電子臺(tái)秤自動(dòng)檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)

孫曉偉（佳木斯市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢測(cè)中心，黑龍江 佳木斯 154000）

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電子臺(tái)秤自動(dòng)檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)

孫曉偉
（佳木斯市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢測(cè)中心，黑龍江 佳木斯 154000）

摘 要：對(duì)電子臺(tái)秤的檢驗(yàn)，很多廠家都采用的是手工檢測(cè)方式，檢測(cè)的結(jié)果受人為因素的影響較大，準(zhǔn)確率比較低，為了解決這一問題，研究人員研制出了電子臺(tái)秤自動(dòng)檢測(cè)裝置。本文對(duì)這種自動(dòng)檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹，對(duì)其工作原理、作用發(fā)揮以及控制程序的設(shè)計(jì)進(jìn)行了重點(diǎn)分析。采用自動(dòng)裝置檢測(cè)的方式，不但工作效率提高了，檢測(cè)的準(zhǔn)確性也提高了，可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行，有利于提高電子臺(tái)秤的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：電子臺(tái)秤；自動(dòng)檢測(cè)；裝置；設(shè)計(jì)

科技在不斷發(fā)展，新型的電子產(chǎn)品越來越多，人們對(duì)電子產(chǎn)品的質(zhì)量以及便捷性提出了更高的要求。電子臺(tái)秤是一種承重計(jì)量工具，其在人們的家中比較常見，在計(jì)量時(shí)一定要保證結(jié)果的精確性，在讀數(shù)時(shí)也要一目了然。電子稱采用的是數(shù)字化稱量的方式，人們對(duì)這一電子產(chǎn)品的需求量在不斷上漲，電子臺(tái)秤的生產(chǎn)廠家競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，生產(chǎn)廠家應(yīng)降低電子臺(tái)秤出現(xiàn)誤差的概率，在出廠前對(duì)電子臺(tái)秤進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，采用自動(dòng)檢測(cè)裝置能提高檢測(cè)的效率與準(zhǔn)確性，下面筆者對(duì)這一自動(dòng)檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

1　電子臺(tái)秤自動(dòng)檢測(cè)裝置的構(gòu)成

在對(duì)電子臺(tái)秤進(jìn)行判定的時(shí)候，需要嚴(yán)格的依據(jù)國(guó)家既定的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)電子臺(tái)秤的外觀進(jìn)行檢驗(yàn)，并針對(duì)電子臺(tái)秤的置零以及除皮裝置進(jìn)行有效的精度測(cè)定，在確保檢測(cè)結(jié)果均符合國(guó)家既定的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，就可以判定該電子臺(tái)秤為合格品，反之，就將該電子臺(tái)秤判定為不合格品。

針對(duì)電子臺(tái)秤進(jìn)行合格品判定的過程中，所需要檢測(cè)的項(xiàng)目相對(duì)較多，為了能夠使得這些檢測(cè)項(xiàng)目都能夠順利的完成檢測(cè)，就需要設(shè)計(jì)出一套自動(dòng)操作的電子裝置，依據(jù)該裝置來實(shí)現(xiàn)對(duì)電子臺(tái)秤中各個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)。所設(shè)置的這一自動(dòng)化檢測(cè)裝置中，主要的構(gòu)件為PLC控制系統(tǒng)、PC機(jī)以及位置探測(cè)傳感器等，詳細(xì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造可以如圖1所示。利用PC機(jī)來實(shí)施對(duì)檢測(cè)裝置的控制，檢測(cè)裝置可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，標(biāo)準(zhǔn)砝碼計(jì)量出重量后，需要轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后在傳輸?shù)絇C機(jī)中，其會(huì)向PLC控制系統(tǒng)發(fā)出指令，對(duì)電子臺(tái)秤進(jìn)行多項(xiàng)檢查，顯示其工作狀態(tài)。

圖1　電子臺(tái)秤智能檢測(cè)系統(tǒng)的組成框圖

通過PC機(jī)的控制作用，可以將電子臺(tái)秤中的標(biāo)準(zhǔn)碼碼數(shù)有效的轉(zhuǎn)化為的數(shù)字，然后由PC機(jī)進(jìn)行接收和整理。PC機(jī)可以有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的操控和管理，能夠有效的控制電子臺(tái)秤，在發(fā)出相應(yīng)的指令后，可以對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行操控，然后PLC控制系統(tǒng)將重要的信息進(jìn)行回傳，電子太正在接受到重要信息后，就可以有效的顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，然后在電子臺(tái)秤上輸入相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)，就可以進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和打印。

圖2　工作臺(tái)移動(dòng)控制流程圖

而在電子臺(tái)秤中的PLC控制系統(tǒng)則可以有效的將工作臺(tái)的位置信息傳送給PC機(jī)，同時(shí)也能夠?qū)㈨来a的準(zhǔn)確數(shù)值傳送給PC機(jī)，從而將電子臺(tái)秤中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為指令信息，從而達(dá)到對(duì)工作臺(tái)位置的調(diào)控以及對(duì)砝碼數(shù)值的顯示。另外，在電子臺(tái)秤中，也會(huì)設(shè)置相應(yīng)的位置探測(cè)器，該探測(cè)器在設(shè)置的時(shí)候，每個(gè)探測(cè)器之間的距離均在1cm范圍內(nèi)，而且采用的是并排的方式排列，總共排列為3排。主要可以針對(duì)砝碼位置以及工作臺(tái)位置進(jìn)行探測(cè)，以形成脈沖信號(hào)，依據(jù)收集到的脈沖信號(hào)進(jìn)行定位處理。

2　電子臺(tái)秤的應(yīng)用原理

2.1電子臺(tái)秤的應(yīng)用形式

所設(shè)置的自動(dòng)檢測(cè)裝置中，重要的構(gòu)成部分就是電氣控制電路以及機(jī)械傳動(dòng)構(gòu)件，所以其工作的方式有兩種，一種是連續(xù)檢測(cè)，另一種是單步檢測(cè)。在連續(xù)檢測(cè)時(shí)，只需要將電子臺(tái)秤放在工作臺(tái)上，然后輸入產(chǎn)品的編號(hào)以及基本信息，在對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行確認(rèn)后，可以對(duì)全部項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)。在單步檢測(cè)時(shí)，需要借助操作員的人工操作，按下按鈕后系統(tǒng)才能開始運(yùn)行，操作完成后，PC機(jī)會(huì)讀取標(biāo)準(zhǔn)砝碼的計(jì)量值，這項(xiàng)工作是一步一步進(jìn)行性。

2.2工作臺(tái)移動(dòng)控制流程

自動(dòng)檢測(cè)時(shí)，工作臺(tái)會(huì)不停的移動(dòng)，這主要是為了對(duì)中心點(diǎn)以及偏載點(diǎn)的稱量性能進(jìn)行測(cè)試，可以對(duì)電子臺(tái)秤的準(zhǔn)確度以及重復(fù)性進(jìn)行測(cè)量。自動(dòng)檢測(cè)時(shí)，工作臺(tái)會(huì)不停的移動(dòng)，這主要是為了對(duì)中心點(diǎn)以及偏載點(diǎn)的稱量性能進(jìn)行測(cè)試，可以對(duì)電子臺(tái)秤的準(zhǔn)確度以及重復(fù)性進(jìn)行測(cè)量。其中中心點(diǎn)設(shè)置為一個(gè)點(diǎn)，而偏載點(diǎn)則設(shè)置為4個(gè)點(diǎn)，這4個(gè)偏載點(diǎn)均與中心點(diǎn)相連接，在連接完成后，就可以針對(duì)電子臺(tái)秤的偏載情況進(jìn)行合理的檢驗(yàn)。通過利用PLC控制系統(tǒng)來對(duì)電子臺(tái)秤進(jìn)行控制，電子臺(tái)秤的工作臺(tái)上的停留位置可以設(shè)定為5個(gè)，通過這5個(gè)停留位置，就能夠確保測(cè)量工作可以順利的進(jìn)行。詳細(xì)的工作臺(tái)移動(dòng)控制六流程可如圖2所示。

2.3砝碼加載控制

如果要利用加載來進(jìn)行砝碼的控制，就需要將稱量的最大單位設(shè)定為MAX，在針對(duì)電子臺(tái)秤的各個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)量的過程中，需要將砝碼嚴(yán)格的按照相應(yīng)的數(shù)值大小進(jìn)行劃分和應(yīng)用。有效的進(jìn)行偏載檢測(cè)，將加載砝碼控制為最大值的1/3，將其作為標(biāo)準(zhǔn)的加載值。如果出現(xiàn)超載情況，是按照最大稱量的125%對(duì)砝碼進(jìn)行加載。

3　硬件電路設(shè)計(jì)

在對(duì)硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要合理的進(jìn)行主控電路的設(shè)計(jì)。詳細(xì)的主控電路設(shè)可詳見圖3。在主動(dòng)電路中，分別設(shè)置了啟動(dòng)按鈕和停止按鈕，兩者分別用SB1、SB2表示，而在主控電路中，電源指示燈則表示為L(zhǎng)1，而電路運(yùn)行的指示燈則表示為L(zhǎng)2。電路的運(yùn)行需要電機(jī)保護(hù)器的保護(hù)，其接觸觸頭在主控電路中，分別由H1、H2、H3來表示。而S1-S6是電路的手動(dòng)操作按鈕，電路中的繼電器是由PLC進(jìn)行操控，通過PLC的控制，可以使得工作臺(tái)更加平穩(wěn)的移動(dòng)，達(dá)到有效的控制砝碼加載的目的。而主控電路中的限位開關(guān)則主要是由SQ1-6表示，其能夠有效的起到電路極限保護(hù)的作用。而SQ7-8對(duì)中心點(diǎn)發(fā)揮著定位的功能。電機(jī)M1、M2、M3分別控制著工作臺(tái)左右、前后、上下移動(dòng)。針對(duì)輸入信號(hào)以及輸出信號(hào)進(jìn)行控制的時(shí)候，可以采用機(jī)型為CPM2A-30CDR-A的PLC控制系統(tǒng)。而在將PLC與相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行連接的時(shí)候，則需要嚴(yán)格的依照表1的要求實(shí)施連接。

圖3　主控電路

表1　PLC的I/O地址分配表

4　控制程序設(shè)計(jì)

合理的進(jìn)行控制程序設(shè)計(jì)的過程中，需要采用合理的手段來對(duì)相關(guān)的控制程序構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化配置，一般來說，在控制裝置中，所安設(shè)的輸入元件就有5個(gè)。PLC的I/O地址分配表見表1。

PLC控制程序是由通信處理、信號(hào)檢測(cè)以及控制指令等模塊共同組成的，在對(duì)控制程序進(jìn)行編寫時(shí)，一般采用的是梯形圖與語句表指令，這有利于實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的功能。在設(shè)計(jì)的過程中，需要考慮接收PC機(jī)發(fā)出的指令、PLC通信開關(guān)的設(shè)置等等。一般PLC通信開關(guān)是設(shè)置在OFF位置，而通信參數(shù)是由DM6645-DMDM6649的相關(guān)內(nèi)容設(shè)定的，端口通信參數(shù)是由1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)停止位等組成的。PLC控制程序?qū)ψ詣?dòng)化檢驗(yàn)裝置功能的發(fā)揮有著較大的影響，所以，設(shè)計(jì)人員必須保證程序設(shè)定的合理性。PLC控制程序設(shè)計(jì)不當(dāng)，則會(huì)導(dǎo)致PLC發(fā)出錯(cuò)誤的指令，信號(hào)的采集可能會(huì)出現(xiàn)延遲，這影響了檢測(cè)的準(zhǔn)確性，不利于對(duì)電子臺(tái)秤質(zhì)量以及性能進(jìn)行檢測(cè)。

PLC接收PC機(jī)發(fā)送的指令或數(shù)據(jù)的程序?yàn)椋?/p>

LD AR0806

@RXD（47） DM0100

#0000C

N

其中，N為PLC接收的字節(jié)數(shù)（BCD碼：0001～0256，分別對(duì)應(yīng)1～256個(gè)字節(jié)），DM0100為接收數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的首地址。

PLC向PC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的程序?yàn)椋?/p>

LD NOT 20000

TIM 000

#20

LD T000

OR 20000

OUT 20000

LD T000

AND AR0805

@TXD（48）DM0200 #0000

M

其中，DM0200為PLC發(fā)送數(shù)據(jù)的首地址，M為要發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。隨后要發(fā)送數(shù)據(jù)以兩個(gè)字節(jié)為單位依次增大存儲(chǔ)地址。

結(jié)語

本文對(duì)電子臺(tái)秤自動(dòng)檢測(cè)裝置的工作原理以及設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了介紹，這是一種新型的檢測(cè)工具，與傳統(tǒng)的人工檢測(cè)方式相比，其不但工作效率提高了，而且檢測(cè)的準(zhǔn)確性也大大提高了。檢測(cè)裝置與計(jì)算機(jī)、PLC連接后，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。自動(dòng)檢測(cè)裝置具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，為了減少電子臺(tái)秤出現(xiàn)故障的概率，在出廠前，應(yīng)對(duì)其外觀形象、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與構(gòu)造進(jìn)行檢查與測(cè)試，自動(dòng)檢測(cè)裝置花費(fèi)的測(cè)量時(shí)間只有短短的幾分鐘，而且檢驗(yàn)的效率較高，有利于保證電子臺(tái)秤的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)：TP212

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A