Описывается железнодорожное весоизмерительное устройство для измерения веса вагонов как в неподвижном состояний так и при движении железнодорожного состава.
Ключевые слова: вагон, состав, вес, железнодорожное, статический, динамический, микроконтроллер, тензодатчик, датчик температуры, схема.
Предлагается весоизмерительное железнодорожное устройство. Система предназначена для измерения массы вагонов в диапазоне от 2 тонн до 200 тонн с точностью 1 %. Измерительное устройство ориентировано на вагоны с межтележочными расстояниями 4,5 и 6 метров и представляет собой 3 платформы с участками рельс снабженными тензодатчиками. Кроме того первая платформа снабжена контактным датчиком, который срабатывает когда колесная пара находится полностью на первой измерительной платформе. Рядом с путями расположена стойка с информационным дисплеем и клавиатурой. Устройство работает в двух режимах: статический и динамический.
В динамическом режиме измеряется вес «брутто» всего состава, который движется со скоростью 5км/ч по пути системы. При наезде колесной пары на крайнюю платформу система определяет другую платформу, на которую наехала другая колесная пара. Далее измеряется вес на каждой платформе и результаты нумеруются.
В статическом режиме производится измерение массы неподвижного вагона. В этом режиме имеется возможность измерить вес как «брутто», так и «нетто». Система подает звуковой сигнал «стоп» для маневрового тепловоза в тот момент, когда вагоны находятся полностью на платформах. В статическом режиме существует возможность измерить вес пустого вагона (функция «тара»), ввести предельный вес груженного вагона (функция «предел») и контролировать его при загрузке вагона. При достижении 80 % масс от предельного веса подается предупреждающий звуковой сигнал. При достижении 100 % веса от предельного значения подается тревожный сигнал. Также это дублируется световой сигнализацией.
Клавиатура устройства:
|
|
-выбор режима: статический или динамический; |
|
|
- установка нуля. Действует как в статическом так и в динамическом режимах; |
|
|
-функция «Тapa». Действует в статическом режиме. Система запоминает вес пустого вагона; |
|
|
- цифровые клавиши; |
|
|
- ввод предела. При нажатии клавиши «ПР» этот предел вводится, а при повторном нажатии — запоминается; |
|
|
- клавиша «начать новое измерение». Нажатие каждой клавиши сопровождается звуковым сигналом. |
Рис. 1. Вид дисплея в статическом режиме
Рис. 2. Вид дисплея в динамическом режиме
В системе предусмотрена возможность управления процессом измерения массы через компьютер, с которым имеется связь по радиоканалу. Применение компьютера также позволяет документировать измерения. Для температурной компенсации тензодатчика в систему введен датчик температуры.
Рис. 3. Расположение стойки управления
Рис. 4. Расположение измерительных платформ
Рис. 5. Информационная тумба
Рассмотрим далее структурную схему устройства, которая представлена на рис. 6 и состоит из блоков:
БМк — блок микроконтроллера;
ТД — температурный датчик;
БЗС — блок звуковой сигнализации;
БСС — блок световой сигнализации;
БКл — блок клавиатуры;
БРк — блок радиоканала;
К — контактор;
СС — схема сопряжения;
БДВ — блок датчиков веса.
Рис. 6. Структурная схема устройства
Функциональная схема представлена на рис. 7. Блоки устройства на функциональном уровне:
ТК — транзисторный ключ;
ДРк — драйвер радиоканала;
ДСК — драйвер силового ключа;
ДЗС — драйвер звукового сигнала;
LCD — ЖКИ — дисплей;
ТДi — тензодатчик;
Уi — усилитель;
Удi — усилитель дополнительный;
T0 — датчик температуры;
СНС — схема начального сброса.
Тензодатчики оцифровываются средствами микроконтроллера дважды: усиленный сигнал при помощи одного усилителя и усиленный сигнал при помощи двух усилителей. Это позволяет снизить погрешность при измерении относительно малых весов. Клавиатура построена матричным способом. Функция обслуживания возложена на микроконтроллер. Также на микроконтроллер возложена функция обслуживания других устройств в системе, которые подключены к нему напрямую по радиальной схеме. За формирование предупредительных сигналов отвечает драйвер звукового сигнала, управляемый микроконтроллером. Сигналы нажатия клавиш формируются путем генерации частотного сигнала на порту микроконтроллера и подачи этого сигнала через транзисторный ключ на динамическую головку. Световая сигнализация производится путем подключения ламп к сетевому напряжению через транзисторный ключ переменного тока, управляемый драйвером силового ключа.
Рис. 7. Функциональная схема
Литература:
- Кудзис, А. П. Железнодорожные вагоны / А. П. Кудзис. — М.: Высшая школа, 1988. -342 с.
- Долидзе, Д. Е. Оборудование сортировочных станций / Д. Е. Долидзе. — М.: Высшая школа, 1975. -288 с.
