Автоматическая микропроцессорная весоизмерительная система

Автоматическая микропроцессорная весоизмерительная система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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 (четырехили 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (И) 26 А1 (51)5 С 01 С 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕКИЯМ И ПП1РЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4289166/24-10 (22) 27.07.87 (46) 23.05.90, Бюл. Р 19 (71) Днепропетровский горный институт им. Артема (72) А.С.Малюга, В.А.Нецветаев, Н.М.Товстоног и Л.С.Ястремский (53) 681.269(088.8) (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ МИКРОПРОЦЕССОРНАЧ ВЕСОИЗИЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА (57) 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

2 сигнал "Начало цикла", запускающий программу микропроцессорного вычислительного устройства (МВУ) 15. Этим же сигналом переключается триггер 8 и разблокируются элементы И 9 и 12.

Триггер 8 включает блок включения 18 через который происходят подача питания на лазерный излучатель 21 и печатающий блок 19, а также подключение выходнбй шины МВУ 15 к печатающему устройству 19. Через элемент И 12 тактовые сигналы от таймера 16 поступают на счетчик 13, который формирует интервал ожидания сигнала Начало взвешивания оси . Симметричная кодовая решетка 2?, 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 (че1

1566226 тырех- или шестиосных). После взвешивания каждой оси счетчик 13 сбрасывается, а МВУ опрашивает частотный датчик веса 5, вычитает из измеренного значения веса вес пустбй платформы, суммирует полезный вес состава, исключая первые шесть измерений, соответствующих весу осей локомотива.

После проезда состава МВУ выдает íà 10 печатающий блок 19 текущее время, номер состава, направление движения, Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для взвешивания движущихся объектов на предприятиях горно-рудной, металлургической, строительной и других отраслей промышленности.

Целью изобретения является повышение надежности и точности весоиэмерений за счет дополнительного опознава- 25 ния движупр хся 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, триггер 8, элемент И 9, первичный двоичный восьмиразрядный счетчик 10, первый усилитель-формирователь 11, элемент И 12, второй двоичный восьмиразрядный счетчик 13, второй усилитель- 40 формирователь 14; микропроцессорное вычислительное устройство 15, блок таймера 16 клавишный пульт 17 управ

1 ленин, блок 18 включения, печатающий блок 19, блок 20 индикации, лазерный 45 излучатель 21, симметричную кодовую решетку 22 и мачту с фотоприемником 23.

Лазерный измеритель 21 и фотоприемник 23 устанавливаются по разные сто- 50 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 вывес каждого вагона и суммарный вес состава. Счетчик 10 формирует задерж-, ку, необходимую для обработки инфор- мации 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 нйправлении движения. 1 ил. 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 вы-. ходной шины микропроцессора 15 к печатающему блоку 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 ячейки памяти. Одновременно с этим микропроцессор 15 выполняет во внутреннем

5 156622 счетчике счет тактовых сигналов, получаемых с таймера 16. Счет осуществляется эа период времени, равный прохождению первой оси путевого датчика 1 до путевого датчика 2, который выработает сигнал "Начало взвешивания

Ьси", 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 платформе с тем, чтобы избежать измерения ударных нагрузок в моменты .наезда и съезда оси.

После наезда первой оси локомотива на платформу блок путевых датчиков 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 1 на вход счетчика !3 поступают импульсы с таймера 16 через элемент И

12, то начинается его заполнение. Если импульсы поступают с периодом, равным 1,с, то их поступает в счетчик не более двух, и он сброшен по установочному входу сигналом Начало взвешивания оси", выработанным вторым пу35 теным датчиком. На выходе усилителя

14 имеется потенциал, разрешающий работу блоку 7 путевых датчиков и микропроцессору 15.

Выполнив измерение веса первой оси 40 локомотива, микропроцессор переходит к программе опознавания номера движущегося объекта по кодовой решетке.

При прямом направлении движения состава кодовая решетка на локомотиве 45 установлена так, чтобы до наезда второй оси на платформу можно было выполнять опознавание объекта, Кодовая решетка выполнена строго симметрично.

В начале решетки идет измерительная 5р пластина, которая служит для временной калибровки. При затемнении фотоприемника 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 сопря6 6 жения на вход микропроцессора 15. Например, если до середины кодовой таблицы считан код 1010,,где единица соответствует затемнению фотоприемника, 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 по- тенциала 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 !2 и открытого элемента И 9. Импульсы с периодом 1 с поступают через этот элемент на счетный вход счетчика 1О. 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.

1566226

Полученные коды умножаются на коэффициент весовой функции, значение которой в виде и чисел записано в памяти. После выполнения умножения выполняется операция суммирования и 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 15 четыре%осных или шестиосных вагонов и суммарный вес состава. После этого происходит считывание текущего времени 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 пе" 25 чатающий 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 30 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 блока 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 снимаютс, а микропроцессор переходит на начало программы. Одновременно с этим блок 18 отключает питание с печатающего блока 19 и лазерного излучателя 21, так как снятие у"равляющ сигн в по 50 ступающих 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 по.мощью счетчиков 13 и 10, а затем отпечатает 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 дпределить тип вагона, а опдзнавание 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 цифропечатающий блок, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения надежности и точности весоиэмерений, 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 соед -иены с входами блока путевых датчиков, управляющий вход которого и управляющий вход микрсггрсцессора соединены с выходом второго усилителя-формирователя, четыре выхода дополнительного блока путевых датчиков соединены с входами микропроцессора, третий выход блока путевых датчиков подключен и. первому установочному входу второго 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

Составктель А. Виноградов

Техред М.Дидык Корректор М.Шароши

Редактор Н.Бобкова

Заказ 1216 Тираж 422 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по-изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35,, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

1566226 10 входом первого счетчика, второй вход первого усилителя-формирователя, вход второго элемента И и другой вход пер- которого подключен k выходу первого вого элемента И подключены к выходу счетчика и второму установочному вхотаймера, третий инверсный вход пер5 ду второго счетчика счетный вход коУ вого элемента И вЂ” к инверсному выхо- торого соединен с выходом первого эледу триггера, прямой выход которого мерта И-, второй информационный выход соединен с первым управляющим входом таймера подключен к входу блока индирелейного блока включения-сопряжения, кации, а информационный выход микроустановочный вход триггера связан с 10 процессора связан с цифропечатающим установочным входом первого счетчика; блоком через релейный блок включениявторым управляющим входом релейного сопряжения, который связан с лазерным блока включения-сопряжения и выходом излучателем.