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如何通過PLC加載砝碼以達到檢定大噸位電子吊秤的目的：

[摘要]*種用于電子吊秤檢測的砝碼自動加載技術(shù)，針對電子吊秤檢測中砝碼加載重量大、*度*、難以串接等缺點，應(yīng)用PLC自動控制技術(shù)，同時引入模糊滑?？刂扑惴?，設(shè)計了*套自動加載控制裝置，解決了傳統(tǒng)自動控制中砝碼加載*度不*、效率低、存在抖振等問題，實現(xiàn)了電子吊秤砝碼的自動、*、*加載。

1引言

隨著*技術(shù)的進步和經(jīng)濟的快速發(fā)展，電子吊秤在商業(yè)、倉儲碼頭、工況企業(yè)中的需求增長明顯，而隨著電子吊秤的廣泛應(yīng)用，需要檢定的電子吊秤的數(shù)量也與日俱增；目前*對電子吊秤主要采用“替代法”或人工吊裝標(biāo)準(zhǔn)砝碼的方式進行檢測，采用“替代法”檢測時，“替代法”使用要求嚴(yán)格，如不充分注意其檢測的特殊性，忽視其必要條件，勢必會引起不良的后果，給檢測結(jié)果帶來誤差；而采用人工吊裝標(biāo)準(zhǔn)砝碼時，由于砝碼本身重量大、*度*，尤其對于大噸位的電子吊秤砝碼加載難度巨大，難以達到規(guī)程規(guī)范的檢測要求，且具有較大的安全隱患。

為了解決以上問題，本文通過將PLC控制器與傳統(tǒng)電子吊秤砝碼加載相結(jié)合設(shè)計了*種砝碼自動加載裝置，解決了需要人工吊裝砝碼的問題，同時在控制算法中采用模糊控制與滑?？刂葡嘟Y(jié)合，使得電子吊秤砝碼在自動加載過程中更加*、*。

2砝碼自動加載工作原理

傳統(tǒng)的鎖型砝碼體積大、*度*，不好串接，難以實現(xiàn)砝碼的自動加載；如圖1*示本設(shè)計選用*組重量與*度成同*比例關(guān)系的掛碼，使其層層相扣組成*個砝碼串放置在支撐板上，電子吊秤通過吊掛機構(gòu)與砝碼串相連，通過步進電機控制砝碼串的下降以達到電子吊秤砝碼自動加載的效果。

3加載數(shù)學(xué)模型

砝碼串中每級砝碼的質(zhì)量和其*度都成同*比例關(guān)系，可以通過控制支撐板下降*度以達到控制砝碼加載量的效果，砝碼加載量與支撐板下降*度數(shù)學(xué)模型。

4控制裝置硬件設(shè)計

自動加載控制裝置硬件部分如圖2*示，由上位機、PLC控制器、位移傳感器及步進電機等部分組成，綜合考慮可靠性*、配套齊全、性價比*、維護方便等有點，本裝置選用西門子S7-300作為控制器，日本基恩士的AG-80作為位移傳感器。

裝置運作時通過由上位機輸入的預(yù)設(shè)加載砝碼值和由位移傳感器反饋的支撐板位移值，由PLC控制器運算得出*個控制信號u（k），控制步進電機驅(qū)動支撐板的進*步升降，以達到預(yù)設(shè)砝碼量的加載，同時由圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)向上位機采集并記錄電子吊秤當(dāng)前數(shù)值。

5控制算法設(shè)計

滑?？刂票举|(zhì)上是*類特殊的非線性控制，可以在動態(tài)過程中，根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)（如偏差及其各階導(dǎo)數(shù)等）有目的地不斷變化，迫使系統(tǒng)按照預(yù)定“滑動模態(tài)”的狀態(tài)軌跡運動，與常規(guī)控制相比，滑?？刂祈憫?yīng)速度更快、物理實現(xiàn)簡單、*干擾性更強；但是由于滑動模態(tài)的建立，控制器的輸出存在抖振，為了進*步削弱抖振本設(shè)計在控制算法上引入模糊控制與滑模控制相結(jié)合。

由上文*述的S7-300PLC模塊輸出支撐板下*刻的位置指令（rk），由AG-80位移傳感器檢測并反饋回當(dāng)前支撐板的位置信號x（k），獲得誤差信號e（k）=r（k）-x（k）。由離散滑?？刂频奶匦詻Q定其在誤差信號小于*定范圍內(nèi)時，更易建立滑模面，控制效果更好，因此根據(jù)實際操作預(yù)先設(shè)定*閾值ep和*控制信號m，ep和m皆為有限常數(shù)值。當(dāng)誤差信號e（k）小于預(yù)先設(shè)定的閾值ep時，將誤差信號e（k）和e'（k）做為滑?？刂破鞯妮斎脒M行數(shù)據(jù)處理得到切換函數(shù)值s（k），等效控制值ueq和切換控制值usw。再將切換函數(shù)（sk）和s'（k）作為模糊控制器的輸入進行模糊推理等處理輸出fs再反饋給切換控制。經(jīng)過滑?？刂破髂K和模糊控制器模塊處理后，控制信號u（k）=ueq+usw。當(dāng)誤差信號大于設(shè)定閾值時，則取控制信號為u（k）=u（k-1）+m，m為*有限常數(shù)值。

6結(jié)論

本文針對電子吊秤檢測設(shè)計了*套砝碼自動加載裝置，通過建立數(shù)學(xué)模型將砝碼加載的重量信號轉(zhuǎn)換為支撐板升降位移信號，以S7-300PLC作為控制器，通過模糊滑?？刂扑惴?控制支撐板升降位移，以達到電子吊秤砝碼的自動加卸載，即解決了傳統(tǒng)砝碼手工加載的效率低、安全隱患大等問題，也解決了自動砝碼加載中砝碼間搭靠、加載*度不*，存在抖振等問題。