针对系统要求，综合考虑可靠性、先进性、系统成本以及通讯能力要求，配料控制系统采用西门子S7-300 PLC作为主要逻辑控制器，上位机为一台DELL PC和一台10英寸西门子TP270触摸屏。称量控制的核心部件是SIWAREX FTA电子称重模块，称重传感器给出重量信号(mV模拟量信号)直接进入到SIWAREX FTA，其余的称重过程由FTA分解完成（包括物料的快慢加转换，悬浮料计算与修正、容差报警、小流量提示等）。而多配方的存储与调用、多物料加料顺序的控制、报表、报警的生成与管理等等则依赖于S7-300 的CPU来完成。
SIWAREX FTA给出确定的动作信号到PLC的I/O卡进而由PLC的I/O来控制电气、设备。同样，上位机PC或TP270触摸屏也可以对SIWAREX FTA的称重过程进行监视与干预，实现功能兼容互为备用的作用。见图4.1
图 4.1 配料控制系统方案
②基于STEP 7 如何划分功能单元
配料过程中，所有的逻辑控制基本都要由PLC完成，那么除了诸如加料机、活化器、收集皮带、混料机、放料阀等等机械设备外，我们如何详细划分配比称量部分的功能呢？首先，我们要了解SIWAREX FTA称重模块的控制和通讯方式， SIWA_FTA与SIMATIC CPU利用功能块FB41进行通信。在编制调用过程中，会给FB SIWA_FTA创建一个实例数据块。除了实例数据块以外，每个定标SIWAREX FTA都需要一个定标数据块，在其中储存秤的参数。随它一起提供的数据类型UDT12能用来创建定标数据块。矢量数据块也必须装载到SIMATIC CPU中。一个矢量数据块可以被一个以上的SIWAREX FTA所使用。对于应用程序中的每个秤，程序功能块FB 41能被调用一次。它在一个程序层级上循环（例如在OB 1中），并提供有调用参数。也就是说我们所有的与SIWA_FTA的对话都要通过FB 41进行[2]:
CALL "SIWA_FTA" , "FTA1 SL"
ADDR :=464
DB_SCALE :=12
DB_VECTOR :=11
CMD_IN :="DB_SCALE-1".i_CMD_INPUT 命令代码输入
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 命令正在进行
CMD_FOK :="DB_SCALE-1".bo_CMD_FINISHED_OK 命令完成，OK
CMD_ERR :="DB_SCALE-1".bo_CMD_ERR 命令完成错误
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
不同层次中划分的各功能单元间的通讯要力求简单，功能力求明确。这样，我们编制的功能块也就可以作为工具，简单、明确、方便的永久性使用同时也方便现场的调试和修改。
图 4.2 功能单元划分
如图，其中FB plan（配料计划）、FB as_pro（系统配方管理与应用）、FB pro1单台称配方应用、FB met1（单台称称重控制）、FB rept（配料报表）、FB rept 1（单台称报表编制）、FB cali（校秤）都可以作为“工具”灵活、方便的使用。
③带多物料的主称重控制的实现（FB met1）
主称重控制的精确称量是由模块的称重循环完成的，但是我们如何在称重循环以外添加多物料控制功能、添加人为干预选项是我们需要解决的问题。称量中物料的特性参数和物料用量是被保存在模块内部的数据块（通过DB12）中的。这些参数包括：物料的正负容差、小流量极限、慢加设定值、悬浮料、稳定时间与重量等等。所以当我们转换物料的称量时,必须改写这些参数；另外，由于物料的慢加点、悬浮料值有自动修正，所以在每个物料称重循环结束时必须马上转移、保存这些值，以免被新的物料参数所覆盖。
控制的逻辑过程可按如下编写：
图 4.3 控制逻辑过程
编写这部分主称量程序时，除了要保证严密性、容错能力，更要布置好功能块的输入与输出，使它成为一个独立的功能单元(FB met)：
输入（IN） 输出(OUT)
④多配方选择控制（FB as_pro ; FB pro1）
多配方的实现仍要靠SIWAREX FTA外部的CPU来完成，建好存储配方参数的数据块之后，我们只需按所执行的配方来输送配方参数。在这里我们设置两个模式即：总量模式和非总量模式。这有利于在几十种物料的复杂配方中任意修改、按比例放大、缩小配方。控制的逻辑过程可按如下编写：
图 4.4 多配方选择控制
每个称（模块）处理若干个物料；所以我们需要固定的功能块来处理于控制每个模块内部的配方数据处理即FB pro1~ FB pro7。
输入（IN） 输出(OUT)
但同时，我们也需要一个功能块来统筹处理所有称（模块）之间的配方关系。即FB pro1~ FB pro7。这样，我们才能从整体化控制、修改管理不同的配方：
输入（IN） 输出(OUT)
⑤校称、报表等
除了多物料、多配方的功能补充，校称的功能块FB cali、综合报表与单台报表的功能块FB rept等都是需要补充的功能单元。它们一旦建立便可以自由方便的按照客户要求使用。
5、结论
西门子的SIWAREX FTA是一款性能稳定、卓越的电子称重模块，我们可以通过将它集成在S7-300中来编写各种功能模块，进而实现多配方、多物料的精确配料功能。这已在2006年9月宜宾五粮液集团两台玻璃熔炉的配料系统工程中得到印证。此系统高智能的自动控制、自由的干涉控制、过程的多点监测、实时纪录都给生产带来了极大的方便。另外，西门子提供SIWAREX FTA支持多物料、多配方的组态软件包，内有各功能单元的实例程序，直接调用即可。也可自己编写这些功能单元，一旦编写完成，便可一劳永逸。再加上它很高的性价比，所以SIWAREX FTA电子称重模块在配料行业一定会逐渐得到更为广泛的应用。
参考文献：
[1] 西门子STEP 7 V5.3 编程参考手册
[2] 西门子SIWAREX FTA 装置手册
[3] 郁少勇《新型玻璃原料配料控制系统的开发及应用》 玻璃 2006.5
