300kN静重式力标准机控制系统的改造

　　目前，国内的 300kN 力标准机有两种形式: 一种是杠杆式，另一种是直加荷式，后者比前者的准确度更高。计量机构的主要任务之一就是要保证所在地区量值传递的准确可靠。本文中涉及的是直加荷式力标准机，其原来采用的控制方式元器件老化，设计中的一些缺陷也在多年使用后逐步暴露出来，随着新技术和新元器件的出现，完全可以使用一些新的控制方式和新器件进行控制以保证计量站所在地区量值传递的准确可靠。

　　PLC 是可编程逻辑控制器的英文缩称，专为工业环境设计，很易于与工业系统连成整体。PLC 用逻辑编程取代硬件逻辑，它的控制功能强，具有很强的抗干扰能力，功耗、体积小，可靠性高，编程和故障检测更为灵活方便，可根据工业系统的实际情况添加输入点和输出点，大大缩短了设计施工调试的周期，这些优点使得 PLC 技术成为今天自动化技术的三大支柱之一。

　　触摸屏，是一种较新的电脑输入设备，是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。它具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点。利用这种技术，我们用户只要用手指轻轻触碰显示屏上的图符或文字就能实现操作，从而使人机交互更为直截了当。

　　1 300kN 力标准机系统

　　300kN 力标准机改造的主要目的就是研制一套控制系统，使得系统的加卸载重物能力更稳定，系统中多个电机的启动停止配合更和谐，以保证 300kN 力标准机的正常工作。图 1 是 300kN 力标准机的系统结构图。

　　在该力标准机系统中，液压系统是 300kN 力标准机的重要组成部分，砝码的加卸载都是通过液压系统来实现的。液压系统主要由油泵、各种阀门、油箱、管路等组成，其工作原理是将高压油输送到工作油缸的密封环带，使其不漏油，将高压油送到工作油缸和测力油缸产生所需的作用力，加在被检传感器上。

　　该液压系统用于提升砝码重物，砝码的质量在1 ～ 30t 之间变化，液压缸带动一个提升杆上下运动来实现提放砝码的功能。其运动过程如下: 提升杆匀速上升，在提升杆接近砝码时，变为慢速上升，提起砝码后，变为快速继续上升，到顶点后停住。提升杆停住后，会等待下降信号。如果没有下降信号，会一直等待，在等待过程中，由于液压系统的泄露，提升杆会下降。控制系统会自动检测提升杆的位置，如果下降到一定位置，控制系统会发出命令，使得液压系统跳转到上升状态，使得提升杆上升到顶点后重新停住。控制系统在满足条件后，会发出下降的命令，这时液压系统跳到下降状态，提升杆下降，当砝码快到达预定位置时，转为慢速下降。砝码到达预定位置后，系统变为快速下降到初始位置。