Устройство для потележечного взвешивания железнодорожных вагонов в движении Советский патент 1985 года по МПК G01G19/04 

1 1

Изобретение относится к весоизмерительной технике, а именно к устрой ствам для взвешивания вагонов во время их движения.

Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения влияния .сбоев при подсчете съезжающих осей на итоговый результат измерения веса состава.

На фиг.1 показана блок-схема для потелажечного взвешивания железнодорожных вагонов в движенииJ на (риг. 2 - электрическая принципиальная схема определения направления движения; на фиг.З - схема регистрации итога5 на фиг.4 - схема, поясняется работа устройства; на фиг.З - старт стопная схема устройства; на фиг.6 электрическая схема входного блока.

Устройство содержит грузоприемную платформу 1, опирающуюся на весоизмерительные датчики 2, входной блок 3 со встроенным сигнализатором нуля, аналого-цифровой преобразователь 4, вычислительный блок 5 сушинами 6 данных, адреса и управления, центральным процессором 7, постоянным запоминающим устройством 8, оперативным запоминающим устройством 9 и интерфейсом 10, связывающим вычислительный блок 5 с терминальным устройством 11, например цифропеча- тающей машиной.

Устройство содержит также путевые датчики 12 и 13, схему 14 определения направления движения, схему 15 подъезда тележки вагона 16, ключ 17,схему 18 въезда тележки на платформу 1, датчик 19 наезда осей, управляющий триггер 20, ключ 21, счетчик 22 осей тележек, ключ 23, датчик 24 выезда осей, схему 25 регистрации итога, счетчик 26 осей, находящихся на грузоприемной платформе 1. компаратор 27, ключ 28 и стартстопную схему 29.

Схема 14 определения направления движения (фиг,2)-содержит элементы 30 - 33, образующие два триггера, схемы .34 и 35 совпадения-, триггеры 36 и 37, мультиплексоры 38, ключ 39 и схему 40 ИЛИ,

Схема 25 регистрации итога (фиг.З содержит стартовый триггер 41, исполнительный триггер -42, схему 43 ИЛИ, ключи 44 и 45 и инвертор 46.

Старт-стопная схема 29 содержит (фиго5) триггеры 47 и 48, инвертор

712

49, триггер 50 локомотива и схемы 51 и 52 совпадения.

Схема входного блока 3 (фиг.б) содержит операционные усилители 53 55, компаратор 56 и транзистор 57.

Кроме того, в составсхемы 14 (фиго2| входят формирователи на резисторах 58 и 59, конденсаторах 60 и диодах 61, в состав схемы 29

(фиг.5) - резисторы 62 и 63 и конденсатор 64 j а в состав схемы входного блока 3 (фиг.6) - резисторы 65 - 69 и конденсаторы 70,

Весоизмерительные датчики 2 под-

ключены через входной блок 3 к аналого-цифровому преобразователю 4 линией связи, который соединен с вычислительным блоком 5,

Путевые датчики 12 и 13 связаны

со схемой 14 определения направления движения, соединенной со счетным входом схемы 15 и через ключ 17 с входом гашения схемы 1В въезда тележки на весовую платформу 1 „ Пут.е-

вые датчики 12 и 13 расположены для обеспечения правильной работы схем 15 и 18 на расстоянии около 1950 мм от противоположных краев весовой платформы 1, которое больше межосевого расстояния тележек вагонов и меньше межосевого расстояния тележек локомотива, что позволяет схемам 15 и 18 определять подъезд .и въезд тележки вагона и не реаги-

ровать на проезд тележки локомотива. Действительно, только при подъезде к весовой платформе 1 тележки вагона 16 путевой датчик 12 (13) срабатывает два раза подряд и, следовательно, на втором выходе схемы 15 появится нулевой потенциал. .

Два наезда осей на весовую плат-. фopмy 1 происходит только при въезде двух последних осей тележки, т.е.

второй и третьей для трехосной тележки, третьей и четвертой для четырехосной тележки, что приводит к появлению нулевого потенциала на втором выходе схемы 18,

Выходы Л и П (левое и правое движение) схемы 14 поступают в вычислительный блок 5 для автоматического учета грузопотоков, так как направление технологических грузопотоков на производстве в большинстве . случаев определяет их содержание (например, тара или брутто), К входу, гашения схемы 15 подключен инверсивный выход (Н) датчика 19, а к счетному входу схемы 18 прямой выход(н Выходы схемы I5 подъезда ТП (тележка подъехала) и схемы 18 въезда ТВ тележка въехала) подключены к входам управляющего триггера 20, разре1пающего через ключ 21 заполнение импульсами с выхода Н датчика 19 счетчика 22 осей тележек, соединенного через ключ 23 со схемой 18 для его гашения, . Сигнал ТВ схемы 18, сигнал В датчика 24выезда осей-и сигнал ПД1 путевого датчика 12- (или 13 управл ют работой схемы 25 регистрации итога, вырабатывающей сигнал Р (регистрация) .и сигналы UI,U2 (иден тификации первой и второй тележек). Счетчик 26 осей,находящихся на весовой платформе 1 в любой момент времени, подсчитывает сигналы датчи ков 19 наезда и 24 выезда, выполненных, например, в вид.е путевых /контактных или бесконтактных датVчиков или по степеням нагружения весоизмерительных датчиков„ Так как сигналы датчиков 19 и 24 поступают -на шины + и - счетчика 26 при движении по весовой пла форме; 1 всего состава, то для испра ления возможных сбоев в работе счет чик 26 корректируется в конце каждого вагона компаратором 27 импульсов U2 схемы 25 путем переписи кода .счетчика 22 в счетчике 26, поскольку в момент прохода импульса U2 на весовой платформе 1 находятся только оси данной тележки, т.е. коды счетчиков 22 и 26 должны быть равны Счетчик 22 регулярно гасится схемой I5 и считает максимум до чет рех (при восьмиосном вагоне), поэто му его код в принципе более надежен нежели код счетчика 26, производящего подсчет осей всего состава. Цифровой компаратор 27 при равен ве кодов счетчиков 22 и 26 выдает вычислительному блоку 5 через ключ разрешения инициативный сигнал ИС (измерение), по которому производит ся интегральная обработка сигнала датчиков 2 по одному,из известных алгоритмов. Дпя обеспечения автоматической работы устройства предусмотрена старт-стопная схема 29, обеспечиваю щая сигнал общего сброса (С) после прохода состава по весам. При отжатых контактных путевых датчиках 12.и 13 (фиг.2) на верхних входах триггеров схемы 14, сосгаыленных из элементов 30 - 33, присутствует единичный сигнал, а на ниж.них входах - нулевой, сигнал. . Выходы элементов 30 и 32 подключены на входы схем 34 и 35 совпадения, а выходы последних - на входы триггеров 36 и 37, выходы которых подключены на мультиплексоры 38, а вбкоды последних непосредственно и через инвертирующий ключ 39 подсоединены к остальной схеме устройства. Через, схему 40 ИЛИ с одного из триггеров 36 или 37 в вычислительный блок 5 подается команда Установка Если при наезде состава первым сработает путевой датчик 12, то возХЗуждаются последовательно триггер на элементах 32 и 33 и триггер 37, сигнал путевого датчика 12 выдается через мультиплексор 38 во все блоки устройства на все время проезда данного состава по платформе I, как сигнал первого путевого датчика 1Щ1 (по ходу состава). Индицируется соответствующее направление движения Л (левое согласно фиг.1 и 2 ) с одновременным бло Кированием до прихода сигнала общего сброса (с) триггера 36 и выдачей сигнала путевого датчика 13 в остальную схему как сигнала ПД2, т.е второго путевого датчика на ходу состава. Построение схемы 25 обусло злено тем, что выбранные признаки идентификации первой и второй тележек, обеспечивающие независимую от схем измерения регистрацию результата и обладающие корректирующими свойствами т.е; исправляющие ошибки путевых датчиков, хотя и универсапьны, но имеют две особенности. При наезде на платформу 1 (фиг.З) и 4) первым вагоном 16 состава, если локомотивтолкает состав сзади, первая тележка будет идентифицирована как вторая, поскольку выезжающих осей (сигнал В на фиг.2) пока нет и первым сработает путевой датчик 12. Для правильной работы схем1,1 25 регистрации в этом случае применен стартовый триггер 41, установленный сигналом О -(весовая платформа пуста) и возбуждаемый через ключ 45 иденти4 1кации второй тележки или через ключ 44 идентификации первой тележки. Выход стартового триггера 41 по тупает на D -вход исполнительного триггера 42, который возбуждается через инвертор 46 вторьм идентификационным признаком. Кроме того, если локомотив тянет состав, то обе тележки последнего вагона 16 идентифицированы как первые, так как после въезда второй тележки вагона 16, очевидно, путевой датчик 12 (13/ больше не срабатьтает, так как вагон 16 последний. Для подачи сигнала регистрация (Р) в этом случае исполнительный триггер 42 возбуждается по входу 5 сигналом старт-стоповой схемы 29 (с что позволяет произвести регистрацию последнего вагона 16 после того, как от выедет с платформы 1. Триггеры 47 и 48 схемы 29 образуют регистр счета выездов, . срабатываний путевого датчи&а ДП2 до двух, после того, как через инвертор 49 снят гасящий потенциал с их R-входов по опорожнении платформы 1 . Входной блок 3 образован из подключаемого к тензодатчикам фильтра на операционном усилителе 53, корре тора нуля на операционном усилителе 54 и операционного усилителя 55, выход которого 5 подсоединяется к,аналого-цифровому преобразователю ,(фиг.1) и может быть увеличен или уменьшен резистором 65о Резистором 66 корректируют начальный сигнал тензодатчиков после установки последних под грузоподъем Hyio платформу 1, т.е. непосредствен но при наладке. Фильтр на операционном усилителе 5 настраивается подбором емкостей конденсаторов 70 и резисторов 67 и 68 таким образом, что сравнительно высокочастотные составляющие динами ких помех подавляются, а характерны для взвешивания железнодорожных объек тов частоты в диапазоне 1-10 Гц про ходят на выход фильтра и подавляютс затем в вычислительном блоке 5, что одной стороны повышает быстродейств устройства, а с другой упрощает цифровую обработку сигнала. Благодаря подаче на инверсный вход усилителя 53 через емкость конденсатора 70 переменной составляющей сигнала тензодатчиков и подаче на прямой вход суммы постоянной и переменной составляющих происходит эффективная компенсация помехи. Встроенный сигнализатор нуля образован компаратором 56 и транзистором 57, преобразующим сигнал компаратора 56 к положительной логике. Резистор 69 предназначен для установки порога сигнала Весы свободны, необходимого для удовлетворения конкретной технологии взвешивания о Устройство для потележечного взвешивания железнодорожных вагонов в движении работает следующим образом, При подъезде состава к весовой платформе- 1 и замыкании первым колесом составу путевого датчика 12 (13) возбуждается (фиг„2) один из триггеров на элементах 30 и 31 или 32 и 33. .срабатывает схема 14 определения движения, выдающая в вычислительный . блок 5 сигнал Л или П, а через схему 40 ИЛИ в вычислительный блок 5 поступает команда Установка нуля Если первым в составе движется локомотив, то ранее происходит наезд (н), чем срабатывает вторично датчик 12 (13) и схема 15 подъезда погашена (фигл) .Схема 15 будет и далее погашаться, пока локомотив не проедет через весовую платформу 1 о При подъезде к весовой платформе 1 тележки вагона 16 схема 15 подъезда формирует сигнал ТП, возбуждается управляющий триггер 20 и погашается через ключ 23 счетчик 22 осей тележкио Одновременно открывается ключ 21, подсоедршяющий счетный вход счетчика 22 к датчику 19 наезда. Счетчик 22 считает наезды от момента поступления сигнала ТП, т.е. столько наездов сколько осей у данной тележки. Сигналом ТВ управляющий триггер 20сбрасывается„ Поскольку счетчик 26 считает наезды так же, то при первоначальном .наезде тележки на весы коды счетчиков 22 и 26 одинаковы и при наезде второй оси и т.д. Дпя исключения неверной выдачи инициативного сигнала НС в этом случае применен ключ 28 разрешения, управляемый потенциалом РИ (разрешение

измерения) с выхода триггера 20, т,ь после полного въезда тележки на платформу 1 о

В этом случае цифровой компаратор 27 вьщает вычислительному 5 блоку 5 сигнал ИС измерение), который продолжается до тех пор, пока на платформу 1 не наедет новая ось (или с нее не съедет ось).

По сигналу ИС вычислительный 0 блок 5 начинает прием кодов аналогоцифрового преобразователя 4 в оперативное запоминающее устройство 9 и обработку их в соответствии с программой, записанной в постоянном 15 запоминающем устройстве 8.

По окончании инициативного сигнала ИС или по окончании времени обработки (если скорость двщсения невелика) вычислительный блок 5 20 передает результат измерения (вес первой тележки) в оперативное запоминающее устройство 9.,

Далее при подъезде каждой последующей тележки работа схем 15 и 18, 5 триггера 20, счетчиков 22 и 26, компаратора 27 и вычислительного блока 5 повторяется по описанному порядку. , . ,

После взвешивания каждой второй . 30 тележки схема 25 выдает команду (регистрация), по которой веса двух тележек передается через интерфейс 10 терминальному устройству 1Г, представляющему собой,35 например, цифропечатающую машинку, дисплей или ЭВМ.

Схема 25 регистрации итога работает следующим образом.

При поступлении команды ТВ полу- 40 чают разрешающие потенциалы /фиг.З) ключ 45 идентификации второй тележки и ключ 44 идентификации первой тележки.

Поскольку расстояние а между 45 ближайшими осями соседних вагонов для подавляющего большинства отечественных вагонов составляют около 3м, а расстояние между ближайшими осями разных тележек одного вагона - 50 не менее 5,4 м то при длине весовой платформы 1 7,6 м(фиг.4а) ,. первой тележки вагона 16 до выхода ближайшей /чужой) оси предстоит проехать не более 2,8 м, а до нажатия путевого 5 датчика 13 не менее 3,5 м.

Следовательно после; въезда первой тележки первым последует выезд if,

таким образом, срабатывает ключ 44, идентифицирующий первую тележку,

После въезда (фиг.4 б) второй тележки до ближайшего выезда остается 5,7 м движения, а до срабатывания путевого датчика 15 всего 1,1м. Таким образом, после въезда второй тележки вагона-16 первыми срабатывают путевой датчик 13 и кл19Ч 45, идентифицирукядий вторую тележку.

После срабатьшания жлюча 44 (или 45) производится сброс схемы 18 и команда ТВ снимается до следующего въезда

Поскольку сигнал U2 кратковременен, то для его запоминания служит триггер 42, сигнал которого Р поступает в вычислительный блок 5, измерение в котором к моменту поступления сигнала регистрация. мсотет быть и не закончена.

В работе схемы 25 имеются две особенности. Если локомотив, находясь в хвосте, толкает состав на весовую платформу I, то первая тележка идентифицирована как вторая. Для предотвращения ложной регистрации в зтом случае предусмотрены стартовый триггер 41 , обеспечиваю1ций регистрацию при появлении признака U2 во второй раз, т„е. на второй тележке. Если локомотив, находясь в голове, протягивает состав, то вторая (последняя) тележка вагона 16 идентифицирована как первая.

Регистрация последнего вагона 16 предусмотрена путем возбуждения по 5 ВХОДУ триггера 42 сигналом общего сброса С старт-стопной схемы 29 после того, как состав выезжает с весовой платформы 1.

Регистрация результата по жесткому технологическому признаку, независимому от функции измерения, обес- печивает исправление сбоев путевых датчиков 12 (13) или других элементов устройства.

Возможная ошибка измерения в этом случае локализуется в пределах одного вагона 16, не влияя на другие результаты измерения.

Старт-стопная схема 29 начинает работу после выезда последней оси тележки с платформы 1, так как с регистра на триггерах 47 и 48 снимается гасящий потенциал через инвертор 49.

9

Если последним съезжает вагон 16 то путевой датчик ПД2 сработает два раза подряд и сигнал сброса С сформирован схемой 52 совпадения, резистором 62 и емкостью конденсатора 64.

Если последним съезжает локомотив , то после команды ИЧ путевой датчик ПД возбуждает триггер 50 локомотива. В этом случае по опрокидыванию платформы 1 путевой датчик 11Д2 срабатьгоает лишь один раз и сигнал сброса С сформирован схемой 51 совпадения.

Таким образом, старт-стопная схема 29 всегда формирует сигнал сброса по пересечении последним колесом последнего вагона 16 последнего по ходу путевого датчика ПД2, т.е после проезда состава.

Замена известного последовательного подсчета длиной последовательности срабатьшаний крайних путевых датчиков 12 (13) старт-стопной схемой 29, объем счета котброй ограничен двумя единицами, делает возможным работу предлагаемого устройства в полностью автоматическом реяшме .

7110

Предлагаемое устройство не нуждается в блоке исключения локомотива, так как использование счетчиков 22 и 26 и компаратора 27 выполняет функцию исключения локомотива автоматически,

Действительно, так как в счетчик 22, благодаря действию схем 15 и 18

подъезда и въезда, вносятся только оси тележки вагона 16, а в счетчик 26 как оси вагона 16, так и локомотива, равенство кодов счетчиков 22 и 26 и выдача команды ИС автоматически возможны только тогда, когда тележка вагона 16 въехала на весовую платформу 1, а все посторонние оси /предьщущей тележки или нерегистрируемого объекта) выехала.

В момент формирования идентифицированного признака второй Тележки иЗкодьп счетчиков 22 и 26 равны, что позволяет периодически в конце каждого вагона 16 переносить код счетчика 22 в регистр счетчика 26 i (фиг.4) т.во корректировать работу последнего, чем достигается дальнейшее повьшение надежности работы.

/ts

Г 16

I

УСТРОЙСТВО ДОЯ ПОТЕЛЕЖЕЧНОГО ВЗВЕШИВАНИЯ ЙЖЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ В ДВИЖЕНИИ, содержащее грузоприемную платформу с весоизмерительными датчиками, связанными через входной блок с аналого-цифровым преобразователем, выходы которого подключены к вычислительному блоку, соединенному с терминальной аппаратурой, путевые датчики, подключенные к схеме определения направления движения, соединенной со схемой подъезда тележки и через первый ключ со схемой въезда тележки, датчик наезда осей,соединенный через схемы подъезда и въезда тележки с управляющим триггером, датчик выезда осей, подключенный к входам схемы регистрации итога, сое диненной со схемой определения направления движения, и второй, третий и четвертый ключи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения влияния сбоев при подсчете съезжающих осей на итоговый результат измерения веса состава, в него введены счетчик осей тележек, реверсивный счетчик осей, находящихся на гру- зоприемной платформе, компаратор и старт-стопная схема, причем счетный вход счетчика осей тележек через второй ключ подключен к выходу управляющего триггера, его установочный вход через третий ключ соеди в нен с выходом схемы подъезда тележки, (Л а выходы подключены к -счетным входам реверсивного счетчика осей и к одним входам компаратора, к другим входам которого подключены выходы реверсивного счетчика осей, вькод компара. тора через четвертый ключ подключен к входам вычислительного блока и старт-стопной схемы, другие входы которой соединены с выходами вход4 ного блока и схемы определения напvl равления движения, выходы которой sj подключены к схеме регистрации итога, выходом подключенной к установочному входу реверсивного счетчика осей, управляющий вход Сложение которого подключен к выходу датчика наезда осей, а вход Вычитание - к выходу датчика выезда осей.

15

ТП

Т

19

го I

ТВ рн 1

гВ

Ui

ft5

9К

Ht

Фиг.З

tt2

D

гп

о

/J

ПБ1

50

ие

47

в

Фиг Л

51

62

и

фиг. 5

фиг. 6