动态行车电子秤的研制

　　冶金企业生产过程中,物料的装卸几乎全部使用行车,为对行车的吊装物进行计量,静态行车秤正普遍使用。为满足企业的快节奏作业,提供一种快捷准确的计量方式已倍受企业青睐。

　　一、问题提出

　　炼铁厂高炉水渣主要由火车运输出厂,炉水渣的吊装由炉水渣专用行车来完成。在吊装过程中存在以下问题:

　　(1)吊装量无法控制;

　　(2)铁路运输效率和安全性无法保证;

　　(3)吊装速度要求较快。

　　为了解决这些问题,我们对静态行车秤进行了研究,提出了研制动态行车秤的设想。选用杭州科利电子工程有限公司生产的轨道式传感器、专用接线盒,开发研制动态称重显示控制器组成动态称重系统。

　　二、系统组成

　　动态行车秤由两只KLG—1系列轨道式称重模块,专用接线盒、XK3128D动态称重显示控制器和打印机组成,配置如图1。

　　下面对这几个部分分别做一介绍:

　　(1)称重模块:根据行车上小车的结构特点,确定称重模块采用与小车运行轨道相同轨型的称重传感器,安装在小车轨道中,称重模块由安装基板、称重传感器、紧固螺栓和鱼尾板等组成。

　　(2)专用接线盒:选用5孔接线盒,接线盒能将显示仪供给的激励电压送到每个传感器并把传感器输出的信号合成处理后送到称重显示控制器进行处理和显示。当各个称重传感器受力不均匀而使信号差异过大时,可以在接线盒内测出受力情况,进行分析和处理。

　　(3)动态称重显示控制器:动态称重显示控制器除了具有普通电子秤仪表的功能外,采用了20世纪90年代新型∑-ΔA/D转换技术及MCS51系列单片机等大规模集成电路进行快速采样,动态数据处理。

　　三、工作原理

　　动态行车秤的动态计量过程如下。

　　未过车时,整个衡器处于“等待”状态,每当小车开过来时,小车两对轮对先后经过称重传感器,传感器输出与轮对重成正比例的输出信号,经接线盒后送至称重显示控制器进行判断、修正、处理,并自动显示序号、车重、毛重、净重、车速等结果。

　　动态行车秤所称量的对象是行进的车辆,称量车辆的上下振动、前后俯仰、左右蛇形运动等影响到称量信号,电气系统所采集到的原始信号V是一个很复杂的波形。图2(a)中为一对轮对经过称重传感器全过程的理想波形。图2(b)中的曲线1为未经处理的实际波形。很明显,这条曲线上有振动分量,同时还混杂着干扰和器件内部的噪声。车辆的各种振动的频率都比较低,一般在50Hz以下,而电噪声干扰信号多在100Hz以上。如不进行处理,将会影响计量准确度,严重的可能会导致逻辑紊乱。系统中采用了低通滤波器和数字滤波等措施来消除干扰信号而不影响称重的有效信号,低通滤波器滤波后的波形为图2(b)中曲线所示。