SU1154544A1 - Устройство дл автоматического поосного взвешивани объектов - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПООСНОГО ВЗВЕШИВАНИЯ ОБЪЕКТОВ , содержащее грузоприемные блоки с весоизмерительными датчиками, подключенными через входные блоки и коммутатор к аналого-цифровому преобразователю, выходы которого подключены к вычислительному блоку, соединенному с регистрирующим прибором , и сигнализатор нул , св занный с блоками определени  конца объекта и исключени  нерегистрируемых объектов , выходы которых подключены к вычислительному блоку, о т л и ч а ющ е е с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей при использовании унифицированных грузоприемньос блоков, в нем грузоприемные блоки установлены со сдвигом относительно один другого вдоль оси железнодорожного пути так, что их обща  длина больше минимального межосевого рассто ни  объектов, но меньше межосевого рассто ни  нерегистрируемых объектов, при этом блок исключени  нерегистрируемых объектов выполнен в виде регистра до двух, счетный вход которого св зан с входным блоком одного из весоизмерительных датчиков, вход (Л гашени  - с выходом сигнализатора нул , а выходы объединены схемой совпадени , соединенной с выходом сигнализатора нул . 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что сигнализатор нул  выполнен в виде комел параторов, входы которых соединены « с входными блоками весоизмерительных S t датчиков, а выходы объединены схемой ИЛИ.

Description

Изобретение относитс  к весоизмерительной технике и может быть применено дл  взвешивани  грузов, перевозимых железнодорожным транспортом .

Известны весы дл  поосного . -взвешивани  железнодорожных составов в движении, содержащие путевые датчики, два грузоприемных блока длиной 1290 мм с тензодатчиками, подсоединенными к блоку обработки информации, цифровое табло и устройство цифропечати LIJ.

Недостатком этих весов  вл етс  применение дл  идентификации объектов путевьк датчиков, ненадежно работающргх в сложных услови х современного интенсивного производства , например металлургического.

Кроме того, применение путевых датчиков позвол ет идентифицировать только объекты со строго определенными межосевыми рассто нием (например, 1800 мм), а дл  взвешивани  других об7:,ектов, например, чугуновозов с межосевым рассто ние .м 1500 мм или тележек со слитками требуетс  перестановка путевы датчиков, а зачастую и изменение схемы блока управлени .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дли автоматического поосного взвешивани  объектов, содержащее грузоприемные блоки с весизмерительными датчиками, подключенными че.рез входные блоки и коммутатор к аналого-цифровому преобразователю , выходы которого подключены к вычислительному .блоку, соединенному с регистрирующим приборо и сигнализатор нул , св занный с блоками определени  конца объекта и исключени  иерегистрируемых объетов , выходы которых подключены к вычислительному блоку 2),

Устройство способно идентифицировать объекты при длине весо1вой платформы большей межосевого расст ни  (1800 мм) вагонов, но меньшей межосевого рассто ни  (2100 мм) локомотивов.

Однако известное устройство недостаточно технологично и универсально . В насто щее врем  отечественной промьвиленностью вьтускаютс  грузоприемные блоки длиной 1290 мм меньшей минимального межосевого ра442

сто ни  подавл ющего большинства объектов. Такие грузоприемные блоки  вл ютс  прогрессивным техническим средством, уменьшающим стоимость монтажа , наладки и метрологической аттестации весов.

Дл  известного устройства требуютс  грузоприемные блоки длиной около 1950 мм.

Дл  решени  задач автоматического взвешивани  без участи  человека грузопотоков шихты требуютс  грузоприемные блоки длиной более 2150 мм, что позвол ет отличать двухосные тележки с шихтой, межосевое рассто ние которых равно в мартеновском производстве 2200 мм, а в конвертерном 3500 мм.

Таким образом, дл  решени  одной и три же задачи, а именно поосного взвешивани  различных объектов, требуютс  грузоприемные блоки нескольких типоразмеров, не совпадающих с серийно выпускаемыми. Все это удорожает и удлин ет внедрение известного устройства.

Далее, на весовую платформу известного устройства могут одновременно наезжать две оси. Следовательно , платформа и фундамент должны быть рассчитаны на двойную нагрузку и станов тс  таким образом более громоздкими, дорогосто щими и металлоемкими .

Дл  успешной работы известного устройства необходимо различать сигналы двух уровней - сигнала при наезде первой оси, затем при наезде двух осей, причем наезд двух осей

продолжаетс  при скорости 10 км/ч 0,05 с. При такой малой продолжительности сигнала и значительных динамических помехах задача достоверной регистрации второго наезда достаточно трудна и возрастает с увеличением скорости движени . Наконец , при использовании прототипа тер етс  информаци  о направлении движени , что при работе без участи  человека часто имеет существенный характер, так как не дает информацию , что взвешиваетс  - тара или брутто. Кроме того, обработка сигналов весоизмерительных датчиков после их суммировани  менее . точна, чем обработка каждого сигнала в отдельности с последующим сумми-рованием .

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей при использовании унифицированных грузоприемных блоков.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  автоматического поосного взвешивани  объектов, содержащем грузоприемные блоки с весоизмерительными датчиками , подключенными через входные блоки и коммутатор к аналого-цифровому преобразователю, выходы которого подключены к -вычислительному блоку, соединенному с регистрируюишм прибором, и сигнализатор нул , св занный с блоками определени  конца объекта и исключени  нерегистрируемъгх объектов, выходы которых подключены к вычислительному блоку грузоприемные блоки установлены со сдвигом относительно один другого вдоль оси железнодорожного пути так, что их обща  длина больше минимального межосевого рассто ни  объектов, но меньше межосевого рассто ни  нерегистрируемых объектов, при этом блок исключени  нерегистрируемых объектов выполнен.в виде регистра до двух, счетный вход которого св зан с входным блоком одного из весоизмерительных датчиков, вход гашени  - с выходом сигнализатора нул , а выходы объединены схемой совпадени , соединенной с выходом сигнализатора нул .

Кроме того, сигнализатор нул  выполнен в виде компараторов, входы которых соединены с входными блоками весоизмерительных датчиков, .а выходы объединены схемой ИЛИ.

На фиг. 1 показана схема устройcTBai на фиг. 2 - грузоприемное устройство , вид сверху; на фиг. 3 - 6 принципиальные электрические схемы элементов и узлов , на фиг. 7-10 графики , по сн ющие работу при взвешивании различных регистрируемых и нерегистрируемых объектов.

Устройство дл  поосного взвешивани  объектов содержит (фиг. 1) встроенные в бетонный при мок под железнодорожный путь 1 грузоприемные блоки 2 и 3 (на фиг. 1 блок 2 дан в разрезе, блок 3 не показан), опирающиес  на весоизмерительные датчики 4 и 5 и фиксируемые в горизонтальной плоскости ограничител ми

1545444

6, укрепленными на фундаментных болтах 7.

Весоизмерительный датчик 4 подключен к входному блоку 8, а датчик 5 , к аналогичному входному блоку 9.

Устройство содержит также взвешиваемьй объект 10, компараторы 11 и 12, образующие совместно со схемой ШШ 13 сигнализатор нул , коммутаJO торы 14, аналого-цифровой преобразователь 15, вычислительный блок 16, в состав которого вход т приборные шины 17 (данные, адреса и управлени ), центральный процессор 18,

5 посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) 19, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 20 и интерфейс 21 дл  св зи с регистратором 22 (цифропечатающа  машина, ЭВМ и т.д.).

2Q Кроме того, в устройство входит схема 23 определени  конца объекта , схема 24 исключени  нерегистрируемых объектов и схема 25 определени  направлени  движени .

25 На приборные шины 17 поступают сигналы Н - Наезд, HI, Н2 наезд на блоки 2 и 3 соответственно, Р - Регистраци  с выхода схемы 23 определени  конца объекта, Г Гашение с выхода схемы 24 исключени  нерегистрируемых объектов, и при необходимости Т - Тара, Б - Брутто со схемы 25определени  направлени  движени .

Сигналы т и Б могут иметь и другой смысл (вперед, назад, влево, вправо и т.д.) в зависимости от технологической ситуации.

Взаимное расположение блоков 2 и 3, образующих грузоприемное устройство, показано на фиг. 2 i(вид сверху).

Использу  стандартный весовой блок от весов 1959 ТС-200В длиной

2 1250 мм, можно путем изменени  сдвига между блоками 2 и 3 по оси железнодорожного пути 1 и, следовательно , общей длины грузоприемного устройства Ц , производить

идентификацию подавл ющего большинства транспортных объектов, прнхгем межосевые рассто ни  контролируемых объектов (вагонов) и неконтролируемых объектов (локомотивов), могут

быть самыми различными, что будет показано ниже.

Выполненрге грузоприемного устройства (фиг., 2) существенно упрощает . форму сигналов и саму схему управлени , превраща  предлагаемое устройство в автомат. Полные принципиальные электричес кие схемы 23 и 24 определени  конца объекта и исключени  нерегистрируем объектов во взаимодействии с други ми элементами предлагаемого автомата приведены на фиг. 3. Схема 23 определени  конца объек та состоит из ключа 26, регистра из триггеров 27 и 28, выходы которых объединены схемой 29 совпадени  выход которой суть выход Регистраци  . В качестве выхода Регистраци в данном конкретном случае может быть использован инверсный выход триггера 28. При этом схему 29 не используют. Триггеры 27 и 28 самоустанавливаютс  в исходное положение после прохождени  сигнала благодар  резистору R1, емкости С схеме 30 ИЛИ и ключу 31, подсоединенному к R -входам триггеров 27 и Схема 24 исключени  нерегистрируемых объектов содержит регистр до -двух из триггеров 32 и 33, причем счетный вход регистра св зан с компаратором 11, а вход гашени  - с выходом схемы ИЛИ 13 (иными словами с выходом сигнализатора н л , образованного элементами 11-13). Схема 34 совпадени  объедин ет выбранные выходы триггеров 32 и 33 и инверсный выхоп сигнализатора нул получаемый с выхода ключа 26. На фиг. 3 входы схемы 34 совпадени  объединены с вькодами 1 и 2 триггеров 32 и 33, однако вместо ин версного вькода 2 триггера 33 может использоватьс  также и его выход 2 (пр мой). Объединение на схеме 34 совпаде ни  выхода 1 триггера 32 и выхода триггера 33 позвол ет исключать из регистрации объекты, межосевое рассто ние которых больше размера грузоприемного устройства (фиг. 2) а объединение выхода 1 триггера 32 и выхода 2 триггера 33 автоматически исключает из регистрации объекты с межосевым рассто нием, .меньшим размера t . Оба этих случ важны и встречаютс  - первый при взвепшвании вагонов грузового парка СССР, а второй - при взвешивани внутренних технологических потоков (например, шихты). 4 Резистор 1 2 и емкость С 2 применены дл  некоторой задержки сброса триггеров 32 и 33 при по влении на выходе схемы 13 нулевого потенциала с тем, чтобы длительность импульса г, формируемого схемой 34, была достаточной. Схема 25 определени  направлени  движени  (фиг. 4) содержит, например , триггер 35 Брутто на элементах 36 и 37, триггер Тара на элементах 38, 39, схемы 40 и 41 совпадений , соединенные с компараторами 1 1 и 12. Так как в технологических потоках направление движени  грузов регламентированоj то пор док срабатывани  компараторов 11 и 12 может б.ыть использован дл  целей автоматического учета грузопотоков. Электрическа  схема входного блока 8 (9) выполнена на операционном усилителе 42, усиление которого регулируетс  резистором R3. Приемлемые номиналы резистора R4 регулировки нул  получаютс  благодар  каскадному включению транзисторов Т1 и Т4 с полевыми транзисторами Т2 и ТЗ, образующими генератор тока. Подбором HOMHHaj.oB емкостей С4 и С5 при заданных номиналах резисторов можно добитьс  фильтрации сравнительно высокочастотных помех., наложенных на сигнал, что значительно облегчает последующую цифровую обработку сигнала в вычислительном блоке 16. При недостаточном уровне выходного сигнала в схему (фиг. 5) может быть добавлен дополнительнш каскад усилени . Компараторы 11 и 12 имеют, например , схему, показанную на фиг. 6, и состо т из операционного усилител  43 и формировател  на транзисторе Т5 дл  получени  сигнала стандартного уровн . Порог срабатывани  компаратора 1V(12) устанавливаетс  подбором резисторов R6, R7 и регулируетс  резистором R5. Устройство дл  поосного взвешивани  объектов работает следукмцим образом.. Рассмотрим типичный дл  магистральных железнодорожных путей объект ( фиг. 7) - четырехосный вагон или локомотив. Дл  подавл ющего большинства вагонов межосевое рассто ние - b 1800-1850 мм, рассто ние С 4000 мм, рассто ние « 1500 мм. Дл  подавл ющего числа локомотивов рассто ние Ъ 2100 мм, что и используетс  в предлагаемом устройстве. Если общую длину грузоприемного устройства (фиг, 2) выбрать L 1950 мм, при стандартной длине одного весового блока 2(3) Р 1250мм, то проезд четырехосного вагона по грузоприемной платформе отображаетс  на фиг. 8 (позици  4о). Здесь позици  сх и б показывают наезды первой и второй тележек объекта на весовой блок 2, а позиции в и 15 г. - наезды первой и второй тележек на весовой блок 3 (фиг. 2). Позици  13-1 показывает выходной сигнал cxeMi.i ИЛИ 13 (или сигнализатора нул ). Аналогично дл  шестиосного объекта имеем позиции 6, дл  восьмиосног 8„. дл  локомотива - Л. причем Дл  0, дл  локомотива - Л, причем Дл  последних двух объектов (фиг. 8) показаны только наезды первых тележек .. Рассмотрим теперь временные диаграммы (фиг. 8) в совокупности с фиг. 1 - 3. Пусть на грузоприемные блоки 2 и в направлении, указанном на фиг. 2 стрелкой, наезжает четырехосный ваго так, что в момент времени -t нагружаетс  весовой блок 2, в момент времени весовой блок 3. , Тогда в момент времени t, сраба 1 тывает компаратор 11 и схема 13 (позици  13-1,фиг. 8), а на вычисли тельный блок 16 и аналого-цифровой преобразователь 15 поступает сигнал ПО которому начинаетс  обработка выходного воздействи  весоизмерительного датчика 4 по одному из известных алгоритмов. В момент времени i.2 срабатывает компаратор 12 и вычислительный блок 16 начинает обработку выходного воздействи  вес измерительного датчика 5, В момент времени t перва  ось тележки № 1 .вагона съезжает с блока 2 и обра-ботка выходного воздействи  весоизмерительного датчика 4 прекращаетс  а в момент времени- возобновл етс  . В момент времени tj (фиг. 3) в схему 24 исключени  нерегистрируемы объектов будет занесена перва  единица , так что на выходе 1 триггера 32 по вл етс  единичньй потенциал. 115 5 10 448 В момент времени - втора  ось тележки № 1 вагона съезжает с весового блока 2 и обработка выходного воздействи  весоизмерительного датчика 4 прекращаетс . В момент времени-ty в схему 24 исключени  нерегистрируемых объектов заноситс  втора  единица , так что на выходах 1 и 2 триггеров 32, 33 с этого момента - единичные потенциалы. В момент времени t перва  тележка четырехосного вагона съезжает с весового блока 3, на вьгходе схемы 13 по вл ютс  нулевой потенциал а схему 23 определени  конца объекта заноситс  перва  единица, т.е. на пр мом вьгходе триггера 27 (фиг, 3) по вл етс  единичный-выход. Нулевой потенциал схемы 13 благодар  резистору R2, емкости С2 погашает схему 24 исключени  нерегистрируемых объектов с задержкой, однако срабатывани  схемы 34 и по влени  импульса Г не произойдет, поскольку выход 2 триггера 33 - нулевой. Далее, в момент времени-t/f i происходит га;шение триггеров 32 и 33 схемы 24. При наезде второй тележки вагона на весовые блоки 2 и 3 полностью повтор етс  описанна  картина , но в момент времени i-, в схему 23 определени  конца объекта заноситс  втора  единица, на выходе схемы 29 по вл етс  нулевой потенциал. в вычислительный блок 16 подаетс  м„ ц и-п команда Регистраци  - Р .Далее через цепочку R1, С1 и элементы 30 и 31 производитс  самосброс триггеров 27 и 28 схемы 23. Автомат после этого готов к приему следующих объектов .. . Если регистрируемый объект шестиосный или восьмиосный (позиции бе и 8р, фиг. 8), то никаких особенностей в работе схемы не наступает, поскольку на каждую тележку вагона скема 13 срабатывает лишь один раз (позиции 13-1 и 13-2, фиг. 8). Поскольку регистр на триггерах 32 и ЗЗ считает только до двух, то его код при лаездах, например, восьмиосного вагона будет иметь вид 01222012220, т.е. дл  работы устройства и в частности схемы 24 безразлнчно сколько осей - 4,6 или 8 у объекта . Так как длина L грузоприемного устройства (фиг. 2) меньше межосевого рассто ни  локомотива, то

у . 115/ оответствующие временные диаграммы;

апример, дл  первой тележки магитрального локомотива ВЛ-22М имеют ругой вид (фиг. 8, позици  л).

Здесь после занесени  в момент вре- .j ени 2 единицы в схему 24,а именно в тригер 32, в момент времени i со сх&ы 13 приходит нулевой потенциал, ак как весовые блоки 2 и 3 оказыаютс  ненагруженньми, наход сь меж- ю у ос ми локомотива.

Следовательно, в момент времени tj на входах схемы 34 соберутс  три единицы (фиг. 3) и на ее выходе по вл етс  импульс Г, поступаю- 13 щий в вычислительный блок 16 и предписывающий погасиФь только что обработанный в промежутке времени массив данных.

Импульс через элементы 30 и 31 по..20 гашаёт также схему 23, в которую в иомент времени i также записываетс  единица.

ДaлeeJ в момент времени ii + ui схе на 24 погашаетс  и готова к дальней- 25 шей работе с ос ми 2,3 и т,д локомотива .

Таким образом, после прохода каждой оси локомотива через весовые блоки 2 и 3 на вычислительный блок зд 16 поступает импульс Г дл  погашени  только что обработанных данных по этуй оси, а схемы 23 и 24 восстанавливают исходное рабочее состо ние.

Предлагаемое устройство позвол - . ,,

ет .производить взвешивание широкого класса объектов, пользу сь всего одним типоразмером весовых блоков 2 и 3. Безразлично (в широких пределах ) межосевое рассто ние (фиг.2) Q объектов. Выбрав длину L 1950 мм, можно взвешивать как четырех-шести-и восьмиосные вагоны, так и, например, чугуновозы с межосевым рассто нием 1500 мм, коксовые или рудные транс- 5 феркары с межосевыми рассто ни ми соответственно 1480 мм и 1730 мм. Серийно выпускаемые весы 1959 ТС-200В требуют дл  этого перестановки путевых выключателей.50

Кроме того, существует большой класс объектов (в основном двухосных) у которых межосевое раесто ние больше ,- чем у локомотивов.Это,например, $5 тележки дл  мульд или совков с шихтой (фиг. 9). Например, тележки дл  мульд имеют межосевое рассто ние

4410

в 2400 мм, а рассто ние между сцепками 2« 2600 мм.

На фиг. 10 изображены временные диаграммы дл  выбранной длины L, 2300 мм грузоприемного устройства при проезде четырехосного локомотива (позиции -), и тележек (позиции Т) дл  совков с шихтой в конвертерном цехе ЧМК ( Ъ 3500 мм, 2« 4100 мм).

В этом случае необходимо лишь переключить в схеме 24 исключени  нерегистрируемых объектов вход схемы 34 с выхода 2 на выход 2 (верхний по схеме фиг. 3).

Тогда при движении по весовым блокам 2и 3 первой тележки локомотива (позици  А , фиг. 10 слева) в моменты времени t и t в схему 24 записаны единицы и в момент времени -tj схема 34 выдает вычислительному блоку .16 импульс гашени , через элементы 30 и 31 погашаюпщй также триггер 27, в который в момент времени t. также записываетс  единица .

Далее в момент времени tj + j-i схема 24 погашаетс  благодар  действию резистора Р2 и емкости С 2.

Таким ббразом, 1;осле проезда каждой тележки локомотива производитс  гашение веса данной тележки в вычислительном блоке 16 и восстановление исходного рабочего состо ни  схем 23 и 24.

При проезде по весовым блокам 2 и 3 тележек с совками (позици  Т ) в схему 24 в момент времени t, записываетс  единица, но в момент времени схема 24 погашаетс  без формировани  импульса Г,так как последний формируетс  при коде 2 регистра на триггерах 32 и 33, а в момент времени в упом нутом регистре код равен единице.

Кроме Toroj в момент времени 2 в схему 23 будет записана единица. В момент времени tj после проезда второй оси первой тележки схема 23 выдает вычислительному блоку 16 команду Р. Команда Г никогда не будет сформирована при проезде тележки вагона, так как код схемы 24 не достигает числа 2, погаша сь каждьм нулем схемы 13..

Обрабатываемые сигналы (фиг. 8-и 10) имеет вид нулевых и единичных, а различение таких сигналов труд

ностей не представл ет, поскольку выбором параметров входных блоков 8 и 9 уровень единичного сигнала может быть установлен достаточно высоким (предположим, 5В или 10В), а уровень нулевого сигнала резистором R4 (фиг. 5) выставлен близким к нулю. При таком различии сигналов нул  и единицы не представл ет затруднений и работа компараторов 11 12. Динамические помехи, даже достигающие 30% и более, не могут повли ть на работу, так как не измен ю вид сигнала, т.е. нуль остаетс  нулем , а единица единицей.

5454412 .

Раздельна  обработка сигналов весовых блоков удлин ет общее врем  обработки сигнала, что повышает точность измерени . Кроме того, така  J обработка увеличивает масштаб, что также благопри тно с метрологической точки зрени .

Таким образом, преимущество предлагаемого устройства заключаетс  в обеспечении возможности взвешивани  широкого круга различных объектов, перемещающихс  по рельсовому пути,. с использованием стандартных грузоприемных блоков.

22

.X

(

Н2

1ЙП

А

-с

Фиг. 2

вход Kg

S6

Фиг.6

(Pt/t. 7 Телетка 1 Ocbl Ось 2

4i TejiemKO 2 Ось а Ос А 4

60

fj-f

.ff

JUS

80

TejrcMfffff 1 Ось 2 OcbJ

/I

±r

(Pui.e

Фиг. 9

/J-/

1.f rj-zr

2/nejreiK/fa

/1

I../Ж1Г

/, «Д

Фиг.Ю

/

Ъг

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПООСНОГО ВЗВЕШИВАНИЯ ОБЪЕКТОВ, содержащее грузоприемные блоки с весоизмерительными датчиками, подключенными через входные блоки и коммутатор к аналого-цифровому преобразователю, выходы которого подключены к вычислительному блоку, соединенному с регистрирующим прибором, й сигнализатор нуля, связанный с блоками определения конца объекта и исключения нерегистрируемых объектов, выходы которых подключены к вычислительному блоку, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при использовании унифицированных грузоприемных блоков, в нем грузоприемные блоки установлены со сдвигом относительно один другого вдоль оси железнодорожного пути так, что их общая длина больше минимального межосевого расстояния объектов, но меньше межосевого расстояния нерегистрируемых объектов, при этом блок исключения нерегистрируемых объектов выполнен в виде регистра до двух, счетный вход которого свя- _Λ зан с входным блоком одного из м?

весоизмерительных датчиков, вход гашения - с выходом сигнализатора нуля, а выходы объединены схемой совпадения, соединенной с выходом сигнализатора нуля.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сигнализатор нуля выполнен в виде компараторов, входы которых соединены с входными блоками весоизмерительных датчиков, а выходы объединены схемой ИЛИ.

SU„, 1154544 железнодорожным трансвесы для поосного . железнодорожных соста1