Устройство для взвешивания подвижных объектов

 

Изобретение позволяет измерять массу подвижного железнодорожного состава при неремена.х направления движения (маневрах ). Перед началом взвешивания сигналь о ненагруженных весоизмерительных датчиков 7 грузоприемных блоков 2 и 3 поочередно чере;; с.хему 8 подключаются к .АЦП 9. Поступая через Н1ину 10 в ОЗУ 13, данные усредняются процессоро.м 1 1 по программе, написанной в ПЗУ 12. Результат усреднения номещается в ОЗУ 13 и в дальнейн ем вычитается из кодов на руженных датчиков 7. Измерение сигна.юв датчиков 7 производится но сигналам ключа 17 измерения, т.е .ри загрузке обоих 1атчи чов, Схема 18 направления движения чепсз олок 9 формирования наездов-вь;сз.;о|-; ствуют на вход блока 21 . прерывает микропроцессор н Юграм.мы по.;счст: ciiri; (наезды-1;ыс i I. 2J 011|)еделяе1. (;; v-iniia.; i НЫХ .laT iiiKCJiи ад . 1ежи i ВПЧ.иМ - ix v;Ojibl i 1 i л.1Я iaiiyr-.. ()-Л .. ;j i i Л : .::;- iKa:;i:l ..ti4i: - Mep;- ГС.;: , iOKONKr; H, другому . iepej-Hc-ipHpyeMOMX объект). Результагы работы обрабатывающих npoi-рам через интерфейс 14 поступают на регист рирующий прибор 15. 6 пл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1432341 (5)) 4 G О! () !9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БИэЛ1!(> ЕУЯ

;(, .) б б

T ..

5 !) б! gaeaaL

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4171970/24-10 (22) 04.01.87 (46) 23.10.88. Бк>5!. М 39

7! ) Челябинский металлургический комб!)!((т

)72) -). Ф. Драчук (53) (>71.269 (088.8) (56) Взвешивание транспортных среде . : в движении. Обзорная информация (1!) )1!

Т-)И 11риборостроения ТС-6. М,, 1978.

Авторское свидетельство СССР

% 1!54544, кл. G 01 G !9/04, 1. !2.83. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗВЕШИВАНИЯ

11ОДВИЖНБ!Х ОБЪЕКТОВ (5>7) Изобретение позволяет измерять массу подвижного железнодорожного состава при переменах направления движения (маневрах). Г1ерег(началом взвешивания сигна;(ь о ll()нагруженных весоизмерительных датчиI((>I) 7 грузоприемных блоков 2 и 3 поочерс.()!() чадре «схему 8 подключаются к АЦП 9.! !оступая через шину 10 в ОЗУ 13, данные

«редняются процессором 11 по программе.

«вписанной в ПЗУ 12. I)åçóëüòàò усреднения помещается в ОЗУ 13 и в дальней(пем вычитается из кодов на! руженных датчиков

7. Измерение (нг );!.н>в датчиков 7 прои.«I)0lHTcH по сигналам ключа 17 нзм(рения, т е рн загр):«h\ . обоих )атчиков. Схема

НаираВЛЕНИя дВИжЕНИя al(p(.«бЛОК .) формирования Hà(ç:(îâ-вb ñ.«..ов н (".вук)т на вхо.(блока 21 р.ве :: !. ) орый прерывает микро()роцессор 11;.)я «а;,ус ..

Il1!роГра м м ы п()д((. s". (H",! .() в ! наезды-ны(.! ! i:).! к ь: . !Ihl)HI! i о )ределне), (:: . н! на, ."): с))е1 .. (с.

)(ых (ат!(и (>I«,;,,;н.! ь!еж(«1,)оком(!(:;(и,п; другому нс р(гн("! рируе мох)1 объекту. Резул ьта гы работы обрабатываю)цих програм" через интерфейс 14 поступак)г на рсгH(T рирующий прибор !5. 6 ил.

1432341

Изобретение oTIIocHTcH к весоизмерительной технике и может быть применено для взве:пи ванин перевозимых железнодорожным транспортом грузопотоков, в особенности технологических.

Цель изобретения — — рас пирение функциональных возможностей путем обеспечения измерения веса подвижного состава при переменах движения (маневрах).

На фиг. изображена блочно-кинематическая схема устройства; на фиг. 2 — расположение грузоприемных блоков весовой платформы, вид в плане; на фиг. 3 — геометрические размеры вагонов и локомотивов отечественного парка, с которыми оперирует устройство; на фиг. 4 и 5 — — варианты электрических принципиальных схем элементов устройства; на фиг. 6 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство содержит весовую платформу, выполпеппуK) в виде встроенных в рельсы 20

1 железнодорожного пути измерительных грузов приемных 2 и 3 и грузоподьемного 4 блоков. Длина измерительных грузоприемIlhIx блоков 2 и 3 может быть выбрана

i=1300 мм из тех соображений, ч" îáû па каждом блоке о.пювременпо не находилось более одного колеса, (то облегчает определение наездов колес п3 оси и выездов с них.

Грузопод ьемный блок 4 дополняет общую длину 1 весовой платформы до величины, большей типового межосевого расстояния вагонов, но меньше типового межосевого расстояния локомотивов (соответственно

1800 — 1850 мм и 2100 — 2200 мм согласно фиг. 3). Выбор длины весовой платформы, равной L., позволяет без применения каких-либо дополнительных датчиков отличить вагон от локомотива, определять осность вагона или локомотива.

Измерительные грузоприемные 2,3 и грузо. подьемный 4 блоки фиксируются в горизонтальной плоскости струнками-фиксато- 40 рами 5, соединяющими нх с фундаментными блоками 6.

Измерительные грузоприемные блоки

2 и 3 опираются на весоизмерительные датчики 7, связанные через ключевую схему

8 с аналого-цифровым преобразователем 9, информационные выходы которого соединены через шины 10 с микропроцессорным вычислительным блоком в составе центрального процессора 11, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 12, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 13. Через интерфейс 14 вычислительный блок связан с регулирующим прибором 15 (например, цифропечатающей аппаратурой) .

Весоизмерительные датчики 7 через компаpàòоры !6 сое.(ипены с ключом 17 55

«Измерение», схемой !8 направления и блоком 19 формирователей наездов-выездов.

К схеме 18 определения направления движения подключен через компаратор 16 также весоизмерительный датчик 20 грузоприемного блока 4.

Выходы блока 19 формирователей наездов-выездов ВС («Весы свободны») и НВ («Наезды-выезды») подключены к шинам

l0 вычислительного блока непосредственно, другие выходы связаны с шинами 10 через блок 21 реверса.

К выходу ключа 17 «Измерение» подсоединен счетный вход блока 23 идентификации нерегистрируемых объектов, выполненного в виде двоичного счетчика, например, К155ИЕ5, информационные выходы которого «Л», «В» («Локомотив», «Вагон») подключены к шинам 10, через последние также из вычислительного блока на вход гашения блока 11 поступает импульс сброса С2.

На фиг. 1, 4 — 6 обозначены: ПБ — «Правый блок»; Л Б — «Левый блок»; С Б

«Средний блок»; И вЂ” «Измерение»; ЛВ—

<Движение левое»; ПР— «Движение правое»; Н — «Наезд-выезд»; Л вЂ” «Локомотив»; Бl --- «Первый блок»; БЗ вЂ” «Третий блок»; ВС â€”; Cl — «Общий сброс»; PB — «Реверс»;  — — «Вагон»;

1! .  — наезд или выезд оси на i -и, т.( нсрвый, второй илп третий блок.

Вариант исполнения схемы 18 определения направления движения и блока 19 формирователей наездов-выездов приведен на фиг. 4.

Схема 18 направления содержит, например, элементы 23 и 24 совпадения, триггеры 25 и 26 соответственно правого и левого направления, коммутатор 27.

Блок 19 формирователей наездов образован, например, емкостью С2 и резисторами К,, R> («наезд на первый блок»

Нl ), емкостью СЗ и резисторами R, К., («Наезд на третий блок» вЂ” НЗ).

Формирователи выездов с первого и третьего грузоприемных блоков (Вl и ВЗ) образованы соответственно емкостью С4 и резисторами R7, Rs, а также емкостью С5 с резисторами Ro, R III с использованием . инверторов 28.

Поскольку сигнал СБ («Средний блок» или блок 2, фиг. 1) не подвергается интервал инверсии в коммутаторе 27, то формирователь выездов с второго блока (В2) образован емкостью СЗ и резисторами

R>, Кб, а формирователь наездов (Н2) образован интертором 28, емкостью С6 и резисторами

Другими элементами блока 19 являются схемы ИЛИ 29, на выходе которых, объединенном резистором К з, формируется сигнал НВ («Наезд-выезд») для вычислительного микропроцессорного блока, а также схема ЗОИ, формирующая сигнал ВС («Весы свободны») при незанятых левом (ЛБ), правом (ПБ) и среднем (СБ) блоках 2 — 4. Блок 21 реверса (фиг. 5) содер1432341 жит однотипные схемы 31-33 реверса соответственно первого, второго и третьего грузоприемных блоков. Выходы схем 31-33 объединены схемой ИЛИ 34, выход последней PB («Реверс») подключен к шинам 10.

Каждая из схем 31-33 состоит, например, из схемы ИЛИ 35, триггеров 36 и 37, образующих регистр, входы гашения которого через диоды V — V< связаны с выходами блока 19 формирователей наездов-выездов.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом взвешивания состава начальные сигналы ненагруженных весоизмерительных датчиков 7 измерительных грузоприемных блоков 2 и 3 поочередно подключаются через ключевую схему 8 к аналого-цифровому преобразователю 9. Коды, соответствующие начальным сигналам, поступая через шины 10 в ОЗУ 13, обрабатываются (усредняются) процессором 11 по программе, записанной в ПЗ У 12.

Результат усреднения помещается в ОЗУ

13 и при дальнейших операциях вычитается из колов нагруженных весоизмерительных датчиков 7, так что каждый раз определяется приращение сигнала от нагружения датчиков 7 осью объекта.

Усреднение начальных кодов производится с определяемой программой работы цикличностью, например, один раз в час (при незанятых грузоприемных блоках 2 и 3).

Если слева (фиг. 1) на измерительный грузоприемный блок 3 наезжает первое колесо состава, безразлично локомотива или вагона, то нагружается нижний весоизмерительный датчик 7 и на схему 18 направления с компаратора !6 поступает сигнал

ЛБ («Левый блок»). Через элемент 23 совпадения (фиг. 4) возбуждается триггер

25 правого направления, запрещая на все время взвешивания данного состава прохождение сигналов ПБ («Правый блок») через элемент 24 совпадения. На верхнем (фиг. 4) выходе коммутатора 27 формируется сигнал Б! («Первый блок»), а на выходе формирователя наездов, состоящего из емкости С2 резисторов Кь R формируется короткий импульс Hl («Наезд на первый блок») .

С этого момента на время взвешивания данного состава блоку 3 присваивается номер 1, блоку 4 - номер 3 (блок 2 всегда второй), а на шины 10 вь.числительного блока поступает сигнал ПР («Движение правое»). Триггеры 25, 26 могут быть установлены в исходное положение готовности к новому циклу взвешивания подачей импульса С1 («Общий сброс»), формируемого центральным процессором 11 по алгоритму, который приведен в конце описания.

В процессе дальнейшего движения состава по блокам 2 — 4 последовательно формируются в соответствии с размерами и

55 расположением блоков 2 — 4 (фиг. 2) и геометрическими размерами объектов (фиг. 3) короткие импульсы наездов Н; (,=1,2,3) и выездов В; (,:=1,2,3).

При проезде по блокам 2 — 4 любой из двух тележек четырехосного объекта (фиг. 3) возникает следующая последовательность наездов и выездов (позиции СБ, ЛБ, ПБ, фиг. 6а):Н 1,Н2,В1,НЗ,В2,H1,Н2,BÇ,В1;НЗ,В2

ВЗ.

Соответствующие последовательности при проезде тележки шестиосного объекта (позиции СБ,ЛБ,ПБ, фиг. бб):Н 1,H2,В1, НЗ,В2,Н1,Н2,ВЗ,В1,HÇ,В2,Н2,ВЗ,В 1,HÇ,В2, ВЗ; и тележки восьмиосного объекта (позиции СБ,ЛБ,ПБ, фиг. 6в):Н1,Н2,В1,HÇ,В2, Н 1,Н2,BÇ,В1,НЗ,В2,Н!,Н2,ВЗ,В1,HÇ,В2,Н1, Н2,ВЗ,В1,НЗ,В2,ВЗ.

При проезде любой оси локомотива (безразлично, четырех- или шестиосного)

H 1l,Н2,В1,H3,В2,В3 (позиции СБ,ЛБ,ПБ, фиг. 6г для двух осей локомотива) весовая платформа (фиг. 2) имеет два отличчительных свойства.

В приведенных последовательностях нигде нет рядом стоящих наездов и выездов одного блока (т.е. Н 1,В! или наоборот;

Н2,В2 или наоборот; H3,ВЗ или наоборот).

Эта особенность позволяет безошибочно определить реверс движения состава во всех случаях (подробно это рассмотрено при описании работы блока 21 реверса).

Кроме того, вышеприведенные последовательности наездов-выездов не зависят от направления движения, что позволяеI использовать один и тот же алгоритм распознавания реверса как для случая правого движения, так и для случая левого движения.

При левом направлении движения (фиг. 2) блоку 4 в соответствии с описанным принципом работы схемы 18 определения направления движения будет присвоен номер один, а блоку 3 — — номер три т.е. приведенные комбинации останутся прежними, так как чередование нагружения и разгружения блоков 2 — 4 при движении оси по весоьой плaòôoðìå останется прежним.

Таким образом, процесс взвешивания объекта заключается в измерении, т.е, в обработке по одному Н3 известных алгоритмов, сигналов весоизмерительных датчиков 7 и в управлении потоком обработанных результатов по отдельным осям.

Измерение сигналов весоизмерительных датчиков 7 производится по сигналам И («Измерение») ключа 17 измерения, т.е. всякий раз, когда нагружаются оба измерительных грузоприемных блока 2 и 3.

Обработка сигналов датчиков 7 производится процессором 11 по одному из известных алгоритмов, записанному s ПЗУ 12, например по алгоритму, обеспечивающему фильтрацию от нестационарных помех, выз1432341

Ванных нс )o131(0(тями пути и I(eрегулярHo("Г(K) 1«И жс Ни я (0(TH (3d. РВВX. I bT3T оорабогки но кы.к,(ои оси за(юминает(H В 0,5, )

13.

Конструкци>1 ()есовой II (2òôîpx(û (фиг. 2) такова. !то блоки 2 — 4 ос«обо>кдают H о Г ныгружения, а схема ЗОИ формирует curI(32 ВС («Весы свободны») только после проезда всей тележки Вагоны (как э(о (лсДУЕ.! ИЗ 3(i3,1ИЗ(1 П;)ИВЕ IPH(lbi X КОМОИНВЦИИ наездов-выездов) и Временных диаграмм (фиг. 6). (фиг. ба). 11ри проезде по блокам 2 -4 тележки (сTblpexoc((o(o Ва!.она

«о ВР »f 5I 33 н и Гости «(".(0«ОЙ ll, 1(! фОР м bl (позиция БС) формируloic)i .((32 сип(алы И («Измерение») .

Из фиг. I)6 и а сле1ует, Гго за время заня Гости 6. (око« 2 (3)орх!Нру(отся три или «ei ыре сигнiiлы И, если !ipOcx3, 11! (c«1(жки COO r В Г(1 В(. НО iil (Tl! Ii, fH ГК)С b)i ll0(НОГО «2! 0iiil. ! 1 ОС«(в II pO(3, i i) K(13<;K) И ОС H, К)ОО! 0,10комо Гива ((!)I(i . f). f Форм и!)хе! ся 10,! Üêo

Î;IHtl СИГ(id, I 1 1, I(0(КОГ(hк ) II llромежмТK( между ос51)!Н,юкомоги«ы (В2=-2200, фиг, 3) блоки 2- 4 об;цсй ллиной =1!)50 мм, ОС«ооож (а 10 1.051 OT ((2 f pÓ)K el (H3, И CX(. Y 3

3OI- )ofpvffpie(сигнал В(. («Весы с«o6o,rllhl >> ) .

Иле )ти(1)икания ВВГОНОВ и,101:.Омо(ИВОВ осу(пес 13,15ie I.c5(следую(цим образом.

11ри ((ocTy«re,(HH каждого сигнала ВС процессор 11 про«еряет кол ны информа(ионных Выхо ldx блока 22 иде(ггификации пер("гис г()ируечь(х объектов ()HI . 1), после !eI 0 НО(;1(па("Г (01 C«eTHHK3 CH(li31ОМ С2.

1!ри коле о„юка 22, p3131IOx! единице, резуль Гы Г обрыбо.гки прелшест«ующей оси ((ога(паетсн, поскольку ось принадлежит локомотиву. Таким же образом будут Г(огаill(III l lI резу,lbr2ãû обработки Всех других осей (окомоти(30(3 или других нерегистрируемых обьектов с межосевым расстоянием, бил f(f(fxI 2000 мм. 11рН этом не имеет зна 1(I I H 51 I Е С1 () И К) Р Я Д 0 К P 3 C 1! 0. 0 Ж Е Н И и:1 0 К 0х! От(! ВО «В состы нс. ! (ри Ko,(. ();1(3нoм 2,3 liли ;, соот«с Г ("(«уюп(см (00(:.3(Гс1 Вен«о ..Cf b(pex-, шестиили Восьмиос;юму Вагонам, рсзульгаты обработки I(o ()сям. сколько бы их не было

OT мох! С !IT2 IIO(;(e.:(Не! 0 I(pOI (3(2 I IH51 C Hi 112;13

В(., сумм пруlo Гся, состав.lяя массу просХ(i l)i IIC Й ТЕЛ(. ЖКИ В2 ГОН 3. ! Iроцессор ! определяет четные сиг-! а ib(БС и Вылае-. кома(!ду на регистрацию массы вагоны, равной сумме масс первой и второй тележек. Таким образом, ПРОИ СХО HT 11ЕГИ(ТPii;I « 51 ()ЕЗУ, I! Т2TO««З«(. Цн!ВЯНИ 5! ВСЕХ (3;1101(01 !(3 O,!ЛИ(И. (Я В CОСТ3 В(.

1;(. ill В Il,)<) I.CC(е. ВВВе(ИИ«31(l! >I COC I 3 В изменяет напра« le((He,(«и>кен()н, то из рассмотрения ((ризе:(енных ко: !6и наций наездов-выезло« обязателшю «оз" иi;3«l одно из (лед тю! (i:x со !Станин;; .2.35(()13 «ьк:,.ОВ:Н 1, В I;В I,H I;Í2,Â2;Â2,H2;H3,BÇ;BÇ,H3.

В любом случае (фиг. 5) срабатывает

o.:,iia из схем 31 33 реверса и на выходе схемы И. !И 34 появляется сигнал PB («Реверс»). При комбинациях HI,BI или Bl, (-11 срабатывает схема 31 реверса первого блока, при комбинациях Н2,В2 или В2,Н2— схема 32 реверса второго блока и при комби! ациях Н3, ВЗ или ВЗ,H3 — схема 33 тpeTbe«о блока.

Сигнал РВ через шины 10 поступает на вход прерывания процессора 11 и последний переходит к программе подсчета числа сигналов HB («Наезды-выезды») блока 19, прерывая операции по обработке сигналов весоизмерительных датчиков 7.

Подсчет числа сигналов HB (продолжается до второго сигнала РВ, который обязательно происходит при возобновлении движения в первоначальном направлении, так как при этом вновь возникает пара одноименных комбинаций из перечисленных

ВЫШЕ.

I1o второму сигналу PB процессор 1 начинает подсчет числа наездов-выездов и после того, как число наездов-выездов после второго сигнала РВ станет равным числу наездов-выездов от первого до второго сигнала РВ (т.е. тогда, когда состав вернулся в положение перед реверсом), перехолит к прежней программе обработки сигналов датчиков 7.

Работа ripeдлагаемого устройства не нарун(ается и при многократных реверсах движения состава.

Г!Осле первого реверса состав Нроходит в обратном направлении 20 наезлов-выездов, затем в прямом направлении 8 наездов-выездов (T.å. не возвра (цается в исходное положение), затем вновь в обратном направлении 15 наездов-выездов и т.л.

В этом случае подсчет наездов-выездов в прямом и обратном направления: продолжается до тех пор, пока сумма 1(3e«Й

;(0(3-выездов в прямом направлении (т.е. (юсле четных сигналов РВ) не станет равной сумме сигналов наездов-выездов в ооратном направлении (т.е, после нечетных сигналов РВ).

Поскольку реверс (маневр) движения

4, сопровождается добавочными горизонтальными динамическими условиями, деЙствующими в составе и понижающими точность измерения, то целесообразно (при значительных (0 продолжительности реверсах) погашать уже полученные результаты обработки для отдельных осей или неполных тележек.

Например, если реверс произошел во время измерения результата по второй оси четырехосного вагона, то торможение

55 состава (и связанное с этим понижение точности взвешивания) началось ранее (во

:(ремя измерения результата по первой оси).

Программа работы, записанная в ПЗУ 12

1432341

Фиг. 2

4-х осиной арагон

Б-L/ Ослаб/4 .

&гон л

8-uoceoru

5аг ен

6- oc aiu

noff0ao mu предусматривается погашение результата по второй оси нагона, а если реверс продолжительный и тележка вагона полностью съезжает с блоков 2 3, погашается и результат flo первой оси. При этом соответственно уменьшается количество наездов-выездов в обратном направлении и при возврате упомянутой тележки вагона к блокам

2,3 процесс взвешивания тележки начинается сначала, т.е. с первой оси.

По окончании взвешивания всего состава вырабатывается (процессором 11, от внешних датчиков или от ЭВМ) сигнал Cl, восстанавливающий устройство в исходное состояние готовности к взвешиванию очередного состава. Для автоматического формирования сигнала C l процессором 11 могут быть использованы, например, следующим признаки: с момента начала последнего сигнала ВС («Весы свободны») прошла заданная выдержка времени (30 с); последний сигнал ВС был четным, т.е. проехала вторая тележка вагона или четная ось локомотива.

Формула изобретения

Устройство для взвешивания подвижных объектов, содержащее весовую платформу в виде встроенных в соседние рельсы железнодорожного пути двух измерительных грузоприемных блоков и третьего грузоприемного блока, дополняющего общую длину весовой платформы до величины, большей межосевого расстояния вагонов, но меньшей межосевого расстояния локомотивов, массоизмерительные датчики блоков связаны через компараторы со схемой определения

10 направления движения и через ключевую схему с аналого-цифровым преобразователем, выходы которого подключены к вычислительному блоку, соединенному с регистрирующим прибором, orëè÷àþè ååñÿ тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные блок формирователей наездов-выездов и блок реверса, а также блок идентификации нерегистрируемых объектов, выходы которых соединены с вычислительным блоком, причем измерительные грузоприемные блоки установлены друг относительно друга со сдвигом для раздельного наезда левого и правого колес осей объектов.

1432341

Щ ф

Фиг. 5!

432341

0cb 2

0со 7 ь

Ь Сь

3 Ь

ОсБ 2

Ось 1

-C р

Ось 1 (1cb 5

РЯ 2

Рсь1

0Cb 2

Ocb 3

0 7

dCb сьев

0Cb йb Ф

0cb 2

OCb 7

LCb 2

0сБ 1

Рсь 2

Лъ 2

Ось 1

ОсБ 1

0 Z

УБ

Составитель А. Вино; ра ii 1

Рс,.актор А. Мотыль Тепрел 11. Всрес Корректор М. Васильев;

Ваказ 5414i33 Тираж 71I И д(п

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35. Раугнс»зя наб., i. 4!5

Производственно-полиграфическое прелгриятие, г. Ужгород, ул. 11роектная, 4