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SIWAREX WP231新手必备

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  • 硬件组态与安装
  • 安装调试
  • 使用操作
  • 基础理论
  • SIWAREX WP231
  • 称重
  • 静态称重
发布时间:2024年07月25日
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介绍称重模块SIWAREX WP231的手册,例子程序,操作指南的下载及常见问题

SIWAREX WP231新手必备

对于初次接触SIWAREX WP231的客户,下列程序和资料是必备的,请通过链接下载:

WP231选型样本

WP231中文手册

WP231例子程序

WP231例子程序使用说明

WP231 MODBUS通讯使用说明

调试软件SIWATOOL使用说明

说明:SIWATOOL软件是西门子为称重模块提供的调试软件,通过该软件用户可以对模块进行参数设置、故障诊断、过程值读取及参数的备份。对于初次使用称重模块,而且没有TIA Portal编程基础的用户,通过该软件可以快速了解称重模块的功能和使用方法,加快调试的进程。当然,该软件并不是必须的,它的所有功能都可以通过例子程序实现。

WP231常问问题列表:

售前选型类常问问题:

(1)称重模块SIWAREX WP231及其附件选型

(2)一个SIWAREX WP231可以连接几台秤?

(3)称重模块SIWAREX WP231对所连接的称重传感器有哪些要求?

售后使用类常问问题:

(1)称重模块SIWAREX WP231使用的基本思路

(2)称重模块砝码标定不执行,什么原因?

(3)称重模块WP231重量存储地址

(4)称重模块WP231上电后所有指示灯都不亮?(拨码开关如何设置)

(5)称重模块WP231的指示灯Diag和LC为红色,什么含义?

(6)称重模块WP231集成的模拟量输出、数字量输入和数字量输出能否用作其它用途?

(7)称重模块WP231模拟量输出指示灯AO红绿交替闪烁

(8)称重模块WP231 MODBUS寄存器地址

(9)称重模块WP231 MODBUS RTU RS485接线及设置

(10)称重模块SIWAREX WP231以太网默认设置

(11)称重模块WP231称重传感器屏蔽层如何连接?

(12)SIWAREX WP231自动标定(理论标定)

(13)西门子提供的称重模块的例子程序是针对一个模块编写,如果项目中使用多个称重模块WP231,例子程序要做哪些修改?

WP231常问问题详细内容:

售前选型类常问问题:

(1)称重模块SIWAREX WP231及其附件选型

1)称重模块订货号:7MH4960-2AA01

2)必选附件:无

3)可选附件

在SIWAREX MS选型时,下列附件是可选的,用户可以根据自己的实际需要确定是否采购,不做强制要求。

a.  多个称重模块通过接线盒7MH4710-1EA(不锈钢外壳)或7MH4710-1BA(铝外壳),并联后连接至称重模块;

b. 传感器自带电缆长度不够,需要进行延长时,需要使用延伸盒(7MH4710-2AA);

c. 从接线盒或者延伸盒,到称重模块之间的连接电缆为专用电缆(7MH4702-8AG 橙色外皮; 7MH4702-8AF蓝色外皮,用于防爆区域);

image.png

d. 为最大程度降低干扰对测量的影响,传感器屏蔽层通过专用屏蔽元件6ES5728-8MA11与安装背板连接。

image.png

(2)一个SIWAREX WP231可以连接几台秤?

一个SIWAREX WP231只能连接一台秤。每台秤可以由多个传感器构成,每台秤所允许的传感器的数量,请参考”称重模块SIWAREX WP231对所连接的称重传感器有哪些要求?“

(3)称重模块SIWAREX WP231对所连接的称重传感器有哪些要求?

1)市场上所有基于惠斯通电桥原理的模拟式称重传感器都可以连接到SIWAREX MS模块, 包括四线制和六线制传感器,传感器特征值可以是 1 mV/V、2 mV/V或者4mV/V。称重模块给传感器的供电电压4.85V,允许的信号范围-21.3 ... +21.3 mV。

比如:下列西门子称重传感器,推荐电源电压为5至10VDC, 特征值为2mV/V, 虽然WP231供电电压比传感器推荐电源电压略低,但是影响不大,基本可以满足要求。

image.png

2)称重 模块与传感器距离:最大500m(使用西门子专用电缆)

3)每个模块可以连接几个传感器:

每台秤都可以由多个传感器构成,这些传感器通过接线盒并联为一组,然后连接至称重模块的一个通道。称重传感器的数量越多,并联后的阻抗越小,对于SIWAREX WP231模块,只要并联后的阻抗大于40欧姆即可。假设称重传感器输入阻抗为350欧姆(在称重传感器样本中可以查到该数据),那么4个传感器并联后的阻抗大约为350/4=87.5欧姆,可以满足条件。如果称重传感器位于防爆区域,并联后的阻抗要求大于50欧姆。

一般情况下,非防爆应用最多允许8个传感器并联,防爆应用最多6个并联。

售后使用类常问问题:

(1)称重模块SIWAREX WP231使用的基本思路

对于初次使用西门子称重模块SIWAREX WP231的用户,请按照下列步骤进行调试

1)正确连接称重模块24V电源及称重传感器电缆,确保称重模块LC灯不亮;

2) 称重模块参数上载,即将称重模块参数读取到调试软件SIWATOOL或者PLC的数据块中;

3) 找到要修改的参数,比如标定砝码重量、小数点个数、称量范围等,并进行修改;

4) 修改完毕后,将参数下载到称重模块中

5) 保证秤体为空,然后进行零点标定,此时显示重量为零;

6) 将砝码放在秤上,然后进行砝码标定,此时显示砝码重量。

(2)称重模块砝码标定不执行,什么原因?

称重模块规定砝码重量不能小于传感器量程(或者传感器量程总和)的5%。实际使用中,如果一台秤由多个传感器构成,砝码重量一般建议10%以上,以保证测量的精度。比如:一台秤安装有三个称重传感器,每个传感器量程1吨,那么用砝码或者实物标定时,砝码重量必须大于300千克。 当砝码或者实物重量已经满足上述条件,砝码标定仍然不执行时,用户需要检查传感器安装。

1)通过万用表测量传感器输出信号,简单估算一下传感器输出信号是否正确。比如一个量程为200吨的传感器,如果传感器特征值(灵敏度)为2mV/V,那么当传感器受到200t的力时,输出信号应该 为9.7mV (=4.85V*2mV/V),所以0.01mV代表200kg,我们简单估算一下传感器输出的信号是否正确,如果输出信号有问题,需要检查一下传感器是否有保护装置没有拆除或者其它辅助设备导致重量没有完全加载到称重传感器上。

2)当一台秤安装有多个传感器时,必须保证传感器受力尽可能相等。可以将传感器输出信号SIG+和SIG-从接线盒上拆下来,测量其mV信号与其它几个传感器信号是否非常接近。称重传感器输出的信号非常微弱,比如一个量程为200吨的传感器,如果传感器特征值(灵敏度)为2mV/V,那么当传感器受到200t的力时,输出信号为9.7mV (=4.85V*2mV/V),以0.01mV代表200kg,传感器输出信号的微小变化就代表很大的重量偏差。通过砝码标定可以在很大程度上降低安装带来的测量误差,但是安装误差太大,即使砝码标定成功了,秤在空载和砝码标定的两个点测量准确,但是线性不好,在其它测量点可能误差很大。

如果现场无法满足条件,可以考虑理论标定。

(3)称重模块WP231重量存储地址

如果WP231与S7 1200集成使用,并且使用西门子例子程序。重量存储地址为DB231.DBD494和DB231.DBD498,每个循环扫描周期自动更新,其中:

DBD494默认为毛重,如果执行了去皮命令,自动显示净重;

DBD498默认为皮重

image.png

说明:DB231.DBD494和DB231.DBD498除了显示上述重量外,还可以显示其它内容,比如滤波前和滤波后的数字量、数字量输入和输出的状态等。

image.png

(4)称重模块WP231上电后所有指示灯都不亮?(拨码开关如何设置)

如果WP231独立运行,没有S7 1200控制器,请确认"独立运行模 式"开关位置是否正确:

image.png

DIP开关1目前还没有功能。对于独立 运行模式,DIP开关2需要拨到下方。模块出厂 时开关2是拨到上方的,用于PLC集成模式。

(5)称重模块WP231的指示灯Diag和LC为红色,什么含义?

称重模块Diag和LC灯亮,通常是下列原因,需要用户逐一排查:

1)称重模块没有连接传感器

2)称重传感器接线错误,称重模块连接4线制传感器时,称重模块的SENSOR+和SENSOR-不能空着不接线,而是需要将SENSOR+与EXC+短接,SENSOR-与EXC-短接,正常情况下SIWAREX WP231模块,EXC+与EXC-之间为4.85V左右;

3)传感器输出信号SIG+和SIG-之间的mV信号不应该超过20mV,当传感器特征值(灵敏度)为2mV/V时,传感器输出信号不应该超过9.7mV,否则可能是传感器过载或者损坏;

4)SIWAREX WP231中设置的特征值(灵敏度)与实际连接的传感器的特征值必须一致,SIWAREX WP231默认特征值为2mV/V,如果用户实际使用的传感器特征值为3mV/V或者4mV/V,那么一定要修改称重模块中的灵敏度,否则称重模块也会报故障。

(6)称重模块WP231集成的模拟量输出、数字量输入和数字量输出能否用作其它用途?

称重模块WP231集成了一个0/4mA-20mA模拟量输出、4个数字量输入点和4个数字量输出点。 默认情况下,0/4m0A-20mA用于输出重量;DO用于输出模块状态,DI用于执行称重相关的命令。但是0/4mA-20mA模拟量输出和4个数字量输出点也可以用于其它用途,用于弥补S7 1200系统中模拟量和DO点数量的不足。

0/4mA-20mA模拟量输出用于其它用途需要设置如下,如果直接使用西门子提供的例子程序,模拟量输出对应的地址为DB231.DBD526。

image.png

数字量输出DO点用于其它用途的设置如下,如果直接使用西门子提供的例子程序,4个DO点的地址分别为DB231.DBX531.0、 DB231.DBX531.1、 DB231.DBX531.2、 DB231.DBX531.3。

image.png

(7)称重模块WP231模拟量输出指示灯AO红绿交替闪烁

如果DR7中设置了4-20mA对应的量程范围(默认设置为0) ,如下图所示,即4-20mA对应重量为0-200kg,此时电流输出激活,如果电流回路没有连接负载,处于开路状态,那么AQ指示灯会黄绿交替闪烁。

image.pngimage.png

4-20mA在称重模块内转化为数字量0至54612,当前电流输出对应的数字量可以在DR31中查看,如下图所示,当前数字量为27306,刚好是54612的一半,所以当前电流是12mA。

image.png

(8)称重模块WP231 MODBUS寄存器地址

常用寄存器地址如下表所示:

名称寄存器地址数据类型长度(byte)默认值数据记录
毛重过程值300832位浮点型4DR30
净重过程值301032位浮点型4
称重模块状态3004至3007
砝码重量102432位浮点型4100DR3
最大称量范围102032位浮点型4100
正向允许清零范围(最大称量范围的百分比)104432位浮点型4-1%
负向允许清零范围(最大称量范围的百分比)104632位浮点型43%
小数点个数1037无符号整数20
(单个)传感器量程141232位浮点型460DR10
称重传感器特征值(mV/V)140832位浮点型42
传感器数量1404无符号整数23

更多寄存器地址请查看WP231使用手册。

注:最大称量范围,指容器或者秤台上被称量的物料的最大重量,而不是传感器量程。当重量大于此处设置的称量范围时,称重模块的MAX指示灯会变为红色。

用户对称重模块的所有操作,比如数据记录的读写、秤的标定、清零、去皮等,都需要执行相应的命令,WP231 内部有CMD1/CMD2/CMD3三组寄存器用于存放命令,用户可以选择任意一组,CMD1优先级最高,CMD3优先级最低。

名称含义寄存器地址
CMD1CMD1_CODE命令代码910
CMD1_TRIGGER命令触发位911
CMD1_STATUS命令正在执行912
CMD1_QUIT命令没有执行913
CMD2CMD2_CODE命令代码920
CMD2_TRIGGER命令触发位921
CMD2_STATUS命令正在执行922
CMD2_QUIT命令没有执行923
CMD3CMD3_CODE命令代码930
CMD3_TRIGGER命令触发位931
CMD3_STATUS命令正在执行932
CMD3_QUIT命令没有执行933

(9)称重模块WP231 MODBUS RTU RS485接线及设置

默认设置如下:

通信速率19200 bit/sec, 偶校验、8个数据位,1个停止位,默认站地址:20

image.pngimage.png

(10)称重模块SIWAREX WP231以太网默认设置

出厂默认设置如下:

IP地址: 192.168.0.21

SIWATOOL端口号:23006

MODBUS TCP/IP端口号:502

TFTP for firmware download port: 69

image.png

如果需要重新设置IP地址,可以在SIWATOOL软件或者触摸屏上设置,如下图所示:

image.png

(11)称重模块WP231称重传感器屏蔽层如何连接?

为了防止屏蔽层上的干扰信号进入称重模块,称重模块上没有连接屏蔽线的端子,传感器电缆的屏蔽层通过专用的屏蔽连接单元(订货号:6ES5728-8MA11)与安装背板进行大面积接触。

image.pngimage.png

更多称重模块安装规范,请参考文档: SIWAREX称重模块安装接线注意事项

(12)SIWAREX WP231自动标定(理论标定)

SIWAREX 称重模块进行砝码或实物标定时,要求砝码或者实物重量大于传感器量程总和的5%,对于一些量程几百吨的传感器,现场可能不具备砝码或实物标定的条件,此时可以采用理论标定。

理论标定是基于传感器厂家提供的技术参数(传感器量程和特征值),其原理如下:

SIWAREX WP231给称重传感器的供电电压为4.85V,假设传感器量程为200t,特征值为2mV/V,那么当传感器受到200t的力时,输出信号为9.7mV (=4.85V*2mV/V)。称重模块根据当前检测到的mV信号确定当前重量,该重量包含秤体自重、称量的物料的重量、安装应力及震动等原因引入的额外重力,因此理论标定的精度与传感器安装密切相关。 下面介绍WP231理论标定的具体步骤:

首先,将称重传感器正确安装到秤下面,并保持秤台或者容器为空;

然后,在DR10中输入传感器相关信息

No. of mechanical support points:传感器数量

Average characteristic value (mV/V):传感器特征值(灵敏度),在传感器铭牌或者样本技术参数中可以查到该参数;

Nominal load of one single load cell:每个称重传感器的额定量程

image.png

参数输入完毕后,鼠标点击上图的Load cells parameter (DR 10),鼠标右键选择Send,将上述参数设置发送到称重模块中。

image.png

最后,执行Automatic Calibration (82)

image.png

理论标定完成,可以用一个砝码或者重量已知的物体测量一下测量精度,如果精度偏差很大,需要检查传感器安装,确保多个传感器受力非常接近。

(13)西门子提供的称重模块的例子程序是针对一个模块编写,如果项目中使用多个称重模块WP231,例子程序要做哪些修改?

如果项目中使用两个称重模块需要做下列工作,更多模块使用方法依次类推:

1)将DB231通过复制粘贴生成DB232用于存储第二个称重模块的参数和过程值。(在TIA Portal软件中复制粘贴后,鼠标选择复制后的DB块,右键选择"属性",手动将编号由231改为232)

2)打开OB1中的程序,将所有程序复制一遍,并对"复制后的程序"作如下修改:

a. 将FB231的背景DB块由DB231改为DB232

b. 将FB231的 ADDR管脚,改为第二个WP231模块硬件组态时的起始地址

c. 将FB231的 HW_ID管脚,改为第二个WP231模块硬件组态中硬件标识符

3)打开OB35中的程序,将所有程序复制一遍,并将DB231改为DB232

注意:(1)如果项目中没有使用西门子触摸屏,或者虽然使用西门子触摸屏但是并不使用西门子提供的触摸屏画面,可以将OB35删除。

(2)上述地址只是举例说明,用户可以根据实际使用情况分配合适的地址。

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