Автоматическая микропроцессорная весоизмерительная система

(54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ МИКРОПРОЦЕССОРНАЧ ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНАЯСИСТЕМА(57) Изобретение относится к весоизмерительной технике и позволяет повысить надежность и точность взвешивания движущихся. транспортных объектовв горной, металлургической и другихотраслях промышленности. При наездепервого колеса локомотива на путевойдатчик 1 (при прямом движении состава). его сигнал, сформированный в блоке сопряжения 6, поступает в блок 7путевых датчиков, который формирует 19горный институт етаев, мский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И сигнал "Начало цикла", запускающийпрограмму микропроцессорного вычислительного устройства (МВУ) 15, Этимже сигналом переключается триггер 8и 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 подключениевыходнбй шины МВУ 15 к печатающемуустройству 19. Через элемент И 12тактовые сигналы от таймера 16 поступают на счетчик 13, который Формирует интервал ожидания сигнала Начало взвешивания оси. Симметричнаякодовая решетка 22, установленная накрыше локомотива на уровне лазерногоизлучателя 21 и Фотоприемника 23,формирует номер движущегося объекта,который фиксируется в МВУ. По срабатыванию путевых датчиков 1-4 определяется тип взвешиваемых вагонов (че 11566226 тырех- или шестиосных). После взвешивания каждой оси счетчик 13 сбрасывается, а МВУ опрашивает частотныйдатчик 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 на 1 Опечатающий 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 отрас. лей промьпдленности.Целью изобретения является повышение надежности и точности весоиэмерений за счет дополнительного опознава ния движупдхся 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 гер 8, элемент И 9, первичный двоичный восьмиразрядный счетчик 10, первый усилитель-формирователь 11, элемент И 12, второй двоичный восьмиразрядный счетчик 13, второй усилитель формирователь 14; микропроцессорное вычислительное устройство 15, блок таймера 16, клавишный пульт 17 управ 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 поразные сто 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 вессостава. Счетчик 10 формирует задерж-,ку, необходимую для обработки инфор-мации и ее печати, а блок индикации20 индицирует текущее время. Симметричность установки путевых датчиков1 - 4 и симметричная конструкция кодовой решетки позволяют проводить измерения 11 ри любом направлении движения. 1 ил. ключейы. Счетчики 10 и 13 и триггер8 находятся в нулевом состоянии, Блок20 индикации индицирует текущее времясуток. Микропроцессорное вычислительное устройство (микропроцессор) находится в режиме ожидания сигнала "НаЧало цикла".Рассматривают работу системы придвижении локомотивосостава слева направо При наезде первого колеса локомотива на путевой датчик 1 вырабатывается сигнал, который поступает навход блока 6 сопряжения, а затем,сформированный по длительности, навход блока 7 путевых датчиков. На выходе этого блока появляется сигналНачало цикла, который запускаетпрограмму микропроцессора 15 и устанавливает триггер 8 в единичное состояние, а также разрешает работу элементов И 9 и 12, Единичный потенциалс выхода триггера 8 включает релейный блок, Происходит подача питанияна 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 счерез этот элемент поступают на входсчетчика 13, Элемент И 9 закрыт нулевым потенциалом, поступающим с нулевого выхода триггера 8. Счетчик 10своего состояния не меняет,Микропроцессор 15 после появлениясигнала "Начало цикла" выполняет измерение частоты датчика 5 веса за время Т, которое разбивается на п равномерных участков, Измеренная частота,соответствующая весу ненагруженнойплатформы, записывается в ячейки памяти, Одновременно с этим микропроцессор 15 выполняет во внутреннем5 156622счетчике счет тактовых сигналов, получаемых с таймера 16. Счет осуществляется эа период времени, равный прохождению первой оси путевого датчика 1 до путевого датчика 2, которыйвыработает сигнал "Начало взвешиванияЬси", соответствующий полному наездувзвешиваемой оси на грузоприемнуюплатформу, Измерение калиброваннойчастоты позволяет рассчитать скоростьдвижения объекта и выбрать полное время взвешивания таким образом, чтооно в 1,2 - 1,3 раза меньше временинахождения взвешиваемой оси на платформе с тем, чтобы избежать измеренияударных нагрузок в моменты, наезда исъезда оси.После наезда первой оси локомотива на платформу блок путевых датчиков вырабатывает сигналы "Направление движения" и "Начало взвешиванияоси", которые позволяют микропроцессору 15 начать п раз измерение частоты датчика 5 веса, поступающей на 25вход с блока 6 сопряженияТак какпосле появления сигнала "Началоцикла 1 на вход счетчика 13 поступают импульсы с таймера 16 через элемент И12, то начинается его заполнение. Если импульсы поступают с периодом,равным 1,с, то их поступает в счетчикне более двух, и он сброшен по установочному входу сигналомНачало взвешивания оси", выработанным вторым пу 35теным датчиком. На выходе усилителя14 имеется потенциал, разрешающий работу блоку 7 путевых датчиков и микропроцессору 15.Выполнив измерение веса первой оси 40локомотива, микропроцессор переходитк программе опознавания номера движущегося объекта по кодовой решетке.При прямом направлении движения состава кодовая решетка на локомотиве 45установлена так, чтобы до наезда второй оси на платформу можно было выполнять опознавание объекта, Кодоваярешетка выполнена строго симметрично,В начале решетки идет измерительная 50пластина, которая служит для временной калибровки. При затемнении фотоприемника 23 микропроцессор начинаетсчет 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 6 Ьжения на вход микропроцессора 15. Например, если до середины кодовой таблицы считан код 1010где единица соответствует затемнению Фотоприемника, то после середины - 0101, т.е, обратный код. Микропроцессор 15, выполнив соответствующие преобразования, сравнивает эти коды и при их сов" падении 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 пТип 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 12 и открытюо 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, 1566226Полученные 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 четыре%оснцх 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 2 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 18отключает питание с печатающего блока 19 и лазерного излучателя 21, таккак 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.55Если 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 дежурногоожидания.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 изобретенияАвтоматическая 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 счетнымСоставктель А. ВиноградовТехред М.Дидык Корректор М.Шароши Редактор Н.Бобкова Заказ 1216 Тираж 422 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по.иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, ЖРаушская 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 к выходу первого вого элемента И подключены к выходу счетчика и второму установочному вхотаймера, третий инверсный вход пер 5ду второго счетчика счетный вход коУ вого элемента И - 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 микро- установочный вход триггера связан с 10 процессора связан с цифропечатающим установочным входом первого счетчика; блоком через релейный блок включения- вторым управляющим входом релейного , сопряжения, который связан с лазерным блока включения-сопряжения и выходом излучателем.