提出了一種新型電子秤自動(dòng)檢定裝置.該裝置采用LabVIEW作為軟件開發(fā)平合，通過(guò)OPC與下 位機(jī)PLC的通訊，以加載或卸載不同位置的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，同時(shí)采用攝像頭讀取電子秤的讀數(shù)，實(shí)現(xiàn)電子秤的自 動(dòng)檢定.該裝置檢測(cè)精度高、檢定時(shí)間短，具有較好的應(yīng)用前景.

電子秤已成為目前使用廣泛的稱重計(jì)量衡 器，具有稱量準(zhǔn)確、快速、透明度高、結(jié)算簡(jiǎn)單等優(yōu) 點(diǎn)，廣受商家和消費(fèi)者的青睞.為了確保電子秤的 質(zhì)量，計(jì)量檢定部門和生產(chǎn)廠家必須對(duì)電子秤進(jìn) 行檢定.同時(shí)，隨著電子秤使用時(shí)間的增加，其內(nèi) 部元器件可能出現(xiàn)老化，環(huán)境因素如高濕度、灰 塵、一些具有腐蝕性物質(zhì)的玷污等的影響，其稱重 計(jì)量準(zhǔn)確性會(huì)降低，故需要定期進(jìn)行檢定.然而，目前對(duì)電子秤的檢定仍然以手工檢定為王，不僅 檢定周期長(zhǎng)，而且存在檢定效率低、工作強(qiáng)度大、 檢定質(zhì)量易受人為因素影響等缺點(diǎn).因此，急需 研制一種新型的電子秤自動(dòng)檢定裝置，對(duì)被檢電 子秤的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢定.

我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型的電子秤自動(dòng)檢定裝 置.該裝置采用LabVIEW作為軟件開發(fā)平臺(tái)， 通過(guò)OPC實(shí)現(xiàn)PC與PLC的通訊，控制標(biāo)準(zhǔn)砝 碼的加載與卸載，同時(shí)利用圖像識(shí)別技術(shù)，讀取 電子秤上的顯示秤值.系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生誤差曲線、 檢定數(shù)據(jù)報(bào)表，并出具檢定結(jié)果通知書或檢定 證書.

1.檢定裝置構(gòu)成

根據(jù)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG 539一1997規(guī)程 要求，必須對(duì)電子秤進(jìn)行準(zhǔn)確度測(cè)試、零點(diǎn)測(cè)試、 稱量測(cè)試、除皮稱量測(cè)試、偏載測(cè)試、鑒別力測(cè)試、 重復(fù)性測(cè)試等.因此，我們?cè)O(shè)計(jì)的電子秤自動(dòng)檢 定裝置由PC機(jī)、PLC控制系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)砝碼、攝像 頭、Lab VIEW控制軟件和電氣控制機(jī)構(gòu)組成，實(shí) 現(xiàn)電子秤的各種測(cè)試，如圖1.

1.1 標(biāo)準(zhǔn)砝碼

該裝置采用的標(biāo)準(zhǔn)砝碼組由14個(gè)M2級(jí)砝 碼組成，包括2個(gè)0. 1kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼和12個(gè) 2.5 kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼，可對(duì)30 kg/10 g和30 kg/5 g 的電子秤進(jìn)行檢定.該標(biāo)準(zhǔn)砝碼以非磁性不銹鋼 作為制造材料，能有效地消除砝碼加卸載時(shí)產(chǎn)生 的磁性干擾，其固定方式方便、連接簡(jiǎn)單、裝卸靈 活，使用過(guò)程中穩(wěn)定、安全、可靠.所有砝碼均根據(jù) 編號(hào)定位放置，以防產(chǎn)生人為誤差.

砝碼分布采用均勻分布方式.根據(jù)秤盤的大 小排布標(biāo)準(zhǔn)砝碼，實(shí)現(xiàn)不同位置的加卸載，完成電 子秤的稱量測(cè)試、偏載測(cè)試等相關(guān)檢定項(xiàng)目，具體 砝碼分布如圖2.

1.2 PLC控制系統(tǒng)

該裝置PLC控制器采用WAGO PLC，其優(yōu) 點(diǎn)為使用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌進(jìn)行安裝，即插即用，插拔式輸 出幾乎可以隨意擴(kuò)展，接線簡(jiǎn)單、可靠，而且模塊 的體積小，節(jié)省空間，維護(hù)費(fèi)用低。 PLC控制系 統(tǒng)主要向繼電器發(fā)送控制信號(hào)，使電氣控制機(jī)構(gòu) 中的氣缸運(yùn)動(dòng)，從而引起標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載或卸載.

1.3電氣控制機(jī)構(gòu)

裝置的電氣控制機(jī)構(gòu)由氣泵、調(diào)節(jié)閥、電磁 閥、繼電器及氣缸組成.氣泵作為系統(tǒng)的動(dòng)力源， 為整個(gè)系統(tǒng)提供氣源，就系統(tǒng)而言，要求氣泵能夠 運(yùn)行平穩(wěn)，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，壽命長(zhǎng)，噪音小，全自 動(dòng)控制，不會(huì)產(chǎn)生大振動(dòng)而影響檢定的結(jié)果.調(diào)節(jié) 閥為調(diào)節(jié)砝碼加卸載的速度.電磁閥為一進(jìn)二出 的二位三通式，當(dāng)線圈鐵盒通電或斷電時(shí)，閥芯在 閥體內(nèi)的相對(duì)位置發(fā)生改變，從而控制了氣缸的 運(yùn)動(dòng).氣缸的活塞端與設(shè)置在氣缸外的掛鉤的 一端用螺母連接，掛鉤的另一端懸掛標(biāo)準(zhǔn)砝碼.利 用氣泵提供的氣源通過(guò)導(dǎo)氣管和調(diào)節(jié)閥向氣缸提 供氣體，P LC輸出信號(hào)控制電磁換向閥的動(dòng)作， 導(dǎo)致氣缸內(nèi)部進(jìn)行充放氣，其內(nèi)部的壓力發(fā)生變 化，從而氣缸的活塞上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)了砝碼，實(shí)現(xiàn)砝 碼對(duì)電子秤的加卸載檢定工作，如圖3.

1.4 Lab VIEW控制軟件

采用具有功能強(qiáng)大的Lab VIEW軟件作為開 發(fā)平臺(tái)，建立友好的人機(jī)操作界面.通過(guò)OPC 配置，實(shí)現(xiàn)PC與PLC的通訊.用戶只需通過(guò)人 機(jī)界面上的相關(guān)按鈕便可輕松地進(jìn)行檢定工作。

并自動(dòng)生成誤差曲線、數(shù)據(jù)報(bào)表、檢定結(jié)果通知書 或檢定證書。

2.軟件設(shè)計(jì)

本檢定裝置的控制程序由PLC程序和Lair VIEW控制程序兩部分組成，通過(guò)以太網(wǎng)端口連 接上位機(jī)PC機(jī)與下位機(jī)PLC控制器. Lab-VIEW 控制程序通過(guò)OPC配置計(jì)算PLC程序地 址通訊，從而在LabVIEW程序的界面上控制 PLC各I/O輸出相應(yīng)狀態(tài)，完成標(biāo)準(zhǔn)砝碼的加 卸載.

2.1 PLC程序流程圖

PLC程序由初始化、砝碼加卸載輸出控制 指令等模塊組成，采用梯形圖（LD)進(jìn)行編程，主 要實(shí)現(xiàn)氣缸充放氣過(guò)程，由活塞帶動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)砝碼， 實(shí)現(xiàn)對(duì)電子秤秤盤的加卸載功能，完成檢定.根 據(jù)控制要求首先對(duì)所需變量進(jìn)行地址選擇及定 義，方便主程序的編寫.利用常開常閉，設(shè)置開 始檢定點(diǎn)，同時(shí)對(duì)手動(dòng)/自動(dòng)檢定方式和5g/10g 分度值進(jìn)行相應(yīng)賦值，當(dāng)條件滿足時(shí)跳轉(zhuǎn)至相 應(yīng)的子程序.自動(dòng)檢定的編程按照預(yù)先設(shè)定的 檢定順序，各檢定點(diǎn)之間利用定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)， 當(dāng)一個(gè)檢定點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載或卸載完成后， 等待定時(shí)時(shí)間，到達(dá)之后自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)檢定 點(diǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載或卸載；當(dāng)需要鑒別力測(cè) 試時(shí)，利用中斷控制，即“暫停”停止當(dāng)前的檢 定，完成后繼續(xù)中斷前的測(cè)試；而手動(dòng)檢定是通 過(guò)輸入執(zhí)行命令時(shí)，才能執(zhí)行相應(yīng)的程序代碼， 程序流程圖如圖4.

2. 2 LabVIEW軟件設(shè)計(jì)

LabVIEW控制程序由相關(guān)信息輸入、控制 指令輸出、圖像識(shí)別處理、數(shù)據(jù)的顯示與自動(dòng)采 集、數(shù)據(jù)保存與處理、誤差計(jì)算、測(cè)試項(xiàng)目合格與 否的判斷、生成報(bào)表、打印輸出等功能組成.采用 功能強(qiáng)大的LabVIEW編程及圖像識(shí)別功能，實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)的識(shí)別與獲取及人機(jī)友好的連接。只需 在PC機(jī)上操作界面進(jìn)行操控，便可完成檢定工 作，操作簡(jiǎn)單、靈活.

打開電子秤檢定系統(tǒng)圖標(biāo)，進(jìn)入歡迎界面，作 為引導(dǎo)檢定工作的開始.為了加強(qiáng)檢定系統(tǒng)的安 全性，用戶需要通過(guò)密碼進(jìn)行登陸.根據(jù)JJG 539?997數(shù)字指示秤規(guī)程，對(duì)于不同情況的電 子秤，其檢定方式和要求不同，剛出廠的新電子秤 選擇首次檢定，而使用過(guò)的電子秤選擇周期檢定. 檢定功能分為：10 g分度的自動(dòng)檢定和手動(dòng)檢 定、5 g分度的自動(dòng)檢定和手動(dòng)檢定.以10 g分度 檢定為例，自動(dòng)檢定只需按下界面上的“開始檢 定”、“結(jié)束測(cè)試” “暫停與繼續(xù)”按鈕，便可完成相 關(guān)的檢定工作，此方式剔除了大量手工檢定的繁瑣工序，同時(shí)提高了檢定的效率.手動(dòng)檢定是根據(jù) 檢定順序，用戶單擊相關(guān)按鈕單步執(zhí)行，此方式靈 活、便于控制.檢定完成后，軟件自動(dòng)獲取的各項(xiàng) 檢定項(xiàng)目數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)自動(dòng)分析與處理反映在報(bào)表 界面上，處理得到的誤差與規(guī)程的最大允許誤差 自動(dòng)進(jìn)行比較，判斷電子秤是否合格同時(shí)對(duì)于合 格電子秤生成檢定證書，不合格電子秤生成檢定 報(bào)告.LabVIEW軟件流程如圖5.

3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析

根據(jù)JJG 539—1997數(shù)字指示秤檢定規(guī)程要求，對(duì)一臺(tái)合格的ACS30型（分度值e=10 g)的 電子秤進(jìn)行檢定，檢定數(shù)據(jù)如表1。

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中得出該電子秤的誤差在最大允 許誤差的范圍內(nèi)，可以判斷該電子秤為合格.

4.結(jié)語(yǔ)

筆者所設(shè)計(jì)的基于LabVIEW及PLC控制 系統(tǒng)的電子秤自動(dòng)檢定裝置，具有友好的人機(jī)界 面.通過(guò)對(duì)電子秤的現(xiàn)場(chǎng)檢定，檢定工作只需 5?8 min，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、處理，并 生成各種報(bào)表，提高了電子秤的檢定效率，為電子 秤的生產(chǎn)和檢定工作提供了可靠基礎(chǔ)和保障.