一、前言

水果包裝系統(tǒng)由清洗，烘干，打蠟，分級，包裝組成，稱重分級是水果包裝系統(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)用于長形、不規(guī)則形狀的水果和蔬菜生產(chǎn)分選，可以用于蘋果、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PLC稱重和控制部分的反應(yīng)速度要求較高。以蘋果分選為例，分級速度要求為20,000個(gè)蘋果/小時(shí)。市場上電子選果機(jī)普遍采用的稱重方式為重量變送器或單片機(jī)儀表。重量變送器將稱重傳感器的信號轉(zhuǎn)換成4～20mA模擬量信號并送至S7-200PLC。PLC通過模擬量信號控制分選設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)對果品根據(jù)重量進(jìn)行分級。由于稱重傳感器的信號要通過變送器和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題，對稱重控制的響應(yīng)時(shí)間和測量精度會(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之間由于稱重?cái)?shù)據(jù)傳遞和轉(zhuǎn)換帶來的稱重控制滯后和誤差。并且如果稱重儀表出現(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稱重控制整體解決方案

通過反復(fù)的論證，我們最終選擇了西門子S7-200PLC系統(tǒng)和Siwarex MS稱重模塊（圖2）作為分選機(jī)稱重控制部分的核心。SIWAREX MS稱重模塊是標(biāo)準(zhǔn)PLC擴(kuò)展模塊，可以直接集成在S7-200系統(tǒng)中。具有稱重和力測量功能，并具有秤的全部功能，包括自動(dòng)調(diào)零、標(biāo)定、去皮等。只需通過幾條簡單的指令，就可以通過S7-200 CPU操作和設(shè)置秤的數(shù)據(jù)，同時(shí)在S7-200 CPU中直接讀取稱重?cái)?shù)據(jù)用于控制和管理。

圖2  Siwarex稱重模塊

S7-200PLC的強(qiáng)大功能使得自動(dòng)分選系統(tǒng)智能化程度高，并集稱量、邏輯運(yùn)算、統(tǒng)計(jì)儲存于一身，并且操作簡單，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，我們可以通過編程來實(shí)現(xiàn)用戶對水果分選機(jī)稱重控制的個(gè)性化需求，而無需增加用戶的硬件成本。用戶只需通過參數(shù)的設(shè)置，就可實(shí)現(xiàn)梨、蘋果、柿子、桃、土豆、圓蔥、香瓜等多種果疏的分選。

SIWAREX MS稱重?cái)U(kuò)展模塊作為專業(yè)的稱重模塊，具有稱重儀表的所有功能，為稱重傳感器提供激勵(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，不需要對秤重新標(biāo)定，減少了用戶因?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)。

采用西門子SIWAREX稱重模塊和PLC的全集成解決方案做成水果稱重分級系統(tǒng)，減少傳統(tǒng)設(shè)備的機(jī)械部件，同時(shí)提高稱重的精度。機(jī)械部件的減少，使選果機(jī)的調(diào)試工作量大大減少，并避免使用過程中調(diào)整更換機(jī)械部件的麻煩。

四、使用效果

西門子推出的SIWAREX MS 稱重?cái)U(kuò)展模塊，為用戶實(shí)現(xiàn)電子選果稱重控制系統(tǒng)的一體化全集成解決方案提供了一種全新的選擇。

    經(jīng)過實(shí)踐證明，使用西門子SIWAREX MS稱重模塊替代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，為我們的客戶帶來了更大的利益。