Автоматическая микропроцессорная весоизмерительная система Советский патент 1990 года по МПК G01G19/04 

Изобретение относится к весоизмеительной технике и предназначено для звешивания движущихся объектов на редприятиях горно-рудной, металлур- 20 гической, строительной и других отрасей промышленности.

Целью изобретения является повышеие надежности и точности весоизмере- ний за счет дополнительного опознава- 25 ния движущихся элементов.

На чертеже представлена блок-схема автоматической микропроцессорной системы.

Система содержит четыре путевые датчика 1 - 4 грузоприемной платформы (ГП), которые попарно установлены симметрично относительно центра ГП, частотный датчик 5 веса, блок 6 сопряжения, блок 7 путевых датчиков, триг- ,е гер 8, элемент И 9, первичный двоичный восьмиразрядный счетчик 10, пер- зьгй усилитель-формирователь 11, элемент И 12, второй двоичный восьмиразрядный счетчик 13S второй усилитель- 40 формирователь 14; микропроцессорное вычислительное устройство 15, блок 1алмера 16, клавишный пульт 17 упраь ления9 блок 18 включения, печатающий блок 19, блок 20 индикации,, лазерный д5 излучатель 21, симметричную кодовую решетку 22 и мачту с фотоприемни- ком 23„

Лазерный измеритель 21 и фотоприемник 23 устанавливаются по разные сто- Q роны от железнодорожного полотна на одинаковой высоте с симметрической кодовой решеткой 22, закрепленной на крыше локомотива. Связь лазерного излучателя 21 с блоком 18 включения сопряжения не показана.

Система работает следующим образом, В исходном состоянии печатающий, блок 19 и лазерный излучатель 21 вы55

е 0 5

Q

5

ключены. Счетчики 10 и 13 и триггер 8 находятся в нулевом состоянии. Блок 20 индикации индицирует текущее время суток. Микропроцессорное вычислительное устройство (микропроцессор) находится в режиме ожидания сигнала Начало цикла.

Рассматривают работу системы при движении локомотивосостава слева направо. При наезде первого колеса локо мотива на путевой датчик 1 вырабатывается сигнал, который поступает на вход блока 6 сопряжения, а затем, сформированный по длительности, на вход блока 7 путевых датчиков. На выходе этого блока появляется сигнал Начало цикла, который запускает программу микропроцессора 15 и устанавливает триггер 8 в единичное состояние, а также разрешает работу элементов И 9 и 12. Единичный потенциал с выхода триггера 8 включает релейный блок. Происходит подача питания на печатающий блок 19 и лазерный излучатель 21, а также подключение выходной шины микропроцессора 15 к печатающему блок., 19. Элемент И 12 открыт сигналом Начало цикла и импульсы от таймера 16 с периодом 1 с через этот элемент поступают на вход счетчика 13, Элемент И 9 закрыт нулевым потенциалом, поступающим с нулевого выхода триггера 8. Счетчик 10 своего состояния не меняет.

Микропроцессор 15 после появления сигнала Начало цикла выполняет измерение частоты датчика 5 веса за время Т, которое разбивается на п равномерных участков. Измеренная частота, соответствующая весу ненагруженной . платформы, записывается в яч-ейки памяти. Одновременно с этим микропроцессор 15 выполняет во внутреннем

счетчике счет тактовых сигналов, получаемых с таймера 16. Счет осуществляется за период времени, равный прохождению первой оси путевого датчика 1 до путевого датчика 2, который выработает сигнал Начало взвешивания Йси, соответствующий полному наезду взвешиваемой оси на грузоприемную платформу. Измерение калиброванной частоты позволяет рассчитать скорость движения объекта и выбрать полное время взвешивания таким образом, что оно в 1,2 - 1,3 раза меньше времени нахождения взвешиваемой оси на плат- форме с тем, чтобы избежать измерения ударных нагрузок в моменты наезда и съезда оси.

После наезда первой оси локомотива на платформу блок путевых датчи- ков вырабатывает сигналы Направление движения и Начало взвешивания оси, которые позволяют микропроцессору 15 начать п раз измерение частоты датчика 5 веса, поступающей на вход с блока 6 сопряжения. Так как после появления сигнала Начало цикла на вход счетчика 13 поступают импульсы с таймера 16 через элемент И 12, то начинается его заполнение. Ее- ли импульсы поступают с периодом, равным 1 р., то их поступает в счетчик не более двух, и он сброшен по установочному входу сигналом Начало взвешивания оси, выработанным вторым путевым датчиком. На выходе усилителя 14 имеется потенциал, разрешающий работу блоку 7 путевых датчиков и микропроцессору 15.

Выполнив измерение веса первой оси локомотива, микропроцессор переходит к программе опознавания номера движущегося объекта по кодовой решетке. При прямом направлении движения состава кодовая решетка на локомотиве установлена так, чтобы до наезда второй оси на платформу можно было выполнять опознавание объекта. Кодовая решетка выполнена строго симметрично. В начале решетки идет измерительная пластина, которая служит для временной калибровки. При затемнении фото- приемника 23 микропроцессор начинает счет времени до его засветки, т.е. прохождения измерительной пластины. Это время делится на два и в дальнейшем служит эталоном для восьми опросов состояния сигнала с фотоприемника, поступающего через блок 6 сопря

0 с

0 5

о 5

5

жения на вход микропроцессора 15. Например, если до середины кодовой таблицы считан код 1010,,где единица соответствует затемнению фотоприемки- ка, то после середины - 0101, т.е. обратный код. Микропроцессор 15, выполнив соответствующие преобразования, сравнивает эти коды и при их совпадении полученное значение записывает в ячейку памяти. Если совпадения нет, то рядом с кодом записывается признак сбоя. Прямое и обратное считывания кода позволяют повысить надежность работы системы.

Дальнейшее движение состава вызывает срабатывание путевых датчиков и выработку сигналов Начало взвешивания оси, Тип взвешиваемых вагонов. Путевые датчики 1 и 2 установлены таким образом, что после прохождения первого вагона через грузоприемную платформу осуществляется выработка признака типа вагонов - шести- или четырехосных. Одновременно с взвешиванием оси счетчик 13 сбрасывается в исходное состояние и каждый раз счет начинается сначала. Такая организация работы счетчика 13 позволяет сформировать заданный промежуток времени ожидания оси, а также остановить состав на определенный промежуток времени. Если сигнал Начало взвешивания оси не появляется в течение промежутка времени, больше заданного счетчиком 13, то появление единичного потенциала на входе блока приводит к выработке управляющего сигнала заданной длительности (например,15 с) на выходе усилителя-формирователя 14. Этот сигнал поступает на вход блока 7 путевых датчиков и микропроцессора 15. В блоке 7 путевых датчиков происходит

сброс сигнала Начало цикла, что приводит к закрытию элемента И 12 и открытию элемента И 9. Импульсы с периодом 1 с поступают через этот элемент на счетный вход счетчика 10. Одновременно перепад сигнала Начало цикла и сигнал с выхода усилителя 14 подаются на вход микропроцессора 15, что приводит к его переходу на программу обработки результатов измерений, а блок 7 путевых датчиков блокируется.

Микропроцессорное вычислительное устройство выполняет вычитание из каждого измерения значения частоты, соответствующей весу пустой платформы.

Полученные хрды умножаются на коэффициент весовой функции, значение которой в виде п чисел записано в памяти. После выполнения умножения выполняется операция суммирования п Кодов соответствующей одной измеренной оси, а затем умножение полученной суммы на коэффициент преобразования датчика веса. Выполнив проверку сигналов Направление движения и Тип вагонов, микропроцессор 15 исключает из дальнейшей работы первые шесть измерений, соответствующих весу осей локомотива, а затем формирует вес четырёхосных или шестиосных вагонов и суммарный вес состава. После этого происходит считывание текущего вре- - мени с таймера 16 в одну из ячеек.

Микропроцессор переходит в режим печати. Выполняется последовательная выдача кодов, времени, номера состава, направления движения, веса каждого вагона и веса состава через релейный блок включения-сопряжения на печатающий блок. На вход счетчика 10 через открытый элемент И 9 поступают импульсы с периодом 1 с. При подключении к шестому выходу счетчика усилителя-формирователя 11 после 64 с с начала счета на входе усилителя появляется управляющий сигнал. Он сбрасывает по установочному входу счетчик 13 в исходное состояние и сформированный по длительности усилителем 11 сигнал поступает на установочные входы счетчика 10, триггера и блока 18. Одновременно с этим сигнал с выхода усилителя 14 за счет установки счетчика 13 в исходное состояние снимается с Ълока 7 путевых да чиков и микропроцессора 15. Блок 7 и устройство 15 устанавливаются в ис- - ходное состояние, т.е. все сигналы на выходе блока 7 снимаются , а микропроцессор переходит на начало программы. Одновременно с этим блок 18 отключает питание с печатающего блока 19 и лазерного излучателя 21, так как снятие управляющих сигналов, поступающих с усилителя 11 и триггера 8, означает закрытие шинных формирователей блока 18 и выключение реле питания. Система переходит в режим дежурного ожидания.

Если было ложное срабатывание первого датчика, то система отработает выдержку времени, установленную с помощью счетчиков 13 и 10, а затем от

0

5

0

5

5

0

5

0

4S

50

печатает признак ложного срабатывания и перейдет в режим дежурного ожидания.

При движении состава справа налево включение системы происходит от путевого датчика 4. Установка путевых датчиков 4,3,2 и 1 позволяет определить тип вагона, а опознавание локомотива выполняется после срабатывания второго датчика, т .е. после взвешивания двух осей локомотива. В дальнейшем работа системы аналогична описанному, так как порядок установки датчиков веса и конструкция кодовой решетки симметричны.

Формула изобретения

Автоматическая микропроцессорная весоизмерительная система, содержащая весовую платформу, опирающуюся на частотный датчик веса, четыре путевых датчика, два элемента И, фотоприемник, блок путевых датчиков, триггер, микропроцессор, к которому через информационные шины подключены блок клавиатуры и блок таймера, а также цифро- печатающий блок, отличающая- с я тем, что, с целью повышения надежности и точности весоизмерений, в нее введены симметричная кодовая решетка, установленная на движущемся объекте с возможностью передачи через нее излучения лазерного излучателя на фотоприемник, блок сопряжения, два счетчика, релейный блок включения-сопряжения, два усилителя-формирователя и блок индикации, при этом частотный датчик веса и фотоприемник через блок сопряжения подключены к микропроцес- сору, путевые датчики через блок сопряжения с входами блока путевых датчиков, управляющий вход которого и управляющий вход микропроцессора соединены с выходом второго усилителя-формирователя, четыре выхода дополнительного блока путевых датчиков соединены с входами микропроцессора, третий выход блока путевых датчиков подключен к первому установочному входу вто рого счетчика, выход которого соединен с входом второго усилителя-формирователя, четвертый выход блока путевых датчиков связан с одним входом первого элемента И, входом сброса триггера и первым инверсным входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным

входом первого счетчика, второй вход второго элемента И и другой вход первого элемента И подключены к выходу таймера, третий инверсный вход первого элемента И - к инверсному выходу триггера, прямой выход которого соединен с первым управляющим входом релейного блока включения-сопряжения, установочный вход триггера связан с установочным входом первого счетчика, вторым управляющим входом релейного блока включения-сопряжения и выходом

первого усилителя-формирователя, вход которого подключен k выходу первого счетчика и второму установочному входу второго счетчика, счетный вход которого соединен с выходом первого эле- мерта И, второй информационный выход таймера подключен к входу блока индикации, а информационный выход микропроцессора связан с цифропечатающим блоком через релейный блок включения- сопряжения, который связан с лазерным излучателем.

Изобретение относится к весоизмерительной технике и позволяет повысить надежность и точность взвешивания движущихся транспортных объектов в горной, металлургической и других отраслях промышленности. При наезде первого колеса локомотива на путевой датчик 1 (при прямом движении состава) его сигнал, сформированный в блоке сопряжения 6, поступает в блок 7 путевых датчиков, который формирует сигнал "Начало цикла", запускающий программу микропроцессорного вычислительного устройства (МВУ) 15. Этим же сигналом переключается триггер 8 и разблокируются схемы И 9 и 12. Триггер 8 включает блок включения 18, через который происходят подача питания на лазерный излучатель 21 и печатающее устройство 19, а также подключение выходной шины МВУ 15 к печатающему устройству 19. Через схему И 12 тактовые сигналы от таймера 16 поступают на счетчик 13, который формирует интервал ожидания сигнала "Начало взвешивания оси". Симметричная кодовая решетка 22, установленная на крыше локомотива на уровне лазерного излучателя 21 и фотоприемника 23, формирует номер движущегося объекта, который фиксируется в МВУ. По срабатыванию путевых датчиков 1-4 определяется тип взвешиваемых вагонов (четырех- или шестиосных). После взвешивания каждой оси счетчик 13 сбрасывается, а МВУ опрашивает частотный датчик веса 5, производит вычитание из измеренного значения веса вес пустой платформы, суммирует полезный вес состава, исключая первые шесть измерений, составляющих весу осей локомотива. После проезда состава МВУ выдает на печатающее устройство 19 текущее время, номер состава, направление движения, вес каждого вагона и суммарный вес состава. Счетчик 10 формирует задержку, необходимуя для обработки информации и ее печати, а блок индикации 20 индицирует текущее время. Симметричность установки путевых датчиков 1-4 и симметричная конструкция кодовой решетки позволяют проводить измерения при любом направлении движения. 1 ил.