سیستمهای توزین در SIMATIC S7‑1200 با SIWAREX — معرفی، تنظیم و نکات عملیاتی
این راهنما برای مهندسین اتوماسیون، اپراتورها و پیمانکاران نوشته شده و بهصورت عملی پیادهسازی SIWAREX WP در کنار S7‑1200، مراحل کانفیگ در TIA Portal/SiwaTool و پارامترهای روزمره که باید تنظیم و کنترل شوند را پوشش میدهد.
۱. معرفی کلی و کاربردها
ماژولهای SIWAREX WP بهطور خاص برای یکپارچهسازی توزین استاتیک و دینامیک با خانواده SIMATIC طراحی شدهاند. کاربردهای رایج شامل دوزینگ، پرکنها (filling), کنترل وزن بستهبندی، چکویگ (checkweighing)، کنترل فرایندهای تولید صنعتی و ثبت دادههای وزنی برای تضمین کیفیت است.
۲. معرفی ماژولهای رایج WP و امکانات هر کدام
خلاصهای از ماژولهای پراستفاده SIWAREX برای S7‑1200:
| ماژول | کاربرد کلی | ویژگیهای کلیدی |
|---|---|---|
| SIWAREX WP231 | ترازهای کنترل، پرکن و چکوزن کوچک تا متوسط | نصب روی ریل، ورودی load-cell، DI/DO، خروجی آنالوگ، پشتیبانی TIA/SiwaTool، راهاندازی سریع |
| SIWAREX WP251 | دوزینگ و پرکنها، کاربردهای صنعتی با نیاز به دقت بالا | حالتهای دوزینگ، مدهای فیلترینگ قابل تنظیم، ارتباط مستقیم با S7‑1200 |
| SIWAREX WP321 / WP321 ST | ادغام مقیاسهای ایستا (static scales) در ایستگاههای ET/ET200 | یکپارچگی با ET200، انعطافپذیری در سیمبندی و کانفیگ |
برای انتخاب ماژول مناسب، بهتر است پارامترهایی مثل تعداد و نوع load-cell، محدوده وزنی، نرخ نمونهبرداری (sample rate)، نیاز به خروجی آنالوگ یا دیجیتال و محیط نصب را در نظر بگیرید.
۳. سیمبندی و نکات سختافزاری
- همه کابلهای load-cell باید بهصورت جفت و شیلد شده استفاده شوند و شیلد تنها در یک نقطه زمین شود.
- از منبع تغذیه 24V جدا برای پل تغذیه PLC و ماژولهای توزین استفاده کنید یا طبق دیتاشیت ماژول عمل کنید تا نویز کاهش یابد.
- فاصله کابلهای سیگنال از کابلهای قدرت و مبدلهای فرکانسدار رعایت شود.
- در صورت وجود خروجی آنالوگ، آن را مطابق با دامنه وزنی و رزولوشن مقیاس تنظیم کنید (مثلاً 0–10V یا 4–20mA).
۴. پیکربندی در TIA Portal / SiwaTool — مراحل عملی
- ایجاد سختافزار (Add device): ماژول WP را در سختافزار پروژه S7‑1200 اضافه کنید (drag & drop) و آدرس I/O آن را مشخص کنید.
- تنظیم پارامترهای ارتباطی: پارامتر ADDR (Start address) برای فضای I/O باید مطابق با Device view تعیین شود؛ ارتباط WP معمولاً 32 بایت در I/O مصرف میکند.
- راهاندازی SiwaTool (در صورت استفاده): برای کالیبراسیون و تنظیمات دقیق (filter, auto-tare, excitation, diagnostics) از SiwaTool یا QuickGuide مخصوص WP استفاده کنید.
- کالیبراسیون: انجام کالیبراسیون با وزنه مرجع و ثبت span/zero در ماژول. توصیه میشود وزنه کالیبراسیون حداقل 5–10% از ظرفیت را داشته باشد تا دقت مناسب تضمین شود.
- آزمون و بررسی: بررسی LIFEBIT یا بیتهای تشخیص ارتباط، مشاهده مقادیر واقعی روی HMI و آزمایشهای عملی پر و تخلیه برای اطمینان از عملکرد درست.
۵. پارامترهای روزمره/عملیاتی که معمولاً نیاز به تنظیم یا بررسی دارند
- Zero / Tare: چک و ثبت صفر سیستم قبل از شروع شیفت؛ بررسی و اجرای Tare خودکار یا دستی در صورت نیاز.
- Span / Calibration weight: بازبینی دورهای کالیبراسیون و اطمینان از صحت span (حداقل با یک وزنه مرجع).
- Filter / Averaging: زمان فیلتر (time constant)، متوسطگیری یا مدهای فیلترینگ برای حذف نویز و لرزش.
- Excitation voltage: بررسی ولتاژ تغذیه سنسور (برابر با مقدار دیتاشیت load-cell) و سیمکشی صحیح.
- Deadband / Hysteresis: کاهش نوسان در ناحیه نزدیک به صفر یا setpoint.
- Diagnostics & Alarms: نظارت روی خطاهای load-cell، قطعی سیم، وضعیت LIFEBIT و مقادیر خارج از رنج.
- Scaling / Analog output: تطبیق خروجی آنالوگ با واحد وزن (kg, t) و محدوده مورد انتظار سیستم SCADA یا DCS.
- Data logging: بررسی بافرهای ثبت (DataLog) و انتقال لاگهای وزنی به HMI/سرور جهت ردیابی کیفیت و ردگیری تاریخچه.
۶. نکات عیبیابی کوتاه و ترفندهای عملی
- اگر مقدار وزن ناپایدار است، اول سراغ سیمکشی، اتصال شیلد و منبع تغذیه بروید؛ سپس پارامتر فیلتر را افزایش دهید.
- خطای overload یا underrange را با چک کردن محدوده load-cell و ظرفیت ماژول بررسی کنید.
- برای خطای ارتباط، LIFEBIT و LEDهای وضعیت روی ماژول را بررسی کنید و سپس آدرس I/O و کابل پروتنت/اترنت را کنترل کنید.
- در کاربردهای پرکن سریع، از مدهای خاص dosing و تابع کنترل پر تا رسیدن به setpoint استفاده کنید تا از پدیده overshoot جلوگیری شود.
۷. مثال ساده نقشه I/O و ساختار دادهای
ارتباط معمولی بین WP و S7‑1200 حداقل 32 بایت I/O مصرف میکند؛ ورودیها شامل وزنِ فعلی، وضعیت LIFEBIT، خطاها و خروجیها شامل فرمان تِیر، ریست و خروجی آنالوگ است. (برای جزئیات آدرسدهی، به دیتاشیت ماژول مراجعه کنید.)
۸. بهترین روشها برای پیادهسازی در خط تولید
- محافظت الکترونیکی مناسب (ترمزهای سرج، فیلترهای EMI) را برای محافظت از ماژولهای توزین پیاده کنید.
- پروتکلهای تست و کالیبراسیون دورهای را تعریف کرده و در فرمهای کنترل کیفیت ثبت نمایید.
- پارامترهای حساس مثل zero drift، linearity و repeatability را دورهای بررسی کنید و آستانههای هشدار تعریف کنید.
۹. منابع و مراجع (برای مطالعه بیشتر)
برای جزئیات فنی، دیتاشیت و راهنمای نصب هر ماژول SIWAREX به مستندات رسمی زیمنس مراجعه کنید — در این مستندات نحوه کالیبراسیون، آدرسدهی I/O و تنظیمات دقیق پارامترها بهصورت جامع آمده است.
نیاز به آموزش عملی و تکمیلی دارید؟
اگر علاقهمند به آموزشهای تکمیلی هستید میتوانید در دوره تخصصی اتوماسیون صنعتی شرکت کنید که توسط مهندس توانا در مشهد زیمنس برگزار میشود. این دوره هم بهصورت حضوری و هم آنلاین با تأکید بر تمرینهای عملی و حل کیسهای واقعی ارائه میشود. برای اطلاعات بیشتر و ثبتنام تماس بگیرید.
