對話都要通過FB 41進行[2]:
CALL "SIWA_FTA" , "FTA1 SL"
ADDR :=464
DB_SCALE :=12
DB_VECTOR :=11
CMD_IN :="DB_SCALE-1".i_CMD_INPUT 命令代碼輸入
SIM_VAL :="DB_SCALE-1".r_SIM_VALUE
ANA_OUT :="DB_SCALE-1".r_ANALOG_OUT_VALUE
DO_FORCE :="DB_SCALE-1".b_DIG_OUTPUT_FORCE
TRANSITION :="DB_SCALE-1".b_TRANSITIONS
CMD_INPR :="DB_SCALE-1".bo_CMD_IN_PROGRESS 命令正在進行
CMD_FOK :="DB_SCALE-1".bo_CMD_FINISHED_OK 命令完成，OK
CMD_ERR :="DB_SCALE-1".bo_CMD_ERR 命令完成錯誤
CMD_ERR_C :="DB_SCALE-1".b_FB_ERR_CODE
REF_COUNT :="DB_SCALE-1".b_INFO_REFRESH_COUNT
PROC_VAL1 :="DB_SCALE-1".r_PROCESS_VALUE1
PROC_VAL2 :="DB_SCALE-1".dw_PROCESS_VALUE2
SC_STATUS :="DB_SCALE-1".dw_SCALE_STATUS
ERR_MSG :="DB_SCALE-1".bo_ERR_MSG
ERR_MSG_TYPE:="DB_SCALE-1".b_ERR_MSG_TYPE
ERR_MSG_C :="DB_SCALE-1".b_ERR_MSG_CODE
FB_ERR :="DB_SCALE-1".bo_FB_ERR
FB_ERR_C :="DB_SCALE-1".b_FB_ERR_CODE
START_UP :="DB_SCALE-1".bo_START_UP_IN_PROGRESS
CMD_EN :="DB_SCALE-1".bo_CMD_ENABLE
ERR_MSG_Q :="DB_SCALE-1".bo_ERR_MSG_QUIT
不同層次中劃分的各功能單元間的通訊要力求簡單，功能力求明確。這樣，我們編制的功能塊也就可以作為工具，簡單、明確、方便的永久性使用同時也方便現(xiàn)場的調(diào)試和修改。
圖 4.2 功能單元劃分
如圖，其中FB plan（配料計劃）、FB as_pro（系統(tǒng)配方管理與應(yīng)用）、FB pro1單臺稱配方應(yīng)用、FB met1（單臺稱稱重控制）、FB rept（配料報表）、FB rept 1（單臺稱報表編制）、FB cali（校秤）都可以作為“工具”靈活、方便的使用。
③帶多物料的主稱重控制的實現(xiàn)（FB met1）
主稱重控制的精確稱量是由模塊的稱重循環(huán)完成的，但是我們?nèi)绾卧诜Q重循環(huán)以外添加多物料控制功能、添加人為干預選項是我們需要解決的問題。稱量中物料的特性參數(shù)和物料用量是被保存在模塊內(nèi)部的數(shù)據(jù)塊（通過DB12）中的。這些參數(shù)包括：物料的正負容差、小流量極限、慢加設(shè)定值、懸浮料、穩(wěn)定時間與重量等等。所以當我們轉(zhuǎn)換物料的稱量時,必須改寫這些參數(shù)；另外，由于物料的慢加點、懸浮料值有自動修正，所以在每個物料稱重循環(huán)結(jié)束時必須馬上轉(zhuǎn)移、保存這些值，以免被新的物料參數(shù)所覆蓋。
控制的邏輯過程可按如下編寫：
圖 4.3 控制邏輯過程
編寫這部分主稱量程序時，除了要保證嚴密性、容錯能力，更要布置好功能塊的輸入與輸出，使它成為一個獨立的功能單元(FB met)：
輸入（IN） 輸出(OUT)
④多配方選擇控制（FB as_pro ; FB pro1）
多配方的實現(xiàn)仍要靠SIWAREX FTA外部的CPU來完成，建好存儲配方參數(shù)的數(shù)據(jù)塊之后，我們只需按所執(zhí)行的配方來輸送配方參數(shù)。在這里我們設(shè)置兩個模式即：總量模式和非總量模式。這有利于在幾十種物料的復雜配方中任意修改、按比例放大、縮小配方。控制的邏輯過程可按如下編寫：
圖 4.4 多配方選擇控制
每個稱（模塊）處理若干個物料；所以我們需要固定的功能塊來處理于控制每個模塊內(nèi)部的配方數(shù)據(jù)處理即FB pro1~ FB pro7。
輸入（IN） 輸出(OUT)
但同時，我們也需要一個功能塊來統(tǒng)籌處理所有稱（模塊）之間的配方關(guān)系。即FB pro1~ FB pro7。這樣，我們才能從整體化控制、修改管理不同的配方：
輸入（IN） 輸出(OUT)
⑤校稱、報表等
除了多物料、多配方的功能補充，校稱的功能塊FB cali、綜合報表與單臺報表的功能塊FB rept等都是需要補充的功能單元。它們一旦建立便可以自由方便的按照客戶要求使用。
5、結(jié)論
西門子的SIWAREX FTA是一款性能穩(wěn)定、卓越的電子稱重模塊，我們可以通過將它集成在S7-300中來編寫各種功能模塊，進而實現(xiàn)多配方、多物料的精確配料功能。這已在2006年9月宜賓五糧液集團兩臺玻璃熔爐的配料系統(tǒng)工程中得到印證。此系統(tǒng)高智能的自動控制、自由的干涉控制、過程的多點監(jiān)測、實時紀錄都給生產(chǎn)帶來了極大的方便。另外，西門子提供SIWAREX FTA支持多物料、多配方的組態(tài)軟件包，內(nèi)有各功能單元的實例程序，直接調(diào)用即可。也可自己編寫這些功能單元，一旦編寫完成，便可一勞永逸。再加上它很高的性價比，所以SIWAREX FTA電子稱重模塊在配料行業(yè)一定會逐漸得到更為廣泛的應(yīng)用。
參考文獻：
[1] 西門子STEP 7 V5.3 編程參考手冊
[2] 西門子SIWAREX FTA 裝置手冊
[3] 郁少勇《新型玻璃原料配料控制系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用》 玻璃 2006.5
