Устройство для потележечного взвешивания железнодорожных вагонов в движении

 

УСТРОЙСТВО ДОЯ ПОТЕЛЕЖЕЧНОГО ВЗВЕШИВАНИЯ ЙЖЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ В ДВИЖЕНИИ, содержащее грузоприемную платформу с весоизмерительными датчиками , связанными через входной блок с аналого-цифровым преобразователем, выходы которого подключены к вычислительному блоку, соединенному с терминальной аппаратурой, путевые датчики, подключенные к схеме определения направления движения, соединенной со схемой подъезда тележки и через первый ключ со схемой въезда тележки, датчик наезда осей,соединенный через схемы подъезда и въезда тележки с управляющим триггером, датчик выезда осей, подключенный к входам схемы регистрации итога, сое диненной со схемой определения направления движения, и второй, третий и четвертый ключи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения влияния сбоев при подсчете съезжающих осей на итоговый результат измерения веса состава, в него введены счетчик осей тележек, реверсивный счетчик осей, находящихся на грузоприемной платформе, компаратор и старт-стопная схема, причем счетный вход счетчика осей тележек через второй ключ подключен к выходу управляющего триггера, его установочный вход через третий ключ соеди в нен с выходом схемы подъезда тележки, (Л а выходы подключены к -счетным входам реверсивного счетчика осей и к одним входам компаратора, к другим входам которого подключены выходы реверсивного счетчика осей, вькод компара . тора через четвертый ключ подключен к входам вычислительного блока и старт-стопной схемы, другие входы которой соединены с выходами вход4 ного блока и схемы определения напvl равления движения, выходы которой sj подключены к схеме регистрации итога, выходом подключенной к установочному входу реверсивного счетчика осей, управляющий вход Сложение которого подключен к выходу датчика наезда осей, а вход Вычитание - к выходу датчика выезда осей.

1о1 1111

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (gy)4 G 01 G 19/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 Я1 ":; <ать ъ

У

% 3 с .ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3711409/24-10 (22) 19.03.84 (46) 23,.08.85.Бюл,Р 31 (.72) Э.Ф.Драчук,А.В.Комарницкий и И.К.Шпунгин (71) Челябинский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени металлургический комбинат (53) 681,269 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1027530, кл.G 01 G 19/04,1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1078256, кл.G Ql G 19/04,1983. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НОТЕЛЕЖЕЧНОГО

ВЗВЕШИВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ

В ДВИЖЕНИИ, содержащее грузоприемную платформу с весоизмерительными датчиками, связанными через входной блок с аналого-цифровым преобразователем, выходы которого подключены к вы» числительному блоку, соединенному с терминальной аппаратурой, путевые датчики, подключенные к схеме определения направления движения, соединенной со схемой подъезда тележки и через первый ключ со схемой въезда тележки, датчик наезда осей,соединенный через схемы подъезда и въезда тележки с управляющим триггером, датчик выезда осей, подключенный к входам схемы регистрации итога, сое-. диненной со схемой определения направления движения, и второй, третий и четвертый ключи, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения влияния сбоев при подсчете съеэжающих осей на итоговый результат измерения веса состава, в него введены счетчик осей тележек, реверсивный счетчик осей, находящихся на грузоприемной платформе, компаратор и старт-стопная схема, причем счетный вход счетчика осей тележек через второй ключ подключен к выходу управляющего триггера, его устано.вочный вход через третий ключ соединен с выходом схемы подъезда тележки, а выходы подключены к -счетным входам реверсивного счетчика осей и к одним входам компаратора, к другим входам которого подключены выходы реверсивного счетчика осей, выход компара.тора через четвертый ключ подключен к входам вычислительного блока и старт-стопной схемы, другие входы которой соединены с выходами входного блока и схемы определения направления движения, выходы которой подключены к схеме регистрации итога, выходом подключенной к установочному входу реверсивного счетчика осей> управляющий вход Сложение" которого подключен к выходу датчика наезда осей, а вход "Вычитание" — к выходу датчика выезда осей.

11747

Изобретение относится к весоизмерительной технике, а именно к устройствам для взвешивания вагонов во время их движения.

Цель изобретения — повышение точ- 5 ности путем уменьшения влияния сбоев при подсчете съеэжающих осей на итоговый результат измерения веса сос тава.

На фиг.1 показана блок-схема для потележечного взвешивания железнодорожных вагонов в движении; на фиг.2 — электрическая принципиальная схема определения направления движения, на фиг.3 — схема регистрации итога; на фиг.4 — схема, поясняется работа устройства, на фиг.5 — стартстопная схема устройства, на фиг.6 электрическая схема входного блока.

Устройство содержит грузОприемную платформу 1, опирающуюся на весоиэмерительные датчики 2, входной блок 3 со встроенным сигналиэатором нуля, аналого-цифровой преобразователь 4, вычислительный блок 5 с-шинами 6 данных, адреса и управления, центральным процессором 7, постоянным запоминающим устройством 8, оперативным запоминающим устройством 9 н интерфейсом 10, связывающим вычис- 30 лительный блок 5 с терминальным устройством 11 например цифропечатающей маШиной.

Устройство содержит также путевые датчики 12. и 13, схему 14 опреде- 5 ления направления движения> схему 15 подъезда тележки вагона 16, ключ 17, схему 18 въезда тележки на платформу 1, датчик 19 наезда осей, управляющий триггер 20, ключ 21, счетчик 22 осей тележек, ключ 23, датчик 24 выезда осей, схему 25 регистрации итога, счетчик 26 осей, находящихся на грузоприемной платформе 1 1 компаратор 27, ключ 28 и старт-45 стопйую схему 29.

Схема 14 определения направления движения {фиг.2) содержиг элементы

30 — 33, образующие два триггера, схемы:34 и 35 совпадения-, тригге- 0 ры 36 и 37, мультиплексоры 38, ключ 39 и схему 40 ИЛИ.

Схема 25 регистрации итога (фиг.З) содержит стартовый триггер 41, исполнительный триггер 42, схему

43. ИЛИ, ключи 44 и 45 и инвертор 46.

Старт-стопная схема 29 содержит (фиг.5) триггеры 47 и 48, инвертор

71 г

49, триггер 50 локомотива и схемы

51 и 52 совпадения.

Схема входного блока 3 (фиг.6) содержит операционные усилители 53—

55, компаратор 56 и транзистор. 57.

Кроме того, в состав схемы 14 (фиг.2) входят формирователи на резисторах 58 и 59, конденсаторах

60 и диодах 61, в состав схемы 29

1 фиг.5) — резисторы 62 и 63 и конденсатор 64, а в состав схемы входного блока 3 (фиг.6 ) — резисторы 65 — 69 и конденсаторы 70.

Весоизмерительные датчики 2 под°, ключены через входной блок 3 к аналого-цифровому преобразователю 4 линией связи, который соединен с вычис" лительным блоком 5.

Путевые датчики 12 и 13 связаны со схемой 14 определения направления движения, соединенной со счетным входом схемы 15 и через ключ 17 с входом гашения схемы 18 въезда тележки на весовую платформу 1. Путевые датчики 12 и 13 расположены для обеспечения правильной работы схем

15 и 18 на расстоянии около 1950 мм от противоположных краев весовой платформы 1, которое больше межосевого расстояния тележек вагонов и меньше межосевого расстояния тележек локомотива, что позволяет схемам 15 и 18 определять подъезд и въезд тележки вагона и не реагировать на проезд тележки локомотива.

Действительно, только при подъезде к весовой платформе 1 тележки вагона 16 путевой датчик .12 (13) срабатывает два раза подряд и, следовательно, на втором выходе схемы 15 появится нулевой потенциал.

Два наезда осей на весовую плат-. форму 1 происходит только при въезде двух последних осей тележки, т.е. второй и третьей для трехосной тележки, третьей и четвертой для четырехосной тележки, что приводит к появлению нулевого .потенциала на втором выходе схемы 18.

Выходы Л и П (левое и правое дви" жение) схемы 14 поступают в вычислительный блок 5 для автоматического учета грузопотоков, так как направление технологических грузопотоков на производстве в большинстве случаев определяет их содержание (например, тара или брутто}. К входу, гашения схемы 15 подключен инверсив1174

771!

0 ный выход (H) датчика 19 а к счетному входу схемы 18 прямой выход(Н).

Выходы схемы 15 подъезда ТП (тележка подъехала) и схемы 18 въезда ТВ (тележка въехала) подключены к входам управляющего триггера.

20, разрешающего через ключ 21 заполнение импульсами с выхода Н датчика 19 счетчика 22 осей тележек, соединенного через ключ 23 со схемой 18 для его гашения.

Сигнал ТВ схемы 18, сигнал В датчика 24 выезда осей и сигнал ПД1 путевого датчика 12-(или 13) управляют работой схемы 25 регистрации итога, вырабатывающей сигнал P (регистрация) и сигналы UI,U2 (иден-. тификации первой и второй тележек) .

Счетчик 26 осей, находящихся на весовой платформе 1 в любой момент времени, подсчитывает сигналы датчиков 19 наезда и 24 выезда, выполненных, например, в виде путевых (контактных или бесконтактных) датчиков или по степеням нагружения весоизмерительных датчиков.

Так как сигналы датчиков 19 и .24 поступают .на шины +» и »-" счетчика 26 при движении по весовой платформе 1 всего состава, то для исправ 3!! ления возможных сбоев в работе счетчик 26 корректируется в конце каждого вагона компаратором 27 импульсов Ю схемы 25 путем переписи кода . счетчика 22 в счетчике 26, посколь- 35 ку в момент прохода импульса U2 на весовой платформе 1 находятся только оси данной тележки, т.е ° коды счетчиков 22 и 26 должны быть равны.

Счетчик 22 регулярно гасится 40 схемой !5 и считает максимум до четырех (при восьмиосном вагоне), поэтому его код в принципе более надежен, нежели код счетчика 26, производящего подсчет осей всего состава. !5

Цифровой компаратор 27 при равенстве кодов счетчиков 22 и 26 выдает вычислительному блоку 5 через ключ 28 разрешения инициативный сигнал ИС (измерение), по которому производит- 50 ся интегральная обработка сигнала датчиков 2 по одному,из известных алгоритмов.

Для обеспечения автоматической работы устройства предусмотрена 55 старт-стопная схема 29, обеспечивающая сигнал общего сброса (С) после прохода состава по весам.

При отжатых контактных путевых датчиках 12,и 13 (фиг.2) на верхних входах триггеров схемы 14, сосга»ленных из элементов 30 — 33, присутствует единичный сигнал, а на ниж них входах — нулевой. сигнал.

Выходы элементов 30 и 32 подключены на входы схем 34 и 35 совпадения, а выходы последних — на входы триггеров 36 и 37, выходы которых подключены на мультиплексоры 38, а вь ходы последних непосредственно и через инвертирующий ключ 39 подсоединены к остальной схеме устройства.

Через схему 40 ИЛИ с одного иэ триггеров 36 или 37 в вычислительный блок 5 подается команда "Установка нуля1 .

Если при наезде состава первым сработает путевой датчик 12, то возбуждаются последовательно триггер на элементах 32 и 33 и триггер 37, сигнал путевого датчика 12 выдается через мультиплексор 38 во все блоки устройства на все время проезда данного состава по платформе 1, как сигнал первого путевого датчика

ПД1 (по ходу состава).

Индицируется соответствующее направление движения Л (левое согласно фиг.l и 2 ).с .одновременным блокированием до прихода сигнала общего сброса (С ) триггера 36 и выдачей сигнала путевого датчика 13 в остальную схему как сигнала ПД2, т.е. второго путевого датчика на ходу состава. .Построение схемы 25 обусловлено тем, что выбранные признаки идентификации первой и второй тележек, обеспечивающие независимую от схем измерения регистрацию результата и обладающие корректирующими свойствами1 т.е. исправляющие ошибки путевых датчиков, хотя и универсаль - ны, но имеют две особенности.

При наезде на платформу 1 (фиг.З) и 4 ) первым вагоном 16 состава, I если локомотив толкает состав сзади, первая тележка будет идентифицирована как вторая, поскольку выезжающих осей (сигнал В на фиг.2) пока нет и первым сработает путевой датчик 12, Для правильной работы схемы

25 регистрации в этом случае применен стартовый триггер 41, установленный сигналом 0 .(весовая платформа пуста) и возбуждаемый через ключ 45 иденти1174771

1Î фикации второй тележки или через ключ 44 идентификации первой тележки. Выход стартового триггера 41 пос" тупает на 2 -вход исполнительного триггера 42, который возбуждается через инвертор 46 вторым идентификационным признаком.

Кроме того, если локомотив тянет состав, то обе тележки последнего вагона 16 идентифицированы как первые, так как после въезда второй тележки вагона 16 очевидно, путеаой датчик 12 (l3 больше ие срабатывает, так как вагон 16 последний.

Для подачи сигнала регистрация (Р ) в этом случае исполнительный триггер 42 возбуждается по входу 5 сигналом старт-стоповой схемы 29 (С), что позволяет произвести реги тра- 20 цию последнего вагона 16 после того, как от выедет с платформы 1.

Триггеры 47 и 48 схемы 29 образуют регистр счета выездов, т.е. срабатываний путевого датчика ЦП2 до двух, после того, как через инвертор 49 снят гасящий потенциал с их R -входов по опорожнении платформы 1.

Входной блок 3 образован иэ подключаемого к тензодатчикам фильтра на операционном усилителе 53, коррек« тора нуля на операционном усилителе

54 и операционного усилителя 55, выход которого 5 подсоединяется 35 к,аналого-цифровому преобразователю 4 (фиг.1) и может быть увеличен или уменьшен резистором 65.

Резистором 66 корректируют начальный сигнал тензодатчиков после установки последних под грузоподъемную платформу 1, т.е. непосредственно при наладке.

Фильтр на операционном усилителе 53 настраивается подбором емкостей конденсаторов 70 и резисторов 67 и

68 таким образом, что сравнительно высокочастотные составляющие динамичес ккх помех подавляются, а характерные для взвешиванияжелеэнодорожных объек- 5О тов частоты в диапазоне 1-.10 Гц проходят на выход фильтра и подавляются затем в вычислительном блоке 5> что с одной стороны повышает быстродействие устройства, а с другой упрощает

55 цифровую обработку сигнала.

Благодаря подаче на инверсный вход усилителя 53 через емкость конденсатора 70 переменной составляю- щей сигнала тензодатчиков и подаче на прямой вход суммы постоянной и переменной составляющих происходит эффективная компенсация помехи.

Встроенный сигнализатор нуля образован компаратором 56 и транзистором

57, преобразующим сигнал компаратора

56 к положительной логике.

Резистор. 69 предназначен для установки порога сигнала Весы свободны", необходимого для удовлетворения конкретной технологии взвешивания.

Устройство для потележечного взвешивания железнодорожных вагонов в движении работает следующим образом.

При подъезде состава к весовой платформе 1 и замыкании первым коле- сом составу путевого датчика 12 (13) возбуждается (фиг.2) один из триггеров на элементах 30 и 31 или 32 и 33 срабатывает схема 14 определения движения, выдающая в вычислительный блок 5 сигнал Л или П, а через схему 40 ИЛИ в вычислительный блок 5 поступает команда Установка нуля

Если первым в составе движется локомотив, то ранее происходит наезд (Н ), чем срабатывает вторично датчик

12 (13) и схема 15 подъезда погашена фиг.1) .Схема 15 будет и далее погашаться, пока локомотив не проедет через весовую платформу 1.

При подъезде к весовой платформе

1 тележки вагона 16 схема 15 подъезда формирует сигнал ТП, возбуждается управляющий триггер 20 и погашается через ключ 23 счетчик 22 осей тележки. Одновременно открывается ключ 21, подсоединяющий счетный вход счетчика 22 к датчику 19 наезда.

Счетчик 22 считает наезды от момента поступления сигнала ТП, т.е. столько наездов сколько осей у данной тележки. Сигналом ТВ управляющий триггер 20 сбрасывается.

Поскольку счетчик 26 считает наезды так же, то при первоначальном,наезде тележки на весы коды счетчиков 22 и 26 одинаковы и при наезде второй оси и т.д. Для исключения неверной выдачи инициативного сигнала ИС в этом случае применен ключ 28 разрешения, управляемый потенциалом РИ (разрешение

1174771 8

20 измерения) с выхода триггера 20, т.е ! после полного въезда тележки на платформу 1.

В этом случае цифровой компаратор 27 выдает вычислительному 5 блоку 5 сигнал ИС (измерение), который продолжается до тех пор, пока на платформу 1 не наедет новая ось (или с нее не съедет ось), По сигналу ИС вычислительный 10 блок 5 начинает прием кодов аналого" цифрового преобразователя 4 в оперативное запоминающее устройство 9 и обработку их в соответствии с программой, записанной в постоянном 15 запоминающем устройстве 8.

По окончании инициативного сигнала ИС или по окончании времени обработки (если скорость движения невелика) вычислительный блок 5 передает результат измерения (вес первой тележки) в оперативное запо минающее устройство 9,, Далее при подъезде каждой после» дующей тележки работа схем 15 и 18, триггера 20, счетчиков 22 и 26, компаратора 27 и вычислительного блока 5 повторяется по описанному поряд"

Ку °

После взвешивания каждой второй . З0 тележки схема 25 выдает команду . (регистрация), по которой сумма веса двух тележек передается через интерфейс 10 терминальному устройству 11; представляющему собой,з5 например, цифропечатающую машинку, дисплей или ЭВИ.

Схема 25 регистрации итога работает следующим образом.

При поступлении команды ТВ полу- 40 чают разрешающие потенциалы (фиг.3) ключ 45 идентификации второй тележки и ключ 44 идентификации первой те лежки.

Поскольку расстояние 0 между 45 ближайшими осями соседних вагонов для подавляющего большинства отечественных вагонов составляют около 3 м, а расстояние 1 между ближайшими осями разных тележек одного вагона — 50 не менее 5,4 м, то при длине весовой платформы 1 7,6 м 1 фиг.4а),. первой тележки вагона 16 до выхода ближайшей (чужой) оси предстоит проехать не более 2,8 и, а до нажатия путевого !5 датчика 13 не менее 3,5 м.

Следовательно после въезда первой тележки первым последует выезд и, таким образом, срабатывает ключ 44, идентифицирующий первую тележку.

После въезда (фиг .4 б) второй тележки до ближайшего выезда остается 5,7 м движения, а до срабатывания путевого датчика 15 всего 1,1 м.

Таким образом, после въезда второй тележки вагона .16 первыми срабатывают путевой датчик 13 и ключ 45, идентифицирующий вторую тележку.

После срабатывания;ключа 44 (или 45) производится сброс схемы 18 и команда ТВ снимается до следующего въезда.

Поскольку сигнал U2 кратковременен, то для его запоминания служит триггер 42, сигнал которого Г поступает в вычислительный блок 5, измерение в котором к моменту поступления сигнала регистрация, мсукет быть и не закончена.

В работе схемы 25 имеются две особенности. Если локомотив, находясь в хвосте, толкает состав на весовую платформу l то первая тележка идентифицирована как вторая.

Для предотвращения ложной регистрации в этом случае предусмотрены стартовый триггер 41, обеспечивающий регистрацию при появлении признака

U2 во второй раз, т.е. на второй тележке. Если локомотив, находясь в голове, протягивает состав, то вторая (последняя) тележка вагона 16 идентифицирована как первая.

Регистрация последнего вагона 16 предусмотрена путем возбуждения по

9 -входу триггера 42 сигналом общего сброса С старт-стопной схемы 29 после того, как состав выезжает с весовой платформы 1.

Регистрация результата по жесткому технологическому признаку, независимому от функции измерения, обеспечивает исправление сбоев путевых датчиков 12 (13) или других элементов устройства.

Возможная ошибка измерения в этом случае локализуется в пределах одного вагона 16, не влияя на другие результаты измерения.

Старт-стопная схема 29 начинает работу после выезда последней оси тележки с платформы 1, так как с регистра на триггерах 47 и 48 снимается гасящий потенциал через инвертор 49.

9 11

Если последним съезжает вагон 16 то путевой датчик ПД2 сработает два раза подряд и сигнал сброса С сформирован схемой 52 совпадения, резистором 62 и емкостью конденсатора 64.

Если послеДним съезжает локомотив, то после команды ИЧ путевой датчик ПД1 возбукдает триггер 50 локомотива. В этом случае по опрокидыванию платформы 1 путевой датчик ПД2 срабатывает лишь один раз и сигнал сброса С сформирован схемой

51 совпадения.

Таким образом, старт-стопная схема 29 всегда формирует сигнал сброса по пересечении последним колесом последнего вагона 16 последнего по ходу путевого датчика ПД2, т.еЪ после проезда состава.

Замена известного последовательного подсчета длиной последовательности срабатываний крайних путевых датчиков 12 (13) старт-стопной схемой 29, объем счета котброй ограничен двумя единицами, делает возможным работу предлагаемого устройства в полностью автоматическом режиме.

74771

Предлагаемое устройство не нуждается в блоке исключения локомотива, так как использование счетчиков 22 и

26 и компаратора 27 выполняет функ5 цию исключения. локомотива автоматически.

Действительно, так как в счетчик

22, благодаря действию схем 15 и 18

1О подъезда и въезда, вносятся только оси тележки вагона 16, а в счетчик 26 как оси вагона 16, так и локомотива, равенство кодов счетчиков 22 и 26 и выдача команды ИС автоматически возможны только тогда, когда тележка вагона 16 въехала на весовую платформу 1, а все посторонние оси (йредыдущей тележки или нерегистрируемого объекта) выехала.

В момент формирования идентифицированного признака второй тележки Б2 коды { счетчиков 22 и 26 равны, что позволяет периодически в конце . каждого вагона 16 переносить код счетчика 22 в регистр счетчика 26, (фиг.4) т.е. корректировать работу последнего, чем достигается дальнейmee повышение надежности работы.

ll7477l

1174771

117ч77) июсюас!!7477!

Составитель В.Ширшов

Редактор Н.Бобкова Техред А.Ач

Корректор М.Самборская

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5172/42 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

113035, Москва, Ж-35., Раушская наб., д.4/5..

« «ц <Ь