提出了一種新型電子秤自動檢定裝置.該裝置采用LabVIEW作為軟件開發(fā)平合，通過OPC與下 位機PLC的通訊，以加載或卸載不同位置的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，同時采用攝像頭讀取電子秤的讀數(shù)，實現(xiàn)電子秤的自 動檢定.該裝置檢測精度高、檢定時間短，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量衡 器，具有稱量準(zhǔn)確、快速、透明度高、結(jié)算簡單等優(yōu) 點，廣受商家和消費者的青睞.為了確保電子秤的 質(zhì)量，計量檢定部門和生產(chǎn)廠家必須對電子秤進(jìn) 行檢定.同時，隨著電子秤使用時間的增加，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 計量準(zhǔn)確性會降低，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，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.因此，急需 研制一種新型的電子秤自動檢定裝置，對被檢電 子秤的各項技術(shù)指標(biāo)實現(xiàn)自動檢定.

我們設(shè)計了一種新型的電子秤自動檢定裝 置.該裝置采用LabVIEW作為軟件開發(fā)平臺， 通過OPC實現(xiàn)PC與PLC的通訊，控制標(biāo)準(zhǔn)砝 碼的加載與卸載，同時利用圖像識別技術(shù)，讀取 電子秤上的顯示秤值.系統(tǒng)自動產(chǎn)生誤差曲線、 檢定數(shù)據(jù)報表，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)國家計量檢定規(guī)程JJG 539一1997規(guī)程 要求，必須對電子秤進(jìn)行準(zhǔn)確度測試、零點測試、 稱量測試、除皮稱量測試、偏載測試、鑒別力測試、 重復(fù)性測試等.因此，我們設(shè)計的電子秤自動檢 定裝置由PC機、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構(gòu)組成，實 現(xiàn)電子秤的各種測試，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M2級砝 碼組成，包括2個0. 1kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼和12個 2.5 kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼，可對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產(chǎn)生 的磁性干擾，其固定方式方便、連接簡單、裝卸靈 活，使用過程中穩(wěn)定、安全、可靠.所有砝碼均根據(jù) 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(jù)秤盤的大 小排布標(biāo)準(zhǔn)砝碼，實現(xiàn)不同位置的加卸載，完成電 子秤的稱量測試、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(tǒng)

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

1.3電氣控制機構(gòu)

裝置的電氣控制機構(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)的動力源， 為整個系統(tǒng)提供氣源，就系統(tǒng)而言，要求氣泵能夠 運行平穩(wěn)，長時間連續(xù)工作，壽命長，噪音小，全自 動控制，不會產(chǎn)生大振動而影響檢定的結(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，閥芯在 閥體內(nèi)的相對位置發(fā)生改變，從而控制了氣缸的 運動.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導(dǎo)氣管和調(diào)節(jié)閥向氣缸提 供氣體，P LC輸出信號控制電磁換向閥的動作， 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動帶動了砝碼，實現(xiàn)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 發(fā)平臺，建立友好的人機操作界面.通過OPC 配置，實現(xiàn)PC與PLC的通訊.用戶只需通過人 機界面上的相關(guān)按鈕便可輕松地進(jìn)行檢定工作。

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

2.軟件設(shè)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(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 要實現(xiàn)氣缸充放氣過程，由活塞帶動標(biāo)準(zhǔn)砝碼， 實現(xiàn)對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，同時對手動/自動檢定方式和5g/10g 分度值進(jìn)行相應(yīng)賦值，當(dāng)條件滿足時跳轉(zhuǎn)至相 應(yīng)的子程序.自動檢定的編程按照預(yù)先設(shè)定的 檢定順序，各檢定點之間利用定時器進(jìn)行定時， 當(dāng)一個檢定點的標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載或卸載完成后， 等待定時時間，到達(dá)之后自動進(jìn)入下一個檢定 點執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載或卸載；當(dāng)需要鑒別力測 試時，利用中斷控制，即“暫停”停止當(dāng)前的檢 定，完成后繼續(xù)中斷前的測試；而手動檢定是通 過輸入執(zhí)行命令時，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

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(shù)據(jù)的顯示與自動采 集、數(shù)據(jù)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 現(xiàn)數(shù)據(jù)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.為了加強檢定系統(tǒng)的安 全性，用戶需要通過密碼進(jìn)行登陸.根據(jù)JJG 539?997數(shù)字指示秤規(guī)程，對于不同情況的電 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，而使用過的電子秤選擇周期檢定. 檢定功能分為：10 g分度的自動檢定和手動檢 定、5 g分度的自動檢定和手動檢定.以10 g分度 檢定為例，自動檢定只需按下界面上的“開始檢 定”、“結(jié)束測試” “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，同時提高了檢定的效率.手動檢定是根據(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，軟件自動獲取的各項 檢定項目數(shù)據(jù)，經(jīng)過自動分析與處理反映在報表 界面上，處理得到的誤差與規(guī)程的最大允許誤差 自動進(jìn)行比較，判斷電子秤是否合格同時對于合 格電子秤生成檢定證書，不合格電子秤生成檢定 報告.LabVIEW軟件流程如圖5.

3.實驗數(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(shù)據(jù)如表1。

從實驗數(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

筆者所設(shè)計的基于LabVIEW及PLC控制 系統(tǒng)的電子秤自動檢定裝置，具有友好的人機界 面.通過對電子秤的現(xiàn)場檢定，檢定工作只需 5?8 min，實現(xiàn)了測試數(shù)據(jù)的自動采集、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(chǔ)和保障.