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(kāi)發(fā)平合，通過(guò)OPC與下 位機PLC的通訊，以加載或卸載不同位置的標準砝碼，同時(shí)采用攝像頭讀取電子秤的讀數，實(shí)現電子秤的自 動(dòng)檢定.該裝置檢測精度高、檢定時(shí)間短，具有較好的應用前景.

電子秤已成為目前使用廣泛的稱(chēng)重計量衡 器，具有稱(chēng)量準確、快速、透明度高、結算簡(jiǎn)單等優(yōu) 點(diǎn)，廣受商家和消費者的青睞.為了確保電子秤的 質(zhì)量，計量檢定部門(mén)和生產(chǎn)廠(chǎng)家必須對電子秤進(jìn) 行檢定.同時(shí)，隨著(zhù)電子秤使用時(shí)間的增加，其內 部元器件可能出現老化，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(chēng)重 計量準確性會(huì )降低，故需要定期進(jìn)行檢定.然而，目前對電子秤的檢定仍然以手工檢定為王，不僅 檢定周期長(cháng)，而且存在檢定效率低、工作強度大、 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，對被檢電 子秤的各項技術(shù)指標實(shí)現自動(dòng)檢定.

我們設計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(kāi)發(fā)平臺， 通過(guò)OPC實(shí)現PC與PLC的通訊，控制標準砝 碼的加載與卸載，同時(shí)利用圖像識別技術(shù)，讀取 電子秤上的顯示秤值.系統自動(dòng)產(chǎn)生誤差曲線(xiàn)、 檢定數據報表，并出具檢定結果通知書(shū)或檢定 證書(shū).

1.檢定裝置構成

根據國家計量檢定規程JJG 539一1997規程 要求，必須對電子秤進(jìn)行準確度測試、零點(diǎn)測試、 稱(chēng)量測試、除皮稱(chēng)量測試、偏載測試、鑒別力測試、 重復性測試等.因此，我們設計的電子秤自動(dòng)檢 定裝置由PC機、PLC控制系統、標準砝碼、攝像 頭、Lab VIEW控制軟件和電氣控制機構組成，實(shí) 現電子秤的各種測試，如圖1.

1.1 標準砝碼

該裝置采用的標準砝碼組由14個(gè)M2級砝 碼組成，包括2個(gè)0. 1kg標準砝碼和12個(gè) 2.5 kg標準砝碼，可對30 kg/10 g和30 kg/5 g 的電子秤進(jìn)行檢定.該標準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)程中穩定、安全、可靠.所有砝碼均根據 編號定位放置，以防產(chǎn)生人為誤差.

砝碼分布采用均勻分布方式.根據秤盤(pán)的大 小排布標準砝碼，實(shí)現不同位置的加卸載，完成電 子秤的稱(chēng)量測試、偏載測試等相關(guān)檢定項目，具體 砝碼分布如圖2.

1.2 PLC控制系統

該裝置PLC控制器采用WAGO PLC，其優(yōu) 點(diǎn)為使用標準導軌進(jìn)行安裝，即插即用，插拔式輸 出幾乎可以隨意擴展，接線(xiàn)簡(jiǎn)單、可靠，而且模塊 的體積小，節省空間，維護費用低。 PLC控制系 統主要向繼電器發(fā)送控制信號，使電氣控制機構 中的氣缸運動(dòng)，從而引起標準砝碼加載或卸載.

1.3電氣控制機構

裝置的電氣控制機構由氣泵、調節閥、電磁 閥、繼電器及氣缸組成.氣泵作為系統的動(dòng)力源， 為整個(gè)系統提供氣源，就系統而言，要求氣泵能夠 運行平穩，長(cháng)時(shí)間連續工作，壽命長(cháng)，噪音小，全自 動(dòng)控制，不會(huì )產(chǎn)生大振動(dòng)而影響檢定的結果.調節 閥為調節砝碼加卸載的速度.電磁閥為一進(jìn)二出 的二位三通式，當線(xiàn)圈鐵盒通電或斷電時(shí)，閥芯在 閥體內的相對位置發(fā)生改變，從而控制了氣缸的 運動(dòng).氣缸的活塞端與設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準砝碼.利 用氣泵提供的氣源通過(guò)導氣管和調節閥向氣缸提 供氣體，P LC輸出信號控制電磁換向閥的動(dòng)作， 導致氣缸內部進(jìn)行充放氣，其內部的壓力發(fā)生變 化，從而氣缸的活塞上下運動(dòng)帶動(dòng)了砝碼，實(shí)現砝 碼對電子秤的加卸載檢定工作，如圖3.

1.4 Lab VIEW控制軟件

采用具有功能強大的Lab VIEW軟件作為開(kāi) 發(fā)平臺，建立友好的人機操作界面.通過(guò)OPC 配置，實(shí)現PC與PLC的通訊.用戶(hù)只需通過(guò)人 機界面上的相關(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(xiàn)、數據報表、檢定結果通知書(shū) 或檢定證書(shū)。

2.軟件設計

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PC機與下位機PLC控制器. Lab-VIEW 控制程序通過(guò)OPC配置計算PLC程序地 址通訊，從而在LabVIEW程序的界面上控制 PLC各I/O輸出相應狀態(tài)，完成標準砝碼的加 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)現氣缸充放氣過(guò)程，由活塞帶動(dòng)標準砝碼， 實(shí)現對電子秤秤盤(pán)的加卸載功能，完成檢定.根 據控制要求首先對所需變量進(jìn)行地址選擇及定 義，方便主程序的編寫(xiě).利用常開(kāi)常閉，設置開(kāi) 始檢定點(diǎn)，同時(shí)對手動(dòng)/自動(dòng)檢定方式和5g/10g 分度值進(jìn)行相應賦值，當條件滿(mǎn)足時(shí)跳轉至相 應的子程序.自動(dòng)檢定的編程按照預先設定的 檢定順序，各檢定點(diǎn)之間利用定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)， 當一個(gè)檢定點(diǎn)的標準砝碼加載或卸載完成后， 等待定時(shí)時(shí)間，到達之后自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)檢定 點(diǎn)執行標準砝碼加載或卸載；當需要鑒別力測 試時(shí)，利用中斷控制，即“暫停”停止當前的檢 定，完成后繼續中斷前的測試；而手動(dòng)檢定是通 過(guò)輸入執行命令時(shí)，才能執行相應的程序代碼， 程序流程圖如圖4.

2. 2 LabVIEW軟件設計

LabVIEW控制程序由相關(guān)信息輸入、控制 指令輸出、圖像識別處理、數據的顯示與自動(dòng)采 集、數據保存與處理、誤差計算、測試項目合格與 否的判斷、生成報表、打印輸出等功能組成.采用 功能強大的LabVIEW編程及圖像識別功能，實(shí) 現數據的識別與獲取及人機友好的連接。只需 在PC機上操作界面進(jìn)行操控，便可完成檢定工 作，操作簡(jiǎn)單、靈活.

打開(kāi)電子秤檢定系統圖標，進(jìn)入歡迎界面，作 為引導檢定工作的開(kāi)始.為了加強檢定系統的安 全性，用戶(hù)需要通過(guò)密碼進(jìn)行登陸.根據JJG 539?997數字指示秤規程，對于不同情況的電 子秤，其檢定方式和要求不同，剛出廠(chǎng)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(kāi)始檢 定”、“結束測試” “暫停與繼續”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 檢定順序，用戶(hù)單擊相關(guān)按鈕單步執行，此方式靈 活、便于控制.檢定完成后，軟件自動(dòng)獲取的各項 檢定項目數據，經(jīng)過(guò)自動(dòng)分析與處理反映在報表 界面上，處理得到的誤差與規程的最大允許誤差 自動(dòng)進(jìn)行比較，判斷電子秤是否合格同時(shí)對于合 格電子秤生成檢定證書(shū)，不合格電子秤生成檢定 報告.LabVIEW軟件流程如圖5.

3.實(shí)驗數據與分析

根據JJG 539—1997數字指示秤檢定規程要求，對一臺合格的ACS30型（分度值e=10 g)的 電子秤進(jìn)行檢定，檢定數據如表1。

從實(shí)驗數據中得出該電子秤的誤差在最大允 許誤差的范圍內，可以判斷該電子秤為合格.

4.結語(yǔ)

筆者所設計的基于LabVIEW及PLC控制 系統的電子秤自動(dòng)檢定裝置，具有友好的人機界 面.通過(guò)對電子秤的現場(chǎng)檢定，檢定工作只需 5?8 min，實(shí)現了測試數據的自動(dòng)采集、處理，并 生成各種報表，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和保障.