基于LabVIEW的电子秤自动校验系统的设计与实现

针对当前重量验证工作操作复杂，验证效率低的问题，设计了基于LabVIEW的自动重量验证系统。该系统在符合砖块验证规则的条件下，实现了验证数据的实时采集，数据处理等。生成原始记录，管理标准设备，查询历史数据和电子秤控制。与现有的砖码验证方法相比，具有操作简单，效率高，程序可移植性好的优点。该系统由主控计算机和无线扩展程序扩展。它由卡，多个电子秤设备和相应的标准砖码设备组成。通过使用串口连接Wi-Fi模块，系统可以实现控制多台电子秤设备的需求。实验结果表明，该系统稳定可靠，数据采集准确。易于扩展，大大减少了验证人员的劳动强度，在计量验证工作中具有一定的实用和推广价值。 0.简介质量是七个基本物理量之一。硅代码是一种物理测量工具，可再现质量值，并在各个部门中得到广泛使用。砖码的测量和验证是通过用测量仪器对标准砖码和检查砖码进行称重和比较来实现的，这直接关系到质量值传输的准确性和一致性。在现有的砖码验证工作中，验证员需要重复读取验证数据并进行复杂的处理计算，工作效率低，容易出错，查询历史数据记录的过程比较繁琐。 LabVIEW是National Instruments的软件产品（NATIONALINSTRUMENTS，简称ND）。它是目前使用最广泛，增长最快，功能最强大的图形编程语言。与传统的编程语言C，C ++，VisualBASIC等相比，它具有编程简单，直观，开发效率高等优点。本文结合LabVIEW开发平台[通话与串口]结合了测量工作的实际情况向Wi-Fi通信技术移植端口（称为砖码自动验证系统设计），为砖码验证工作提供了参考。一种新的解决方案。 1.系统结构和工作原理。硅码自动验证系统的硬件平台由电子天平，质量比较器，Wi-Fi扩展卡NPort5100的串行端口，主控制计算机和许多扩展显示器组成。集中和分布式结构，系统可以分为三层：第一层是电子秤数据收集层，第二层是无线传输层，第三层是控制管理层。系统结构图如图1所示。系统使用串行端口传输到Wi-Fi。 Fi扩展卡NPort5100用于建立无线数据采集网络，以完成由地磅设备的串行端口采集的数据与主控计算机之间的通信和传输，解决了布线困难的问题，提高了系统的灵活性。无线网络基于AP。基本的无线网络（lnfa）。与主控计算机连接的NPort5100设置为AP节点，与每个电子秤设备连接的NPort5100设置为STA节点。网络是由AP创建的。 AP是整个网络的中心，许多STA都已加入。已经创建了用于通信的无线网络。目前，该系统适用于METTLERTOLEDO的所有电子天平和质量比较器。在电子秤内置程序的提示下，检查员按照规章规定的顺序装卸标准砖块代码和被检查砖块。电子秤通过串行端口将数据发送到主控计算机，并连接到Wi-Fi扩展卡。系统读取数据后，系统会根据算法计算出检查砖码的转换质量值米在规定中。同时，系统将验证其他相关要求。存储诸如温度和湿度，标准设备信息以及被检砖码的检查信息之类的数据。最后，根据检查员的需要，可以实时打印检查记录，并可以从主控计算机或扩展显示器观察检查过程。 2.系统软件设计和功能实现2.1软件方案设计软件的主要设计基础是现行有效的国家硅规范验证法规JJG99-2006 [7J]和测量仪器的MT-SICS指令集。该系统采用模块化设计，主要由六个功能模块组成。 z验证/校准模块，简单称量模块，标准仪器信息模块，记录查询模块，系统设置模块和帮助模块。该系统的功能模块框图如图2所示。2.2蚊帐自动采集与传输系统采用VISA（虚拟仪器软件架构）架构。虚拟仪器软件规范）编程接口模块。在L abVIEW中，.VISA充当测试程序和数据传输总线的中间层，这为应用程序和仪器总线建立了信息通道。它可以连接到不同标准的I / O设备。它是一个功能库，用于在基于计算机的设备之间进行通信。 。为了减少系统开销并避免重复操作，例如打开或关闭设备通信端口，系统使用事件结构来处理串行端口配置问题。系统中的串行端口初始化参数应与称重设备中的串行通信参数严格一致。使用VISAConfigureSerialPort函数配置以下通信参数g波特率为9600.8数据位，无奇偶校验位。 1个停止位，流量控制为XON / XOFF0 VISA配置功能的终止字符默认为gas n39，以防止数据接收不完整，请将启用终结器的输入端子设置为F。即，禁用终结器。系统通信配置部分的框图如图3所示。由于主机无法确定称重仪器何时发送验证数据，并且数据格式可能会发生变化，因此系统采用一种轮询方法来实现对数据的采集。设备。在执行收集操作之前，请使用BykatPort属性节点返回接收缓冲区中已经存在的字节数，以确保读取操作的稳定性而不会丢失数据包。数据收发模块的工作流程图如图4所示。默认情况下，系统处于自动读取数据的状态，每次写入数据时都需要触发信号。数据写入开关已在程序中设置。当数据写入开关打开时，消息对话框中的信息将被写入指定的电子秤，并且可以通过称重仪器的预设命令调试程序。每次启动时，系统都会自动检查设备端口状态。如果发生故障，系统将自动报警并关闭设备连接。 2.3数据处理，显示和验证报告的生成验证数据的收集完成后，系统需要计算被检砖的平均值，修正值，浮力修正值等。这些数据处理过程由程序的内置算法完成，并将计算结果填写到记录报告中。由于验证过程中返回的标准砖代码和硅代码在数据格式上不同，因此系统还需要使用VI（例如数据匹配和数据拦截）来执行数据预处理。数据处理模块的工作流程如图5所示。系统利用“数值变化”和接口数据事件在人机交互界面中实现验证数据的实时显示功能。但是，由于LabVIEW事件结构中的元方法捕获了“值变化”事件，因此，系统将无法响应他对应的事件分支。为了解决这种情况，通过调用控件的“值信号”，属性节点模拟“值变化”事件的生成，即“值信号”，该属性节点只能写人。在人机交互界面中，表格控件用作实时显示验证数据的载体。主控计算机采集到的数据经过处理后生成一维数组，然后根据不同的验证方案对一维数组进行重新排列。该行后面的二维数组通过双循环嵌套写入表的“值”和属性中，以满足实时刷新人机交互界面的需求。方框图的数据实时显示部分如图6所示。其中：md是通过浮力校正后的检验砖代码（Ckg）的质量，m是标准砖代码（Ckg）的质量， .em是测得差值（Ckg）的平均值，C是空气浮力校正因子，pa是空气密度（kg / m3），po是空气密度1.2kg / m3的标准值，p是标准遮罩代码的密度（kg / m3），ρ是检验砖代码的密度（kg / m39，）。该系统使用LabVIEW强大的Office报告生成功能来实现自动验证砖块代码的原始记录的创建。根据屏蔽代码验证程序的要求，预先设计了相应的记录模板，以供程序自动调用和填写。程序通过编写独立的事件结构来处理记录生成功能，主要使用NewReport，AppendReportText，WordEditCell ，WordFormatCell，WordTableAlignment，SaveReporttoFile，WordBringtoFront和其他VI。他们已经完成了新的报告，编写了报告文本，编写了报告表格和格式。设置，表格对齐，保存到文件并加载前面板显示功能。 2.4标准仪器信息管理模块系统中的标准仪器信息管理模块包括对标准硅代码和标准称量仪器的管理。每当系统启动时，程序都会自动扫描所有标准仪器的有效性信息。如果存在过期或即将到期的问题，系统将立即发送提醒，以避免过期使用该标准。检查员可以预先设置即将到期的时间范围，以实现合理的预警功能。验证者可以根据特定条件随时添加新的标准信息。该程序通过设置表格自定义项目符号使过期警报指示灯亮起，显示效果直观。 2.5系统可靠性设计为了提高系统采集数据的可靠性，在数据采集程序中使用了轮询设备机制，首先消除接收到的空信息，然后将符合格式规范的验证数据存储在临时文件。同时，通过设计事件触发变量来传输有效的验证数据，以确保最后阶段数据处理，存储和生成验证记录的准确性。由于设备串行端口是硬件的底层，因此数据发送和接收之间应添加一定的延迟，并且主机计算机软件和底层设备之间的数据通信需要花费时间。增加的延迟量应远大于此时间量。确保可靠接收设备返回的数据。系统完成代码转换验证后，它将运行程序以生成验证的原始记录。为了确保原始记录数据的真实性，该程序将记录的属性值设置为只读。 3.系统工作流程和测试结果芯片代码自动验证系统的使用过程大致描述如下。 2登录系统→输入待检样品的信息（包括送检信息和本次验证所用的标准设备的信息）–依次输入验证顺序→开始砖码验证，完成根据wei的提示进行硅代码的加载和卸载ghing仪器→系统自动输入验证数据→验证结束，生成并打印原始记录报告。根据《 JJG99-2006砖码验证规程》的要求，对送检的一批砖码（50g，100g，100g，200g，500g，500g）进行了检测。验证模块在系统操作中的人机交互界面如图7所示。测试结果表明，系统运行水平采集没有损失，验证结果准确可靠。 4.结束语目前，该系统已在市政计量验证测试中心的砖码验证工作中投入使用，并取得了预期的效果。该系统简化了砖码验证工作的操作流程，节省了人员的人工成本。员工只需要完成掩码代码的加载和卸载，其余工作即可由系统自动处理，从而避免了现有硅代码中的验证时间长，效率低，容易出错和麻烦的数据处理的麻烦。验证工作，使砖码验证工作更加及时，准确，可靠，提高了重量验证的自动化技术水平。