摘要：本文結(jié)合我公司推出的新產(chǎn)品-電子選果機(jī)，利用了西門(mén)子S7-200 PLC和SiwarexMS
稱(chēng)重模塊作為電子選果機(jī)稱(chēng)重和控制的核心，實(shí)現(xiàn)了水果包裝系統(tǒng)快速和高精度的分選。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)選果機(jī) SIWAREX 全集成 稱(chēng)重 分選
一、前言
水果包裝系統(tǒng)由清洗，烘干，打蠟，分級(jí)，包裝組成，稱(chēng)重分級(jí)是水果包裝系統(tǒng)中重要的環(huán)節(jié)，也是電氣控制系統(tǒng)的核心。電子水果選果機(jī)用于長(zhǎng)形、不規(guī)則形狀的水果和蔬菜生產(chǎn)分選，可以用于蘋(píng)果、梨、茄子、辣椒、黃瓜、朝鮮薊等各種果蔬。
二、背景介紹
由于電子選果機(jī)（圖1）對(duì)PLC稱(chēng)重和控制部分的反應(yīng)速度要求較高。以蘋(píng)果分選為例，分級(jí)速度要求為20,000個(gè)蘋(píng)果/小時(shí)。市場(chǎng)上電子選果機(jī)普遍采用的稱(chēng)重方式為重量變送器或單片機(jī)儀表。重量變送器將稱(chēng)重傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)換成4～20mA模擬量信號(hào)并送至S7-200PLC。PLC通過(guò)模擬量信號(hào)控制分選設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)果品根據(jù)重量進(jìn)行分級(jí)。由于稱(chēng)重傳感器的信號(hào)要通過(guò)變送器和PLC模擬量模塊的多次轉(zhuǎn)換，面臨選果速度不易提高，易受外界雜波干擾等問(wèn)題，對(duì)稱(chēng)重控制的響應(yīng)時(shí)間和測(cè)量精度會(huì)有很大的影響。采用單片機(jī)儀
圖 1 果蔬分選機(jī)
表的形式，也同樣會(huì)存在儀表與PLC之間由于稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)傳遞和轉(zhuǎn)換帶來(lái)的稱(chēng)重控制滯后和誤差。并且如果稱(chēng)重儀表出現(xiàn)故障，往往需要更換并重新進(jìn)行標(biāo)定，增大了我們售后服務(wù)的響應(yīng)時(shí)間和成本。
三、SIWAREX稱(chēng)重控制整體解決方案
通過(guò)反復(fù)的論證，我們最終選擇了西門(mén)子S7-200PLC系統(tǒng)和Siwarex MS稱(chēng)重模塊（圖2）作為分選機(jī)稱(chēng)重控制部分的核心。SIWAREX MS稱(chēng)重模塊是標(biāo)準(zhǔn)PLC擴(kuò)展模塊，可以直接集成在S7-200系統(tǒng)中。具有稱(chēng)重和力測(cè)量功能，并具有秤的全部功能，包括自動(dòng)調(diào)零、標(biāo)定、去皮等。只需通過(guò)幾條簡(jiǎn)單的指令，就可以通過(guò)S7-200 CPU操作和設(shè)置秤的數(shù)據(jù)，同時(shí)在S7-200 CPU中直接讀取稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)用于控制和管理。
SIWAREX MS稱(chēng)重模塊與S7-200PLC的直接集成，使得稱(chēng)重控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。省去了模擬量輸入擴(kuò)展模塊、變送器以及中間環(huán)節(jié)的接線(xiàn)回路，大大降低了成本，并減少了維護(hù)量。同時(shí)，稱(chēng)重傳感器信號(hào)通過(guò)SIWAREX MS稱(chēng)重模塊直接送入S7-200PLCCPU，無(wú)需重量信號(hào)的二次轉(zhuǎn)換和傳輸，大大提高了稱(chēng)重和控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的傳輸速度和整體的控制精度（見(jiàn)圖3）。
圖3 水果電子分選機(jī)稱(chēng)重控制系統(tǒng)組成的比較
S7-200PLC的強(qiáng)大功能使得自動(dòng)分選系統(tǒng)智能化程度高，并集稱(chēng)量、邏輯運(yùn)算、統(tǒng)計(jì)儲(chǔ)存于一身，并且操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，內(nèi)設(shè)計(jì)數(shù)報(bào)警裝置，個(gè)重統(tǒng)計(jì)等方式。利用S7-200 PLC豐富的可編程能力，我們可以通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)對(duì)水果分選機(jī)稱(chēng)重控制的個(gè)性化需求，而無(wú)需增加用戶(hù)的硬件成本。用戶(hù)只需通過(guò)參數(shù)的設(shè)置，就可實(shí)現(xiàn)梨、蘋(píng)果、柿子、桃、土豆、圓蔥、香瓜等多種果疏的分選。
SIWAREX MS稱(chēng)重?cái)U(kuò)展模塊作為專(zhuān)業(yè)的稱(chēng)重模塊，具有稱(chēng)重儀表的所有功能，為稱(chēng)重傳感器提供激勵(lì)電壓，并具有溫度和激勵(lì)補(bǔ)償功能。稱(chēng)重精度可達(dá)0.05％，分辨率65000，采樣頻達(dá)50次/秒。同時(shí)利用SIWAREX自身豐富的自診斷功能，可以方便的實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)操作界面。
SIWAREX MS采用標(biāo)準(zhǔn)的模塊化設(shè)計(jì)，安裝和更換都非常方便。而且最大的特點(diǎn)就是更換SIWAREX MS模塊后，不需要對(duì)秤重新標(biāo)定，減少了用戶(hù)因?yàn)楣收贤C(jī)的檢修維護(hù)時(shí)間。使得我們的水果分選系統(tǒng)具有效率高、稱(chēng)量精度準(zhǔn)確、工作面寬、故障小適應(yīng)范圍廣等特點(diǎn)。
采用西門(mén)子SIWAREX稱(chēng)重模塊和PLC的全集成解決方案做成水果稱(chēng)重分級(jí)系統(tǒng)，減少傳統(tǒng)設(shè)備的機(jī)械部件，同時(shí)提高稱(chēng)重的精度。機(jī)械部件的減少，使選果機(jī)的調(diào)試工作量大大減少，并避免使用過(guò)程中調(diào)整更換機(jī)械部件的麻煩。
四、使用效果
西門(mén)子推出的SIWAREX MS 稱(chēng)重?cái)U(kuò)展模塊，為用戶(hù)實(shí)現(xiàn)電子選果稱(chēng)重控制系統(tǒng)的一體化全集成解決方案提供了一種全新的選擇。
經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，使用西門(mén)子SIWAREX MS稱(chēng)重模塊替代PLC模擬量輸入模塊+重量變送器，電氣回路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，故障率大大降低，而且電子選果機(jī)分選速度可以輕松達(dá)到20,000個(gè)/小時(shí)，分選精度≤±5g。同時(shí)符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的西門(mén)子自動(dòng)化產(chǎn)品良好的品質(zhì)和性能也保證了整體設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性和易用性，減少了使用和維護(hù)成本，提高了生產(chǎn)效率，為我們的客戶(hù)帶來(lái)了更大的利益。
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