CN101885310A - 一种露天矿用自卸车车载称重系统 - Google Patents
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Abstract
一种露天矿用自卸车车载称重系统，其包括PC机、主控制器、压力传感器、双轴倾斜计、超载信号灯、满载信号灯、空载信号灯、电源、制动锁定开关、车厢举升开关、车速传感器，所述压力传感器、双轴倾斜计、制动锁定开关、车厢举升开关、车速传感器和电源与主控制器输入端连接，主控制器输出端与超载信号灯、满载信号灯、空载信号灯连接，所述PC机与主控制器双向连接。使用本发明，可以对大吨位露天矿用自卸车载荷自动进行测量、显示、记录和超载报警。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种露天矿用自卸车车载称重系统，尤其是涉及一种具有对车载载荷自动进行测量、显示、数据存贮及超载报警功能的大吨位露天矿用自卸车车载称重系统。
背景技术
目前，大型矿用自卸车装载矿物的重量测量是靠估方或卸货后测量的方式，由于地磅测量的范围小，因此这些测量方法存在测量数据误差大、耗时长等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有大型矿用自卸车装载矿物的重量测量存在的上述缺陷，提供一种具有对车载载荷进行自动测量、显示、数据存贮、存贮数据下载及超载报警功能的大吨位露天矿用自卸车车载称重系统。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：其包括PC机、主控制器、压力传感器、双轴倾斜计、超载信号灯、满载信号灯、空载信号灯、电源、制动锁定开关、车厢举升开关、车速传感器，所述所属压力传感器、双轴倾斜计、制动锁定开关、车厢举升开关、车速传感器输出端和电源与主控制器输入端连接，主控制器输出端与超载信号灯、满载信号灯、空载信号灯连接，PC机与主控制器双向连接。
主控制器输出端还可以与其他外设（例如车辆管理系统和矿山调度系统）连接。
所述压力传感器为4个，分别安装在车辆的不同悬挂上。
所述主控制器采用铝制机壳安装，以提高抗电磁干扰能力。
所述主控制器带有CPU芯片、A/D转换模块、DI/DO转换模块、数据存储芯片、通信模块、液晶显示模块和按键；通信模块配备有RS232通讯接口、RS485通讯接口与CAN通讯接口，RS232与RS485通讯接口采用MODBUS现场总线协议，CAN通讯采用国际标准的总线通讯协议。
本发明能实时显示车辆的载荷、车速、坡度、时间、悬挂压力等功能参数；同时，还具有强大的数据记录、报警和上位机数据下载、数据库查询、故障分析等功能，能记录驾驶员每班、每日、每月、每季运载的次数、运载的总量、车辆超载时间等信息；具有RS232、RS485及CAN总线等通讯接口，系统获取的数据能通过这些接口与车辆信息管理等智能系统实现互联。
本发明算法智能化，运算速度快，精度高，操作简单，维护简单；还可与PC机进行通讯,下载存贮在系统内的数据和进行系统设置；车辆载荷测量不受场地限制,载荷测量方便,带有超载、满载和空载等载荷信号灯。
本发明可以帮助驾驶员和调度管理部门及时了解车辆的载荷情况，以防止车辆超载，从而延长车辆和轮胎使用寿命，减少车辆维修时间，并减少车辆维护运行成本。
附图说明
图1是本发明硬件系统结构方框图；
图2是本发明载荷计算及控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施实例对本发明的一种具体实施方式作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
参照图1，本实施例包括PC机、主控制器、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ、压力传感器Ⅲ、压力传感器Ⅳ、双轴倾斜计、超载信号灯、满载信号灯、空载信号灯、电源、制动锁定开关、车厢举升开关、车速传感器，所述压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ、压力传感器Ⅲ、压力传感器Ⅳ、双轴倾斜计、制动锁定开关、车厢举升开关、车速传感器输出端和电源与主控制器输入端连接，主控制器输出端与超载信号灯、满载信号灯、空载信号灯连接，PC机与主控制器双向连接；主控制器输出端还与外设—车辆管理系统或/和矿山调度系统连接。
压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ、压力传感器Ⅲ、压力传感器Ⅳ分别安装在车辆的不同悬挂上，每个压力传感器能将测得的悬挂压力的变化信号转换成4～20mA的模拟信号，并送至主控制器；
双轴倾斜计安装在司机室内，其先将车辆行驶途中的坡度信号转换成0～5V电信号，然后送至主控制器。系统通过模态仿真计算，可提高在坡度时的载荷计算精确度。
制动锁定开关安装在司机室内；车厢举升开关安装在车架上；车速传感器安装在车轮上；超载信号灯、满载信号灯、空载信号灯安装在甲板两侧。
主控制器采用铝制机壳安装。
所述主控制器是整个称重系统的核心，主控制器的CPU芯片为DSPTMS320F2812，还带有A/D转换模块、DI/DO转换模块、数据存储芯片、通信模块、液晶显示模块和按键；通信模块配备有1个RS232通讯接口、1个RS485通讯接口与1个CAN通讯接口，RS232与RS485通讯接口采用MODBUS现场总线协议，CAN通讯采用国际标准的总线通讯协议，具有很好的通用性，可方便地实现与其它车辆智能系统的互联；主控制器表面设有液晶显示屏和功能按键，通过显示屏可以看到车辆的工作情况和有关数据；主控制器接收压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ、压力传感器Ⅲ、压力传感器Ⅳ发出的车辆空载和装载时的压力变化信息并转换成货箱内货物的重量变化信息，接收车速传感器、制动锁定开关、车厢举升开关、双轴倾斜计分别发出的车速信号、制动锁定信号、车厢举升信号、车辆左右和前后的倾斜角度信号，判断车辆的当前状态并修正车辆载荷，计算出车载准确载荷后，自动在控制器的显示屏上显示相关实际载荷数据，控制相应的载荷信号灯亮起，同时存贮载荷数据、运输次数等，将存贮的数据通过通信模块向外部设备输出数据。同时，通过采集车速传感器信号，算出负载运输公里数，并累计折算出运载的吨公里数据。
本车载称重系统主控制器CPU采用的TMS320F2812芯片，抗干扰能力强，集成度高，运算速度快。
本发明自动称重系统的重量计算流程：
参照图2，大型自卸车车辆循环运输常分8个不同状态（或称阶段）——Ⅰ空车状态2、Ⅱ自重测量状态3、Ⅲ装载状态6、Ⅳ调度状态8、Ⅴ测重状态9、Ⅵ运输状态10、Ⅶ卸车状态12及Ⅷ卸车完毕状态13。每个状态（或称阶段）都需要自动称重系统进行不同的计算和储存不同的数据。
车载称重系统上电后系统开始运行，系统进入Ⅰ空车状态2，如果有效载重量少于额定载荷的20%，自动称重系统将进入Ⅱ自重测量3，并开始计算新的空车自重；如果有效载重量未降到额定载荷的20%以下，系统将返回到Ⅳ调度状态8，直至卸车之后系统将计数运载一次。
车载称重系统在Ⅱ自重测量状态3下，当车速大于5km/h时，主控制器计算自卸车空车时悬挂承受重量，这个自重数值将从有效载荷的悬挂承受重量中扣除，以计算最后的有效载重量；主控制器收到制动锁定信号后，由Ⅱ自重测量状态3进入Ⅲ装载状态6，如果主控制器没收到制动锁定信号，但检测到有连续装载载荷并大于额定载荷的50%，系统也进入Ⅲ装载状态6。
只要车辆一开始移动，如果移动小于160m，驾驶员把车辆重新定位到装载机下面，进入Ⅳ调度状态8，在调度区内的任何时间都可添加更多的有效载重量；车辆一旦行走达到160m，称重系统进入Ⅴ测重状态9；在Ⅴ测重状态9，如果移动速度超过5km/h，主控制器收到压力传感器测得的悬挂压力变化信号，就开始计算负载时悬挂承受重量，进入Ⅵ运输状态10；在运输过程中，主控制器的显示屏会显示实时重量，同时载荷信号灯会指示当前的载荷状态，实际载荷小于额定载荷的10%，空载信号灯（白色）会常亮，实际载荷大于额定载荷的70%小于90%时，满载信号灯（黄色）会闪烁亮，实际载荷大于额定载荷的90%小于105%时，满载信号灯（黄色）会常亮，实际载荷大于额定载荷的105%时，超载信号灯（红色）会常亮。
系统进入Ⅵ运输状态10后，如收到货箱车厢举升信号11，称重系统进入Ⅶ卸车状态12。系统进入Ⅵ运输状态10后,如绐终没收到车厢举升信号11,系统会保持在Ⅵ运输状态10。当车辆箱斗降回原位时，称重系统就进入至Ⅷ卸车完毕状态13，系统又返回Ⅰ空车状态2，进入下一个运输循环。
具体操作步骤：（1）系统加电后进入工作状态；（2）将某一型号额定载荷等参数通过按键输入主控制器；(3)主控制器接收压力传感器发出的压力信号、双轴倾斜计发出的坡度信号、车速传感器发出的车速信号，检测车辆当前的姿态和车辆运行状态，进行数据转换并计算出当前车辆的实际载荷；（4）车辆获取载荷参数后通过分析比较，实施如下相应措施：1）显示实时重量，提示司机，点亮载荷信号灯对车外管理人员发出指示，存贮当次载荷数据，2）将数据以通讯的方式进行传输。
Claims (3)
1.一种露天矿用自卸车车载称重系统，其特征在于，包括PC机、主控制器、压力传感器、双轴倾斜计、超载信号灯、满载信号灯、空载信号灯、电源、制动锁定开关、车厢举升开关、车速传感器，所述压力传感器、双轴倾斜计、制动锁定开关、车厢举升开关、车速传感器输出端和电源与主控制器输入端连接，主控制器输出端与超载信号灯、满载信号灯、空载信号灯连接，PC机与主控制器双向连接。
2.如权利要求1所述的露天矿用自卸车车载称重系统，其特征在于，所述压力传感器为4个，分别安装在车辆的不同悬挂上。
3.如权利要求1或2所述的露天矿用自卸车车载称重系统，其特征在于，所述主控制器输出端还与车辆管理系统或/和矿山调度系统连接。
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