Весовой контроль грузов с помощью автоматического весоизмерительного устройства Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

© П.И. Пахомов, Т.Ю Каплина, 2006

УДК 338.4

П.И. Пахомов, Т.Ю Каплина

ВЕСОВОЙ КОНТРОЛЬ ГРУЗОВ С ПОМОЩЬЮ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА

Семинар № 20

ТЪ есовой контроль большегруз-

-Я-М ных автомобилей осуществляется классическим способом, т. е. на пункте установлены контрольные весы, которые работают по следующей схеме: ось наехала, вес «успокоился», измерили. Затем выполняют математический расчет (суммирование) всех рейсов за определенный период (смену, неделю, месяц). Неточность, трудоемкость этого метода очевидна.

Существуют и разрабатываются новые способы весоизмерительного контроля.

Ниже рассмотрен способ автоматизированного контроля с помощью встроенного взвешивающего устройства. Оно разработано Ленинградским горным институтом и Гидроуглеавтома-тизацией для автосамосвалов БелАЗ грузоподъемностью до 180 т. Принцип работы основан на изменении давления газо-масляной смеси в полостях цилиндров пневмогидравлической подвески, изменяющегося в зависимости от массы груза в кузове автосамосвала. Взвешивание груза может, осуществляется как в неподвижном, так и в движущемся автосамосвале.

Структурная схема встроенного взвешивающего устройства показана на рис. 1. Датчики давления специальными переходниками подсоединяются непосредственно к заправочным штуцерам

цилиндров пневмогидравлической подвески. Обратные клапаны заправочных штуцеров находятся в открытом состоянии и газо-масля-ная смесь под давлением рпл> рп.п> рз.лрз.п из полостей цилиндров подвески постоянно поступает в датчики давления. Сигналы от датчиков давления в виде напряжения постоянного тока суммируются в вычислительном блоке. Суммарный сигнал с выхода блока индицируется в единицах массы груза на цифровом табло пульта управления. К выходу вычислительного блока подключены также два идентичных блока фонарей, каждый из которых содержит по четыре сигнальных лампы.

Питание встроенного устройства осуществляется от бортовой сети автосамосвала через блок питания, который вырабатывает постоянные и переменные напряжения, необходимые для питания датчиков давления, аналоговых и цифровых микросхем, а также элементов индикации.

В настоящее время специалистами компании «Техно-Санкт-Петербург»

разработан и внедрен проект пунктов весового контроля, где взвешивание производится в движении со скоростью 5-10 км/ч. При этом автоматически снимается вся информация о весе грузовых транспортных средств, количестве осей и нагрузке на каждую ось.

Рис. 1. Структурная схема встроенного взвешивающего устройства: 1 - датчик давления, 2 -вычислительный блок, 3 - блок питания, 4, 5 - блок фонарей, 6 - цифровой пульт управления, рп.л, Рп.п, Рз.л,Рз.п - давление газосмеси в передних (п) и задних (з) полостях левого (л) и правого (п) цилиндров подвески, Па

Разработанная информационная система обеспечивает сбор, обработку и хранение информации, управление внешними устройствами - светофорами и шлагбаумами, кассовыми и аппаратами, печать протоколов взвешивания.

В качестве программной платформы

- SOL сервер Sybase. Оператор вводит в информационную систему номер и тип транспортного средства, документальные сведения о перевозчике груза. Для крупных перевозчиков планируется использовать магнитные карты с предоплатой, что ускорит процедуру оформления.

Логическая сеть выполнена на витой паре, а внешнее подключение терминала

- оптическим кабелем.

Единый автоматический контроль разработан специалистами на основе процессора Z-World.

Весовое оборудование «Меттлер Толедо» поставила фирма «Г еовес», специалисты этой фирмы - весовой терми-нал(контроллер) Jaguar - разработали модуль, определяющий межосевое расстояние, скорость движения и вес транспортного средства. Обработка информации со

всех четырех весовых датчиков занимает не более 10 с.

Сейчас в этой системе функционирует 4 рабочих места и установлено 6 компьютеров, один - сервер.

Необходимость создания малогабаритного автоматического весоизме-

рительного устройства (АВИУ) для пунктов весового контроля грузов, перевозимых по территории Кыргызстана через мосты, туннели, автомагистрали, диктуется также и постановлением правительства К.Р.(2)

В весоизмерительной технике существует тенденция к созданию электрических весоизмерительных систем с магнитоупругими преобразователями (датчиками), в которых (в отличие от механических и электромеханических систем) практически не происходит перемещений рабочих органов, способных работать в сложных условиях эксплуатации при значительных колебаниях температуры, влажности, запыленности окружающей среды и пр. Такие системы компактны, позволяют осуществлять дистанционное измерение массы груза, перевозимого автотранспортными средст-

1

МДУ СУ ФУ 1 ЭВМ РУ

1 1

БЭ

АИП

Е

Г

Рис. 2. Структурно-функциональная схема автоматического весоизмерительного устройства (АВИУ): Е - осевое усилие автотранспорта; МДУ - магнитоупругий преобразователь (датчик) усилий; БЭ - блок электроники; Г- генератор; СУ - согласующее устройство; ФУ - формирующее устройство; ЭВМ - электронная вычислительная машина; РУ - регистрирующее устройство; АИП

- автономный источник питания

вами, и обеспечивают возможность полной автоматизации процесса взвешивания.

Для указанных выше целей предлагается экспериментальный образец малогабаритного автоматического весоизмерительного устройства АВИУ (рис. 2).

АВИУ позволяет выполнять следующие операции: раздельное и (или) суммарное определение (по осевой нагрузке) массы перевозимого груза автомобильным средством с компенсацией известной массы тары; обработку и документирование всех измеряемых параметров взвешивания с помощью ЭВМ и РУ.

Чувствительным элементом АВИУ (рис. 2) является магнитоупругий преобразователь (датчик) усилий с необходимым пределом измерения (ориентировочно 50-1000 кН), устанавливаемый на весоизмерительные платформы (рис. 3) В состав АВИУ входят две однотипные весоизмерительные платформы, устанавливаемые по колее движения автотранспорта. В качестве вторичного прибора используется дисплей вычислительной машины с регистрирующим (принтером) устройством, который совместно с блоком электроники устанавливаются в помещении оператора. АВИУ

получает питание от автономного источника.

При воздействии на магнитоупругий преобразователь осевого усилия Б (создаваемого массой груза, тарой автотранспорта) на его выходе появляется электрическое напряжение, пропорциональное измеряемому весу. С помощью блока электроники это напряжение преобразуется в цифровую форму сигнала, подаваемого на вход ЭВМ, в которой программными средствами производится обработка и представление (на дисплее) измерительной информации, с последующим ее документированием (распечаткой) в устройстве. При необходимости ввод известной массы тары автотранспортного средства осуществляется оператором с клавиатуры ЭВМ.

Разработанная установка АВИУ имеет следующие технические параметры:

• напряжение питания от сети или автономного источника 220(В)± 10%,50 Гц;

• потребляемая мощность - до 40

Вт;

• измеряемое осевое усилие - до 1000;

• приведенная погрешность измерения - не более 3 %;

о о о

А

400

2000

А-А

Рис. 3. Весоизмерительная платформа: 1 - основание; 2 - магнитоупругий преобразователь (датчик) усилий; 3 - плита, воспринимающая осевое усилие автотранспорта

• температура окружающей среды для МДУ - от -50 до+70 0С; для ЭБ, ЭВМ и РУ в пределах - 0-30 0С;

• габариты МДУ - 80x40x40 мм, масса - 2,5 кг;

• габариты ЭБ 250x150x100 мм, масса 5 кг;

• габариты одной измерительной платформы 2000x1000x300 мм, масса -3000 кг.

Опыт создания и использования силоизмерительных устройств различного технологического назначения (кафедра «Физические процессы горного производства» КРСУ, лабо-ратория механики машин Институт маш НАН КР) показывает техническую возможность разработки, тиражирования весоизмерительных устройств для нужд республики и экспорта.

------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сироткин З.Л. Прогноз развития конструкций карьерных автосамосвалов особо большой грузоподъемности. Реконструкция транспортных систем глубоких карьеров//Сб. научн. тр.ИГД МЧМ СССР.- Свердловск, 1987.- Вып. 79. - с. 3-7.

2. Соберем налоги, сохраним доро-ги//Вечерний Бишкек, 18 марта, 2002.

3. Поспелов Л.П. Основы автоматизации производства - М.: Недра, 1988. - 232 с.

4. Гардзши В.А., Семенов М.А. повышение эффективности использования большегрузных автосамосвалов за счет автоматического контроля их загрузки и учета работы., Реконструкция транспортных систем глубоких карьеров//Сб. научн. тр.ИГД МЧМ СССР.-Свердловск, 1987.- Вып. 79. -с.73- 77.

— Коротко об авторах ---------------------------------------------------

Пахомов П.И. - член корр. ИАКР, доктор технических наук, профессор КРСУ, Каплина Т.Ю - аспирантка КРСУ.