CN1952638A - 二等标准测力机自动检定控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种二等标准测力机自动检定控制系统，由一台计算机和一台PLC联接，PLC完成检定程序的运行、检测数据的采集，计算机通过驱动程序直接从PLC中获取数据，利用监控软件可以制作监控画面，利用监控软件的内嵌VBA与监控软件、VisualBasic软件结合，进行传感器各项技术指标的计算，同时产生实时的检定记录和建立后台数据库，以及对历史记录的查询和打印。本发明取代了人工逐项填写、计算的传统方式，既减少人为抄写、计算的失误，又提高了检测数据的准确性和权威性，达到了控制先进，检定精度高，设备的故障率低的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统，尤其是一种二等标准测力机自动检定控制系统。
背景技术
二等标准测力机检测设备主要用于对各种压力传感器和称重传感器校正与标定，是采用不等臂杠杆对砝码重量进行放大原理制造的，其结构主要由主体、砝码、杠杆和电气部分组成(如图5所示)。它的工作方式有两种：一种是直接加荷，一种是间接加荷。间接加荷时，松开杠杆，将被检传感器放置在主机的反向器两压板中间，调节杠杆平衡，以相同的增量施加递增负荷，直到额定负荷，在每一级负荷加到后，保持一定时间，再读取传感器的输出值。达到额定负荷后，以同上的方法和要求施加递减负荷直至零负荷，在每一级负荷退到后，保持一定时间，再读取传感器的输出值。以上的步骤至少三次，然后将各级的输出值与理论值进行比较，计算传感器的线性度、重复性和滞后性等，为电子称的编程提供依据。检定时的最主要问题，一是传感器的数据采集精度要高要准确，二是所加的力值要准确稳定可靠。由于二等标准测力机的电气控制系统是七十年代继电器的电气控制方式，主要由控制台、操作箱、主机电动机、两个大砝码电动机、两个小砝码电动机、两个换向器等组成。大小砝码电动机用于升降大小砝码组，主机电动机用于升降下夹具，所有电动机都是交流电动机，所加负荷用拨码开关设定，线路连接多为插头式，加之设备老化，极易出现电气控制故障，特别是杠杆平衡控制不准确，易发生检定过程中停车位置不准，降低二等标准测力机的检测精度。更重要的是数据的采集和计算由人工进行，很难保证数据采集的精度和力值的准确、稳定、可靠，可能造成对传感器的误判和影响电子称的精度，易引起单位之间的计量争议。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稳定、可靠的二等标准测力机自动检定控制系统，使整个检定过程全部由计算机控制，并在检定过程中产生实时数据的检定记录，同时也便于检定记录的查询和打印。
本发明的目的是这样实现的，二等标准测力机自动检定控制系统是由一台计算机和一台PLC联接。PLC完成检定程序的运行、检测数据的采集；计算机通过通讯软件直接从PLC中获取数据，利用监控软件可以制作监控画面。利用监控软件的内嵌VBA与监控软件、VisualBasic软件结合，按照检定规程进行传感器各项技术指标的计算，同时产生实时的检定记录和建立后台数据库，方便对历史记录的查询和打印。
由于本发明的上述系统配置，通过检定程序实现了电气控制过程、检测数据的采集、技术指标的计算、检定记录的查询和打印的自动控制，取代了人工逐项填写、计算的传统方式。这样即减少人为抄写、计算的失误，又提高了检测数据的准确性和权威性。达到了控制先进，检定精度高，设备的故障率低的目的。
附图说明
图1为本发明的控制系统构成图；
图2为本发明的检定程序流程图；
图3为本发明的杠杆平衡控制装置原理图；
图4为本发明的大、小砝码个数的信号控制原理图；
图5为本发明的二等标准测力机的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明的二等标准测力机自动检定控制系统主要由一台计算机通过DH-485接口与AB-PLC联接。利用RSlogix500软件通过编程使AB-PLC完成检定程序的运行、检测数据的采集；计算机通过RSlinx直接从PLC中获取数据，利用RSView32监控软件制作方便直观的操作画面、工艺画面、检定记录画面，便于操作和控制。开发工具采用了VisualBasic软件，利用RSView32软件的内嵌VBA与RSView32软件结合，进行传感器的技术指标计算，产生实时的检定记录和建立后台数据库，方便对历史记录的查询和打印。
如图2所示，本发明的检定程序是按照检定规程进行设计的，可分为间荷和直荷两种。间荷检定又分为手动和自动检定两种。选手动，可以实现单机操作，也可以生产检定记录。选自动检定，输入传感器的额定值和检定点数，按一下起动键，程序按选定的负荷增量施加负荷直至额定负荷，并读取每一级的传感器的输出值，达到额定负荷后，以同上的方法和要求施加递减负荷直至零负荷，在每一级负荷退到后，读取每一级的传感器的输出值，这样完成传感器的进程、回程的检定。PLC发出产生报表的指令后，启动事件触发功能，当人工输入检定记录编号和事件触发信号都具备时，VBA程序在指定的路径下，调用后台数据库中存放的检定记录的Excel表格，使每检定一级的传感器的输出值、所加负荷，重复性、直线度、滞后、理论计算值等数据都动态的写入检定记录中，当检定完成后，打印检定记录并将检定记录保存在指定的位置。
如图1所示，为保证检定精度，选用一个高精度的数字显示表采集传感器的输出值。这个数字显示表有一个RS—232接口，它为盲发的ASCII码，我们将这个接口与PLC相连，通过对PLC的COM1口进行通道设置，然后使用ASCII的读行指令，从缓冲区中读出包括字行结束符在内的字符，并存储在字符中。然后将ASCI字符转换成整数，抽取这些整数，组成高精度表显示的表数值，计算机从PLC将此值读入监控软件的VBA中，进行计算制表。
如图3所示，为使PLC能准确无误的调节杠杆平衡，我们设计了一个杠杆平衡控制装置。该装置主要由原系统的杠杆平衡感量线圈与电阻接成一个桥式平衡电路，在桥式平衡电路接入25伏的交流电源，与桥式平衡电路的输出依次电连接的整流电路和放大电路所组成(图中虚框内为外部设备)。原理是当杠杆在平衡位置时，两个感量线圈的感应电压相同，桥式电路无输出。当杠杆偏上时，两个感量线圈的感应电压大小不同，桥式平衡被破坏，在6103～6104间有交流电压输出，将这个交流电压经过二级管D1整流后在6104～6102间有直流电压产生，它是运算放大器的输入，其输出端的最低电压为-5V。反之，当杠杆偏下时，在6103～6104间有交流电压输出，将这个交流电压经过二级管D2整流后在6103～6102间有直流电压产生，它是运算放大器的输入端，其输出端的最高电压为+5V。当输出端电压值小于-1V时，说明杠杆在偏下状态；在±0.3V时，说明杠杆在平衡状态；大于1V时，为偏上状态。PLC根据此值的不同大小，控制调节平衡的电动机的正转和反转。当杠杆在偏下状态时，启动电动机使其正转，使主机下降，当此值接近为零时，电动机自动停止。当杠杆在偏上状态时，启动电动机使其反转，使主机上升，当此值接近为零时，电动机自动停止，实现主机动态跟踪杠杆的平衡作用。由于调节杠杆平衡的主机是电动机，存在一定的惯性，因此在编程时，要注意一定要在杠杆接近平衡时，就停止调节杠杆。
如图4所示，大、小砝码的个数的信号进入PLC选用的是开关量，方法是用光电开关作为一次感应元件，砝码的位置是用带齿的金属片做成的，每个齿与砝码的位置相对应，将其固定在基座上，光电开关安装在砝码架上，当加、减砝码时，光电开关随之运动。当光电开关被齿遮住时，不导通，不被遮住时，导通。当光电开关导通时，给功率管提供基极电流，使功率管饱和导通，这样接在其集电极的5V继电器吸合，其常开接点闭合，此点进入PLC中，作为实际加、减荷值的计算数值。如果加荷时，开点接通一次大砝码增加50千克，小砝码增加5千克，减荷时，开点接通一次大砝码减少50千克，小砝码减少5千克，然后将实际负荷值作为检定记录所需要的数值。
本发明的操作系统采用Windows2000，目的是方便在监控软件中产生报表。
本发明的系统配置如下：
| 序号 | 设备名称 | 规格 | 单位 | 数量 |
| 1 | PLC主机 | 1746—24BWA | 套 | 1 |
| 2 | AIC+高级接口模块 | 1761—ENTAIC | 个 | 1 |
| 3 | 存储器模块 | 1764—MM1RTC | 个 | 1 |
| 4 | 模拟量输入模块 | 1769—IF4 | 个 | 2 |
| 6 | Micrologix1500处理器 | 1764—LRP | 个 | 1 |
| 7 | 编程软件 | RSLogix500 | 套 | 1 |
| 8 | 监控软件 | RSView32(含Linx) | 套 | 1 |
本发明的系统配置并非只局限于如上所列的具体设备，也可以采用与如上所列设备性能相近的其它设备进行系统配置。
Claims (7)
1.一种二等标准测力机自动检定控制系统，其特征在于由一台计算机和一台PLC联接，PLC完成检定程序运行、检测数据的采集，计算机通过通讯软件直接从PLC中获取数据，利用监控软件可以制作监控画面，利用监控软件的内嵌VBA与监控软件、VisualBasic软件结合，进行传感器各项技术指标的计算，同时产生实时的检定记录和建立后台数据库，以及对历史记录的查询和打印。
2.根据权利要求1所述的二等标准测力机自动检定控制系统，其特征在于所述的PLC为AB-PLC，通过DH-485接口与一台计算机联接，计算机通过RSlinx通讯软件直接从PLC中获取数据，计算机的监控软件采用RSView32，PLC编程软件为RSlogix500。
3.根据权利要求1或2所述的二等标准测力机自动检定控制系统，其特征在于采集的检测数据包括传感器的输出值、杠杆平衡传感器的输出和大小砝码的个数。
4.根据权利要求3所述的二等标准测力机自动检定控制系统，其特征在于选用一个高精度的数字表采集传感器的输出值，将数字表的RS-232接口与PLC相连，通过对PLC的COM1口进行设置，然后使用ASCII的读行指令，从缓冲区中读出包括字行结束符在内的字符，并存储在字符中，然后将ASCII字符转换成整数，抽取这些整数，组成高精度表显示的数值。
5.根据权利要求3所述的二等标准测力机自动检定控制系统，其特征在于杠杆平衡传感器的输出是利用原系统的杠杆平衡感量线圈与电阻构成一个桥式平衡电路，将其输出经过整流、放大后，变成±5V的直流电压，并将此值输入进PLC中。
6.根据权利要求3所述的二等标准测力机自动检定控制系统，其特征在于大小砝码个数的信号进入PLC选用的是开关量，用光电开关作为一次感应元件，当光电开关导通时，功率管导通，其输出所带的一个5V继电器导通，其开点闭合，此输入点进入PLC中，作为实际加、减荷值的计算数值。
7.根据权利要求1或2所述的二等标准测力机自动检定控制系统，其特征在于监控画面包括操作画面、工艺画面、检定记录画面。
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