SU1432341A1 - Устройство дл взвешивани подвижных объектов - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет измер ть массу подвижного железнодорожного состава при неремена.х направлени  движени  (маневрах ). Перед началом взвешивани  сигналь о ненагруженных весоизмерительных датчиков 7 грузоприемных блоков 2 и 3 поочередно чере;; с.хему 8 подключаютс  к .АЦП 9. Поступа  через Н1ину 10 в ОЗУ 13, данные усредн ютс  процессоро.м 1 1 по программе, написанной в ПЗУ 12. Результат усреднени  номещаетс  в ОЗУ 13 и в дальнейн ем вычитаетс  из кодов на руженных датчиков 7. Измерение сигна.юв датчиков 7 производитс  но сигналам ключа 17 измерени , т.е .ри загрузке обоих 1атчи чов, Схема 18 направлени  движени  чепсз олок 9 формировани  наездов-вь;сз.;о|-; ствуют на вход блока 21 . прерывает микропроцессор н Юграм.мы по.;счст: ciiri; (наезды-1;ыс i I. 2J 011|)едел е1. (;; 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). Резуль- тагы работы обрабатывающих npoi-рам через интерфейс 14 поступают на регист рирующий прибор 15. 6 пл.

Description

4

ОС

ho

:00

14

Изобретение относитс  к весоизмерительной технике и может быть применено д„ч  взвеи ивани  перевозимых железнодорожным транспортом |-рузо11Отоков, в особенности технологических.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем обеспечени  измерени  веса подвижного состава при переменах движени  (маневрах).

На фиг. 1 изображена блочно-кинемати- ческа  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 принципиа.тьных схем эле.ментов устройства; на фиг. 6 - временные диагра.ммы, по сн ющие принцип работы устройства.

Устройство содержит весовую платформу, выполненную в виде встроенных в рельсы

1железнодорожного пути измерительных грузов приемных 2 и 3 и грузопод ьемного 4 блоков. Длина измерительных грузоприе.м- ных блоков 2 и 3 может быть выбрана мм из тех соображений, чтобы на каждом блоке одновременно пе находилось более одного колеса, что облегчает определение наездов ко.лес па оси и выездов с пих.

Грузоподъемный блок 4 дополн ет общую длину L весовой платформы до величины, большей типового межосевого рассто ни  вагонов, но меньше типового межосевого рассто ни  локомотивов (соответственно 1800-1850 мм и 2100-2200 мм согласно фиг. 3). Выбор длины весовой платформы, равной L, позвол ет без применени  каких- -либо дополнительных датчиков отличить вагон от локомотива, определ ть осность вагона или локомотива.

Измерительные грузоприемные 2,3 и грузоподъемный 4 блоки фиксируютс  в горизонтальной плоскости струнками-фиксаторами 5, соедин ющими их с фундамент- блоками 6.

Измерительные грузоприемные блоки

2и 3 опираютс  на весоизмерительные датчики 7, св занные через ключевую схему 8 с .аналого-цифровым преобразователем 9, информационные выходы которого соединены через щины 10 с микропроцессорным вычислительным блоком в составе центрального процессора 11, посто нного запоминающего устройства (ПЗУ) 12, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 13. Через интерфейс 14 вычислительный блок св зан с регулируюпдим прибором 15 (например, цифропечатающей аппаратурой).

Весоизмерительные датчики 7 через компараторы 16 соединены с ключом 17 «Измерение, схе.мой 18 направлени  и блоком 19 формирователей наездов-выездов. К схеме 18 онределени  направлени  движени  подключен через компаратор 16 также весоизмерительный датчик 20 грузо- приемного блока 4.

Выходы блока 19 формирователей наездов-выездов ВС («Весы свободны) и НВ («Наезды-выезды) подключены к щинау 10 вычис тительного блока непосредственно, другие выходы св заны с щинами 10 через блок 21 реверса.

К выходу ключа 17 «Измерение подсое динен счетньш вход блока 23 идентификации нерегистрируемых объектов, выполненного в виде двоичного счетчика, например , К155ИЕ5, информационные выходы которого «Л, «В («Локомотив, «Вагон)

5 подключены к щинам 10, через последние также из вычислительного блока на вход гашени  блока 11 поступает импульс сброса С2.

На фиг. 1, 4-6 обозначены: ПБ - «Правый Л Б - «Левый С Б -

0 «Средний И - «Измерение ; Л В - «Движение левое ; ПР - «Движение правое ; НВ - «Наезд-выезд ; Л - «Локомотив ; Б1 - «Первый 53 - «Третий ВС - «Весы свободы ; С1 - «Общий

г сброс ; РВ - «Реверс ; В - «Вагон ; И. Bj, - наезд или выезд оси , т.г. 110)вый, второй или третий блок.

Вариант исполнени  схемы 18 определени  направлени  движени  и блока 19 формирователей наездов-выездов приведен на

0 фи --,4Схема 18 направлени  содержит, например , элементы 23 и 24 совпадени , триггеры 25 и 26 соответственно правого и левого направлени , коммутатор 27.

Блок 19 формирователей наездов обра5 зован, например, емкостью С2 и резисторами RI, («наезд на первый блок - HI), емкостью СЗ и резисторами R.3, R.I («Наезд на третий блок - НЗ).

Формирователи выездов с первого и третьего грузоприемных блоков (81 и ВЗ) обР разованы соответственно емкостью С4 и резисторами Ry, R8, .а также емкостью С5 с резисторами Rci, Rio с использование.м инверторов 28.

Поскольку сигнал СБ («Средний

5 или блок 2, фиг. 1) не подвергаетс  интервал инверсии в коммутаторе 27, то формирователь выездов с второго блока (В2) образован емкостью СЗ и резисторами RS, Re, а формирователь наездов (Н2) образован интертором 28, емкостью С6 -и резис0 торами Rii, Ri2.

Другими элементами блока 19  вл ютс  схемы ИЛИ 29, на выходе которых, объединенном резистором Rn, формируетс  сигнал НВ («Наезд-выезд) дл  вычислительного микропроцессорного блока, а также

5 схема ЗОИ, формирующа  сигнал ВС («Весы свободны) при незан тых левом (ЛБ), правом (ПБ) и среднем (СБ) блоках 2-4. Блок 21 реверса (фиг. 5) содержит однотипные схемы 31-33 реверса соответственно первого, второго и третьего грузоприемных блоков. Выходы схем 31-33 объединены схемой ИЛИ 34, выход последней РВ («Реверс) подключен к шинам 10.

Кажда  из схем 31-33 состоит, например , из схемы ИЛИ 35, триггеров 36 и 37, образующих регистр, входы гашени  которого через диоды Vi-V4 св заны с выходами блока 19 формирователей наездов-выездов .Устройство работает следующим образом .

Перед началом взвешивани  состава начальные сигналы ненагруженных весоизмерительных датчиков 7 измерительных гру- зоприемных блоков 2 и 3 поочередно подключаютс  через ключевую схему 8 к аналого-цифровому преобразователю 9. Коды, соответствующие начальным сигналам, поступа  через шины 10 в ОЗУ 13, обрабатываютс  (усредн ютс ) процессором 11 по программе, записанной в ПЗУ 12.

Результат усреднени  помещаетс  в ОЗУ 13 и при дальнейщих операци х вычитаетс  из кодов нагруженных весоизмерительных датчиков 7, так что каждый раз опреде- л етс  приращение сигнала от нагруже- ни  датчиков 7 осью объекта.

Усреднение начальных кодов производитс  с определ емой программой работы цикличностью, например, один раз в час (при незан тых грузоприемных блоках 2 и 3).

Если слева (фиг. i) на измерительный грузоприемный блок 3 наезжает первое колесо состава, безразлично локомотива или вагона, то нагружаетс  нижний весоизмерительный датчи-к 7 и на схему 18 направлени  с компаратора 6 поступает сигнал ЛБ («Левый блок). Через элемент 23 совпадени  (фиг. 4) возбуждаетс  триггер 25 правого направлени , запреща  на все врем  взвешивани  данного состава прохождение сигналов ПБ («Правый блок) через элемент 24 совпадени . На верх- нем (фиг. 4) выходе коммутатора 27 формируетс  сигнал Б1 («Первый блок), а на выходе формировател  наездов, состо щего из емкости С2 резисторов Ri, R формируетс  короткий импульс HI («Наезд на пер- вый блок).

С этого момента на врем  взвешивани  данного состава блоку 3 присваиваетс  номер 1, блоку 4 - номер 3 (блок 2 всегда второй), а на , шины 10 вычислительного 6vTOKa поступает сигнал ПР («Движение правое). Триггеры 25, 26 могут быть установлены в исходное положение готовности к новому циклу взвешивани  подачей импульса С1 («Общий сброс), формируемого центральным процессором 11 по алгоритму, который приведен в конце описани .

В процессе дальнейшего движени  состава по блокам 2-4 последовательно формируютс  в соответствии с размерами и

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 следующа  последовательность наездов и выездов (позиции СБ, ЛБ, ПБ, фиг. 6а):Н1,Н2,В1,НЗ,В2,Н1,Н2,ВЗ,В1-,НЗ,В2 ВЗ.

Соответствующие последовательности при проезде тележки шестиосного объекта (позиции СБ,ЛБ,ПБ, фиг. 66) :Н1,Н2,В1, НЗ,В2,Н1,Н2,ВЗ,В,НЗ,В2,Н2,ВЗ,В1,НЗ,В2, ВЗ; и тележки восьмиосного объекта (позиции СБ,ЛБ,ПБ, фиг. 68):Н1,Н2,В1,НЗ,В2, Н1,Н2,ВЗ,В1,НЗ,В2,Н,Н2,ВЗ,В1,НЗ,В2,Н1, Н2,ВЗ,В1,НЗ,В2,ВЗ.

При проезде любой оси локомотива (безразлично, четырех- или шестиосного) Н,Н2,В,НЗ,В2,ВЗ (позиции СБ,ЛБ,ПБ, фиг. 6г дл  двух осей локомотива) весова  платформа (фиг. 2) имеет два отлич- чительных свойства.

В приведенных последовательност х нигде нет р дом сто щих наездов и выездов одного блока (т.е. Н,В1 или наоборот; Н2,В2 или наоборот; НЗ,ВЗ или наоборот). Эта особенность позвол ет безошибочно определить реверс движени  состава во всех случа х (подробно это рассмотрено при описании работы блока 21 реверса).

Кроме того, выш еприведенные пос.тедо- вательности наездов-выездов не завис т от направлени  движени , что позвол е 1 использовать один и тот же алгоритм распознавани  реверса как дл  случа  правого движени , так и дл  случа  левого движени .

При левом направлении движени  (фиг. 2) блоку 4 в соответствии с описанным принципом работы схемы 18 определени  направлени  движени  будет присвоен номер один, а блоку 3 - номер три т.е. приведенные комбинации останутс  прежними , так как чередование нагружени  и разгружени  блоков 2-4 при движении оси по весовой платформе останетс  прежним.

Таким образом, процесс взвешивани  объекта заключаетс  в измерении, т.е. в обработке по одному нз известных алгоритмов , сигналов весоизмерительных датчиков 7 и в управлении потоком обработанных результатов по отдельным ос м.

Измерение сигналов весоизмерительных датчиков 7 производитс  по сигналам И («Измерение) ключа 17 измерени , т.е. вс кий раз, когда нагружаютс  оба измерительных грузоприемных блока 2 и 3. Обработка сигналов датчиков 7 производитс  процессором 1 по одному из известных алгоритмов, записанному в ПЗУ 12, например по алгоритму, обеспечивающему фильтрацию от нестационарных помех, вызманных неровност ми нутн и iiepei V. iHp- ностью днижсми  состава. Результат oofia- потки каждой ocii заномннаетс  в ОЗУ 13.

Конструкци  rsecoBoii нлатфор.мы (фиг. 2) такова, что блоки 2-4 освобождаютс  от нагружени , а с.хема ЗОИ формирует сигнал ВС («Весы свободны) только носле проезда всей тележки вагона (как это следует из анализа ириве.аенных комбинаций наездов-выездов) и временных диаграмм ((})иг. 6). (фиг. 6а). Г1ри проезде но блокам 2-4 те,лежк11 четырехосного вагона во врем  зан тости 15есовой н.чатформы (позици  ВС) формирую 1 с  два сигнала И («Измерение).

Из фи1-. ()б и и следует, что за врем  зан тости 6..IOKOB 2 4 формируютс  три или четыре сигна.а И, ес.чи )exa,iii тележки соответственно IHC-CTH- и.л.ч вось.ми- ocHOi O Barotia.

Иосле н|)ое:,да каждой оси . iioGoi o ,-io- ко.мотива (()иг. (() (нормируетс  то. один сигиа. И, носко.чьку г; нромежу 1 ке между ос ми . юкомотива (В2 22()(), фиг. 3) блоки 2- 4 общей д.линой /. 1950 м.м, освобождаютс  от нагружени , и схема ЗОИ формирует сигна.л ВС («Весы свободны ).

Идентис1)икани  вагоиов и ..IOKOMOTHBOI осуществл етс  следующим образом.

Ири иостунлении каждого сигнала ВС процессор 11 провер ет код на информационных выходах блока 22 идентификации не|)егистрируемых об ьектов (. 1), носле чего 1О -аи1ает код счетчика сигналом С2.

11ри ко;:.е б..10ка 22, равном единице, результат об)аботки предшествующей оси погашаетс , носкольку ось нринадлежит .локомотиву. Таким же образом будут нога- Hieiibi и результаты обработки все.ч других осей .ЛОКОМОТИВО1 или других нерегистрируемых обт.ектов е межосевым рассто нием, бол))ним 2000 мм. При этом не имеет значени  место и дор док расноложени  локомотивов в составе.

При ко; . ;. авном 2,3 и;1И 4, соответ- ;-т1:;ую цем со(.)тзетстве1Н1О четырех-, 1нести- или BOCbMHociiovy вагонам, результаты обработки но ос .м. сколько бы их не было от момента носледнегю пропадани  сигна;1а ВС, суммируютс , составл   массу проехавшей тележки вагона.

Процессор И онре;.1ел ет четные сиг- ВС и вы;1ает команду иа регистрацию массы вагона, равной с} мме масс нер- вой и второй тележек. Такшм образом, 1роисхо;1ит регистрац1   резу.гьтатон взвешивани  всех вагонов. иахо;| н1ихс  в составе .

Рл ;1И в iipoiiecce ьзвешиван1:  состав измен ет наирав.ление движени , то из рассмотрени  призе;1.енньгх комбинаций наез- дов-выез;.1ов об зательп.о возш кает одно из c. ieдyюш.lix сочетаний :1аез;10в-в1 1ез;1Оз:Н,

5

0

О

0

5

В1 ;В 1 ,Н 1 ;Н2,В2;В2,Н2;НЗ,ВЗ;ВЗ,НЗ.

В любом случае (фиг. 5) срабатывает о;. на из схем 31-33 реверса и на вы.ходе схемы ИЛИ 34 по вл етс  сигнал РВ («Реверс). При комбинаци х Н1,В1 или В1, П срабатывает схема 31 реверса первого блока, нри комбинаци х Н2,В2 или В2,Н2 - схема 32 реверса второго блока и при комбинаци х НЗ, ВЗ или ВЗ,НЗ - схема 33 третьего блока.

Сигнал РВ через ИJИны 10 поступает на вход прерывани  процессора 11 и последний переходит к программе подсчета числа сигналов НВ («Наезды-выезды) блока 19, прерыва  операции по обработке сигналов весоизмерительных датчиков 7.

Подсчет числа сигналов НВ (продолжаетс  до второго сигнала РВ, который об зательно происходит при возобновлении ;1.вижени  в первоначальном направлении, так как при этом вновь возникает пара о;1ноименных комбинаций из перечисленных выше.

По второму сигналу РВ процессор 11 начинает подсчет числа наездов-выездов и носле того, как число наездов-выездов носле второго сигнала РВ станет равным числу наездов-выез;дов от нервого до второго сигнала РВ (т.е. тогда, когда состав вернулс  в положение перед реверсом), переходит к прежней программе обработки сигналов датчиков 7.

Работа ripe;yiarae.Moro устройства не на- рун1аетс  и при многократных реверсах ;1вижени  состава.

После нервого реверса состав нрохо- дит в обратном направлении 20 наездов- -выездов, зате.м в пр мом направлении 8 наездов-выездов (т.е. не возвращаетс  в исходное положение), затем В1ювь в обратном направлении 15 наездов-выездов и т.;ь

В этом случае подсчет наездов-выез;1ов в пр мом и обратном направлени х про- ;1олжаетс  до тех пор, пока сумма наез- ;1ов-выездов в пр мо.м направлении (т.е. носле четных сигналов РВ) не станет равной сумме сигналов 1аез;юв-выездов в обратном нанравлении (т.е. после нечетных сигналов РВ).

Поскольку реверс (маневр) движени  сопровождаетс  добавочными горизонтальными динамически.ми услови ми, действующими в составе и понижающими точность измерени , то целесообразно, (при значительных по продолжительности реверсах) погашать уже полученные результаты обработки дл  отдельных осей или неполных тележек.

Например, если реверс произошел во врем  измерени  результата по второй оси четырехосного вагона, то торможение состава (и св занное с этим понижение точности взвешивани ) началось ранее (во врем  измерени  результата по первой оси). Программа работы, записанна  в ПЗУ 12

предусматриваетс  погашение результата по второй оси вагона, а если реверс продолжительный и тележка вагона полностью съезжает с блоков 2,3, погашаетс  и результат по первой оси. При этом соответ- ственно уменьшаетс  количество наездов- -выездов в обратном направлении и при возврате упом нутой тележки вагона к блокам 2,3 процесс взвешивани  тележки начинаетс  сначала, т.е. с первой оси.

По окончании взвешивани  всего состава вырабатываетс  (процессором 11, от внешних датчиков или от ЭВМ) сигнал С1, восстанавливающий устройство в исходное состо ние готовности к взвешиванию очередного состава. Дл  автоматического формиро- вани  сигнала С1 процессором 11 могут быть использованы, например, следующим признаки: с момента начала последнего сигнала ВС («Весы свободны) прошла заданна  выдержка времени (30 с); последний сигнал ВС был четным, т.е. прое.хала вто- ра  тележка вагона или четна  ось локомотива .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  взвешивани  подвижных

   объектов, содержащее весовую платфор.му в виде встроенных в соседние рельсы железнодорожного пути двух измерительных грузо- приемных блоков и третьего грузоприем- ного блока, дополн ющего общую длину весовой платформы до ве.личины, большей межосевого рассто ни  вагонов, но Meiib- шей межосевого рассто ни  локомотивов, массоизмерительные датчики блоков св заны через компараторы со схемой определени  направлени  движени  и через ключевую схему с аналого-цифровым преобразователем , выходы которого подключены к вычислительному блоку, соединенному с регистрирующим прибором, отличающеес  тем, что, с целью расширени  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, приче.м измерительные грузо- приемные блоки установлены друг относительно друга со сдвигом дл  раздельного наезда левого и правого колес осей объектов .

   осныи BazoH

   6 U осныи

   Н

   в-иОСНй/и

   Вагон

   6-и осныи /JOHOMomuS

   + //

   + /

   Ось 1 ОсьТ

   3с

   а

   Ось

   Ось

   JL

   осы

   ось 7

   осьг

   ЛL

   осы

   Ось 2

   JL

   Г

   Ось

   Ось 2

   Ось

   Ось 2

   ОсЫ

   г

   11

   Ось 2

   сь 2

   ГП

   j)6

   т

   5Г

   И

   сь 2

   Ось 3

   сь 2

   I Г

   J

   4i

   §

   н

   Ось 3

   L

   Ось 2

   М

   ОсьЗ

   1М

   14

   §

   /

   ОсьЗ

   Ось чki

   L

   SC6 3

   1-л:

   1 5

   ffC6

   Ось 2

   JQcbd

   1 Б

   ОСЬ ч

   ПБ

   ВС

   ::s

   ЛБ

   Ось 2

   вс