通過(guò)PLC控制電子吊秤砝碼加載實(shí)驗技術(shù)探討 介紹：

1 引言

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)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(cháng)明顯，而隨著(zhù)電子吊秤的廣泛應用，需要檢定的電子吊秤的數量也與日俱增；目前國內對電子吊秤主要采用“替代法”或人工吊裝標準砝碼的方式進(jìn)行檢測，采用“替代法”檢測時(shí)，“替代法”使用要求嚴格，如不充分注意其檢測的特殊性，忽視其必要條件，勢必會(huì )引起不良的后果，給檢測結果帶來(lái)誤差；而采用人工吊裝標準砝碼時(shí)，由于砝碼本身重量大、高度高，尤其對于大噸位的電子吊秤砝碼加載難度巨大，難以達到規程規范的檢測要求，且具有較大的安全隱患。

為了解決以上問(wèn)題，本文通過(guò)將 PLC 控制器與傳統電子吊秤砝碼加載相結合設計了一種砝碼自動(dòng)加載裝置，解決了需要人工吊裝砝碼的問(wèn)題，同時(shí)在控制算法中采用模糊控制與滑?？刂葡嘟Y合，使得電子吊秤砝碼在自動(dòng)加載過(guò)程中更加準確、高效。

2 砝碼自動(dòng)加載工作原理

傳統的鎖型砝碼體積大、高度高，不好串接，難以實(shí)現砝碼的自動(dòng)加載；如圖 1 所示本設計選用一組重量與高度成同一比例關(guān)系的掛碼，使其層層相扣組成一個(gè)砝碼串放置在支撐板上，電子吊秤通過(guò)吊掛機構與砝碼串相連，通過(guò)步進(jìn)電機控制砝碼串的下降以達到電子吊秤砝碼自動(dòng)加載的效果。

3 加載數學(xué)模型

砝碼串中每級砝碼的質(zhì)量和其高度都成同一比例關(guān)系，可以通過(guò)控制支撐板下降高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高度數學(xué)模型如公式 1 所示。E xamination Test

檢驗測試

10m（k）=x（k）- YD其中：m（k）—— — 電子吊秤當前砝碼加載量；x（k）—— — 支撐板當前位移信號；Y—— — 電子吊秤受力零界點(diǎn)支撐板位移值；D—— — 砝碼高度與重量比例系數；Y，D 為常數。

4 控制裝置硬件設計

自動(dòng)加載控制裝置硬件部分如圖 2 所示，由上位機、PLC 控制器、位移傳感器及步進(jìn)電機等部分組成，綜合考慮可靠性高、配套齊全、性?xún)r(jià)比高、維護方便等有點(diǎn)，本裝置選用西門(mén)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(shí)通過(guò)由上位機輸入的預設加載標準砝碼值和由位移傳感器反饋的支撐板位移值，由 PLC控制器運算得出一個(gè)控制信號 u（k），控制步進(jìn)電機驅動(dòng)支撐板的進(jìn)一步升降，以達到預設砝碼量的加載，同時(shí)由圖像數據采集系統向上位機采集并記錄電子吊秤當前數值。

5 控制算法設計

滑?？刂票举|(zhì)上是一類(lèi)特殊的非線(xiàn)性控制，可以在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，根據系統當前的狀態(tài) （如偏差及其各階導數等） 有目的地不斷變化，迫使系統按照預定“滑動(dòng)模態(tài)”的狀態(tài)軌跡運動(dòng)，與常規控制相比，滑?？刂祈憫俣雀?、物理實(shí)現簡(jiǎn)單、抗干擾性更強；但是由于滑動(dòng)模態(tài)的建立，控制器的輸出存在抖振，為了進(jìn)一步削弱抖振本設計在控制算法上引入模糊控制與滑?？刂葡嘟Y合。

t檢驗測試11由上文所述的 S7- 300PLC 模塊輸出支撐板下一刻的位置指令 r （k），由 AG- 80 位移傳感器檢測并反饋回當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一定范圍內時(shí)，更易建立滑模面，控制效果更好，因此根據實(shí)際操作預先設定一閾值 e p 和一控制信號 m，e p 和 m 皆為有限常數值。當誤差信號 e （k）小于預先設定的閾值 e p 時(shí)，將誤差信號 e（k）和 e' （k）做為滑?？刂破鞯妮斎脒M(jìn)行數據處理得到切換函數值 s （k），等效控制值 u eq 和切換控制值 u sw 。再將切換函數 s （k）和 s' （k）作為模糊控制器的輸入進(jìn)行模糊推理等處理輸出 fs 再反饋給切換控制。經(jīng)過(guò)滑?？刂破髂K和模糊控制器模塊處理后，控制信號 u（k）=u eq +u sw 。當誤差信號大于設定閾值時(shí)，則取控制信號為 u（k）=u（k- 1）+m，m為一有限常數值。

6 結論

本文針對電子吊秤檢測設計了一套砝碼自動(dòng)加載裝置，通過(guò)建立數學(xué)模型將砝碼加載的重量信號轉換為支撐板升降位移信號，以 S7- 300PLC作為控制器，通過(guò)模糊滑?？刂扑惴ň_控制支撐板升降位移，以達到電子吊秤砝碼的自動(dòng)加卸載，即解決了傳統砝碼手工加載的效率低、安全隱患大等問(wèn)題，也解決了自動(dòng)砝碼加載中砝碼間搭靠、加載精度不高，存在抖振等問(wèn)題。

以上是通過(guò)PLC控制電子吊秤砝碼加載實(shí)驗技術(shù)探討的詳細說(shuō)明！