SU1474475A1

SU1474475A1 - Устройство дл взвешивани железнодорожных вагонов в движении

Info

Publication number: SU1474475A1
Application number: SU874298449A
Authority: SU
Inventors: Эвальд Федорович Драчук
Original assignee: Челябинский металлургический комбинат
Priority date: 1987-09-02
Filing date: 1987-09-02
Publication date: 1989-04-23

Abstract

Изобретение относитс к весоизмерительной технике. Динамическое усилие от вагонов воспринимаетс весовыми модул ми 2, встроенными в ж.д. путь 1. Весовые модули 2 имеют силоизмерительные преобразователи 5, аналоговый сигнал с которых через фильтр 6 поступает на аналого-цифровой преобразователь 7, преобразуетс в цифровое значение и затем обрабатываетс в микропроцессорном вычислительном блоке 10. Дл повышени точности устройства за счет подавлени низкочастотных колебаний необрессоренных частей вагонов фильтр 6 выполнен перестраиваемым, а управл ющий сигнал на него поступает от компаратора 17 через схему совпадени 18 и ключ 19, при этом вход компаратора подключен к выходу силоизмерительных преобразователей 5. 4 ил.

Description

114

Изобретение относитс к весоизмерительной технике.

Цель изобретени - повышение точности .

На фиг. 1 показана структурна схема устройства; на фиг. 2 - вариан выполнени блока управлени ; на фиг. 3 - вариант выполнени перестраиваемого фильтра; на фиг. 4 - графики , по сн ющие работу устройства.

Устройство дл взвешивани железнодорожных вагонов в движении содер- жит встроенные в железнодорожный пут 1 весовые модули 2, укрепленные на фундаментных блоках 3 с помощью струнок 4 и опирающиес на силоизмери- тельные преобразователи 5, Расположение модул 2 под одним рельсом пути 1 показано в условном разрезе (фиг. 1), второй модуль 2 (не показан ) расположен под другим рельсом. Силоизмерительные преобразователи 5 модулей 2 соединены параллельно и через перестраиваемый фильтр 6 подключены к аналого-цифровому преобразователю (АЦП) 7, информационные выходы которого, как и выходы блока 8 управлени взвешиванием, скоммути- рованы с шинами 9 микропроцессорного

блока 10 вычислени , в состав которого входит центральный процессор 11, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 12, посто нное запоминающее

Фильтр 6 (фиг. 3) содержит операционные усилители 29 и 30, включенные по схеме интеграторов с помощью интегрирующих цепочек R1C3, R2C5. Ключ 19, состо щий из полевого транзистора Т и резистора R4, замыкает

устройство (ПЗУ) 13, интерфейс 14 ин- , при срабатывании схемы 18 совпадени

45

дикации и регистрации, выходы которого соединены с терминальным устройством 15. Наезд на модули 2 колеса 16 железнодорожного объекта (вагона или локомотива) воспринимает- 40 с силоизмерительными преобразовател ми 5 и компаратором 17, св занным через схему 18 совпадени и ключ 19 с управл ющим входом перестраиваемого фильтра 6.

Блок 8 (фиг. 2) содержит, например , путевые датчики 20 и 21, расположенные на одном из рельсов пути 1 на рассто нии 1950 мм по обе стороны от весовых модулей 2, схемы И 22, триггеры 23 направлени , коммутатор 24, инвертор 25, регистры подъезда 26 и въезда 27 тележки (объемом в две единицы каждый) и триггер 28 Вагон (В).

На выходе триггеров 23 направлени после начала взвешивани формируетс сигнал направлени движени (Н1 и Н2, левое и правое) в зависи50

55

емкость С4 на землю, так что дополнительно включаетс в работу фильтрующа цепочка из резисторов R1, R3 и емкости С4.Частота среза фильтра 6 при выключенном ключе 19 100 Гц, а при включенном на пор док ниже.

Устройство дл взвешивани железнодорожных вагонов в движении работает следующим образом.

При наезде в момент t колеса 16 на весовые модули 2 выходной сигнал, силоизмерительных преобразователей 5 резко возрастает и имеет вид импульсов (фиг. 4) продолжительностью до 0,4 с и менее.

Плоские плато импульсов А - В характерны вследствие колебаний кузовов вагонов на рессорах наличием сильных низкочастотных помех (частотой 3-7 Гц, конкретной дл данного вагона), модулированных колебани ми меньшей амплитуды, но большей частоты (40 Гц, летом меньше, зимой выше)

0

$

0

5

0

мости от взаимного расположени путевых датчиков 20 и 21. С верхнего коммутатора 24 снимаетс сигнал (фиг. 2, Д1) того путевого датчика 20 и 21, который срабатывает первым по ходу движени состава.

Сигнал датчика Д1 используетс дл формировани признаков .Тележка подъехала (ТП) и Тележка въехала (ТВ). Признак ТП означает, что перва ось тележки вагона подъехала к весовым модул м 2 на рассто ние 100 - 150 мм. Признак ТВ означает, что последн ось тележки вагона (сколько бы осей не имела тележка - две, три или четыре) въехала на весовые модули 2.

Формируемый триггером 28 признак В означает, что взвешиваетс вагон (а не локомотив или иной подвижный объект, не обладающий идентификационными признаками - межосевыми рассто ни ми в тележке до 1800 - 1850 мм). За врем взвешивани любого вагона признак В по вл етс дважды (при взвешивании первой и второй тележки).

5

0

5

, и,., так как практически должен

вызванных колебани ми колесных пар, балласта и рельсов. Кроме того, низ кочастотные колебани модулированы нестационарными помехами, вызванными неровност ми пути или торможени ми и часто имеющими вид выбросов (мо мент времени ti, фиг. 4в).

На фиг, 4 показаны импульсы, соответствующие наезду колеса 16 порож него вагона (а) и груженного вагона (б) .

Выбрав соответствующий уровень У компарации компаратора 17 и переключа фильтр 6 на узкую полосу по достижении этого уровн (фиг. 4а), . можно добитьс небольшой потери времени обработки. Однако при установке на компараторе 17 уровн У (фиг.4а и б), соответствующего порожнему вагону, (например, равного половине осевого усили - 2,5 тс - дл порожних вагонов), переходный процесс дл груженого вагона, заканчивающийс в момент времени t4 (фиг. 4б), значи тельно сокращает интервал обработки b,- t длитьс Зс/.

Предлагаемое устройством решение состоит в том, что переключение фильтра 6 на узкую полосу происходит в точке А, т.е. на вершине импульса наезда.

Таким образом, все врем до t 4 и от t до времени, соответствующего точке А плато, ключ 19, состо щий из резистора R4 и полевого транзистора Т, разомкнут и операционные усилители 29 и 30 работают как интеграторы с посто нным времени, определ емым цепочками R1C3 и R2C5 соответственно , что обеспечивает фильтру 6 частоту среза 100 Гц (в зависимости от конкретных условий и соответственной настройки).

Дл осуществлени переключени АЦП 7 с большой частотой (10 кГц) производит измерение сигнала преобразователей 5, а блок 10 вычислени по программе, записанной в ПЗУ 13, вычисл ет скорость изменени сигнала , например, путем определени текущей разности предыдущих и последующих замеров.

Поскольку преобразователи 5 практически безинерционны и наезд происходит скачком, то скорость изменени сигнала преобразователей 5 на участке О - А (фиг. 4в) на два по10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

р дка отличаетс от средней скорости изменени сигнала на плато А - В. При выходе сигнала в точку А блок 10 фоомирует сигнал Переключение (П) и, поскольку сигнал У компаратора 17 сформирован ранее, включаетс схема 18 совпадени , ключ 1.9 и фильтр 6 переход т на узкую полосу. При этом (фиг. 3) транзистор Т замыкаетс , включаетс в работу резистивно-ем- костной фильтр с посто нной времени (R1+R3)C4, что обеспечивает частоту среза фильтра 6 10 Гц (в зависимости от условий работы настройки).

Условием сн ти сигнала П вл етс выезд колеса 16 с модулей 2, так что фильтр 6 остаетс включенным на узкую полосу в течение всего времени существовани импульса наезда (фиг. 4в). Только в момент времени t-, когда сигнал на входе фильтра 6 становитс меньше уровн У, компаратор 17 измен ет состо ние одного из входов схемы 18 совпадени и ключ 19 переключает фильтр 6 на широкую полосу .

Примерный вид импульса на выходе фильтра 6 изображен на фиг. 4г. В результате сужени полосы пропускани в выходном импульсе (фиг. 4г) оказываютс отфильтрованными составл ющие колебаний необрессоренных масс вагона (частотой 40 Гц) и подавлены нестационарные выбросы сигнала (в момент tz). Дальнейша обработка этого сигнала (фиг. 4г) производитс в цифровой форме блоком 10 вычислени , например, следующим образом .

Эквидистантные дискретизации AJ выходного сигнала фильтра 6, вырабатываемые АЦП 7, загружаютс процессором 11 в ОЗУ 12. По программе, записанной в ПЗУ 13, процессор 11 производит перебор дискретизаций, определ ет экстремальные значени Э; (фиг, 4г) и производит цифровое интегрирование сигнала на участках Э1 - Э2, Э2 - 33 и т.д. Интегральное значение сигнала на каждом таком участке вл етс само по себе результатом.

Полученные интегралы по всем (п-1) участкам (фиг. 4г) могут быть, например, просуммированы, чем реализуетс определение интеграла за целое число периодов помехи (в данном случае полупериодов, так как измерение производитс не вслепую, а с дополнительным знанием фазы - экстремума - помехи). Кроме того, полученные интегралы могут быть подвергнуты робастной обработке, простейшим случаем которой вл етс удаление из интегральной суммы выбросов , т.е. результатов, сильно отли

чающихс от среднего.

В результате аналоговой обработки сигнала преобразователей 5, последующей дискретизации АЦП 7 и цифровой обработки блоком 10 масса каждой оси объекта М; вычисл етс и запоминаетс в ОЗУ 12.

Блок 8 управлени взвешиванием |(фиг. 2) работает следующим образом. I При наезде первого колеса 15 пер- Uoro объекта в составе на путевой , датчик 20 (или 21) срабатывает один из триггеров 23 направлени , вырабатывающих сигнал направлени движе- ни Н1 (или Н2), сохран ющийс на все врем взвешивани данного состав и отмен емый сигналом Сброс (С), подаваемым вручную или автоматически известными способами. Вследствие срабатывани одного из триггеров 23 (другой при этом блокируетс ) с верхней схемы коммутатора 24 снимаютс сигналы Д1, соответствующие срабатыванию того путевого датчика 20 (21), который сработал первым.

Поскольку путевые датчики 20 (21) формирующие сигналы Д1, расположены от весовых модулей 2 на рассто ни 1950 мм, а типовое межосевое рассто ние тележек большинства подвижных объектов составл ет 1800 - 1850 мм, то при подъезде тележки к весовому модулю 2 соответствующий путевой датчик 20 (21) срабатывает 2 раза, прежде чем колесо 16 наезжает на модули 2.

Выход регистра 26 (объемом две единицы), подсчитывающего сигналы Д1, выдает признак ТП и возбуждает триггер 28 признака В.

Межосевое рассто ние локомотивов составл ет 2100 - 2200 мм, так что признак ТП формируетс только при подъезде вагона, но не локомотивов.

Аналогичным образом регистром 27 (объемом также в две единицы) путем подсчета количества импульсов У компаратора 17 формируетс признак ТВ означающий , что на модули 2 вы0

5

0

5

ехало последнее колесо 16 взвешиваемой тележки.

Триггер 28 признака В устанавливаетс признаком ТВ в исходное положение .

Таким образом, за врем взвешивани каждого вагона признак В по вл етс дважды, после взвешивани соответственно первой и второй тележек.

Процессор 11 контролирует по программе , записанной в ПЗУ 13, четность признака В и на каждом втором признаке В выдает команду на суммирование всех масс осей, обработанных и запомненных в ОЗУ 12 за врем существовани первого и второго признаков В.

Результат, т.е. масса четырех-, шести- или восьмиосного вагона через интерфейс 14 индикации и регистрации передаетс в терминальное устройство 15 дл отображени на табло и печати.

Таким же образом взвешиваютс и регистрируютс все остальные объекты . При этом не имеет значени и не нарушает алгоритма работы осность взвешенных объектов, их взаимное рас- 0 положение, наличие в составе в любом пор дке и количестве локомотивов и иных нерегистрируемых объектов.

По окончании взвешивани вручную или автоматически, например путем подсчета количества импульсов Д2 ( (фчг. 2) после взвешивани последнего объекта, подаетс команда С, привод ща устройство в состо ние готовности к взвешиванию очередного состава .

5

0

Claims

Формула изобретени

Устройство дл взвешивани желез- подорожных вагонов в движении, содержащее весовые модули с силоизме- рительными преобразовател ми, соединенными через фильтр с входом аналого-цифрового преобразовател , выход которого подключен к одному входу блока вычислени , к другому входу которого подключен выход блока управлени , а к одному выходу - терминальный блок, отличающеес тем, что, с целью повышени точности , в него введены компаратор, схема совпадени и ключ, а фильтр выполнен перестраиваемым, причем вход компаратора подключен к выходу си

лоизмерительных преобразователей, а выход компаратора соединен с входом блока управлени и одним входом схемы совпадени , другой вход которой

соединен с другим выходом блока вычислени , а выход схемы совпадени через ключ соединен с управл ющим входом фильтра.

#1 фие-3

HSf f В

Фие.2

tjtzЈ3 ty

tlt3

ФигМ

л-в