淺談軌道衡計量系統的穩定準確性

袁秀

（貴州天福化工有限責任公司 貴州福泉 550501）

淺談軌道衡計量系統的穩定準確性

袁秀

（貴州天福化工有限責任公司 貴州福泉 550501）

結合GCU-100型單臺面動態電子軌道衡產品現狀，介紹軌道衡計量系統工作原理及主要部件，提出切實可行的設計方案，確保系統的穩定性與準確性。

軌道衡；計量系統；原理；準確性

軌道衡是現代工業工程建設重點對象，負責貨車載重的稱量工作，在工廠、采礦、冶金、鐵路等方面。其中，隨著鐵路項目改革建設不斷加快，鐵路工程改造中引入電子軌道衡系統是必然要求，如何確保系統計量的穩定性與準確性，這是技術研發與系統設計中必須解決的問題。

1 單臺面動態電子軌道衡

“軌道衡”是稱量鐵路貨車載重的衡器，分靜態軌道衡、動態軌道衡和輕型軌道衡3種。本次研究“GCU-100型單臺面動態電子軌道衡”，其是一種自動化稱量鐵路貨車的電子稱量設備。它可在列車運行中不停車、不摘鉤地連續稱量出貨車重量和速度。本產品采用了工業控制機和高精度稱重傳感器，利用高速、穩定可靠的32位PCI總線接口板、高精度穩壓電源系統組成的數據采集系統，能高速無誤地完成模擬信號、開關信號的自動測量處理，應用先進的軟件進行數據實時處理，完成準確識別車輛及測量重量和車速過衡時間，能自動識別車輛是否超載，對超載的車輛能自動報警，并在打印紙上以特殊符號顯示，車列在過衡2min內打印出檢測結果。本產品還可以具有完成包括除皮、分類累計、稱量結果自動顯示、打印報表等十分豐富的功能，可將測量的全部信息長期保存在微機之內，方便用戶日后的查詢和統計。

2 基本原理與主要部件

本產品采用了無基坑或淺基坑整體箱型結構，具有很高的承載能力和抗沖擊負荷剛度，同時改進了拉式限位系統的強度和受力狀態的水平度、垂直性等指標，可確保負荷在傳力系統中信息的不失真傳遞。系統采用隔離變壓器，使設備與電網有效隔離，軌道衡設備采用二級防雷措施，提供與其它計算機網絡連接的數據接口，可與鐵道部推廣應用的車號自動識別系統進行直接的數據通訊，原理如圖1。

圖1 單臺面動態電子軌道衡工作原理

測量軟件采用自動顯示節重、速度和車號等，自動識別列車運行方向，動態稱量具有雙向10參數調整功能。數據管理軟件我們采用通用數據庫語言編程，其操作平臺采用WINDOWS系統和企業局域網。軌道衡配備車號自動識別系統，當列車通過后系統就可立即得到車型、車號，由上述信息可換算出車輛的皮重，軌道衡會自動取出這些信息計算出車輛凈重。全國首列軌道衡與車號自動識別系統相結合的軟件是由我所完成的。在廣梅汕鐵路沿線6條主要運輸專線上已投入正常使用，經過近六年的實用證明系統結合功能完善性能可靠并能長期連續自動運行。

3 軌道衡計量系統的穩定準確性設計方法

當列車通過測量區時，車輪重量通過稱重臺下的壓力傳感器將重量轉換成電信號，輸出至軌道衡測量智能通道，經模擬放大、濾波、模數轉換后，形成數字信號，這些與車輛重量有關的數字量經接口電路送入計算機，由計算機對采集到的重量信息和車輛信息進行分析、整理、計算，得出列車節重、車速等信息。

3.1 軌道衡的儀表

GCS-U-100型單臺面動態電子軌道衡儀表系統由壓力傳感器、多路高速數據采集儀、計算機等組成。計算儀表中，本次選擇工業控制機，打印機選用漢字激光打印機。

3.2 數據采集部分

3.2.1 傳感設備

由傳感器輸出的微弱信號，可能有許多高次諧波迭加在信號中，所以信號必須經過放大、濾波兩個環節送入A/D轉換部分。該部分器件可連續工作，濾波效果優良，并具有低功耗、低漂移、低噪音以及信號調節功能等特點。模數轉換采用美國進口16位高速度高精度器件，其顯示分辨率可達1kg。

3.2.2 采集設備

采集設備與PC機之間的接口采用新型的USB接口，它使用方便，無需拆機插板卡，它單獨使用自己的保留中斷，不涉及IRQ、DMA、地址沖突等問題，不會同其它設備爭用PC機有限有資源，為用戶省去了硬件配置的煩惱。本設備具有多通道采集儀，正常使用時只需4個通道，若正在使用的通道損壞，可在軟件中指定使用備用的通道，再把放大器輸出信號接到相應的通道即可重新正常工作。

3.3 軌道衡軟件

數據監控采用ICP/IP協議方式，采用B-S結構、數據集中在一個服務器上，客戶終端可連接多個動態衡可實現無人值守，可實現遠程維護，并通過網絡進行數據的查詢統計等。軌道衡主機采用WINDOWS系統和企業局域網進行通訊，用戶可直接在主機上操作，具體操作方法見后面說明，也可借助遠程通訊的方法將軌道衡測定的數據送到遠程服務器（服務器主機采用WINDOWS2000或NT操作系統），完成與軌道衡主機通訊的功能，也就是說我們可通過遠程撥號上網的方式在任何地方都能觀察軌道衡的運行情況，也可以應用戶要求在外地對應用軟件進行修改。與此同時用戶可將其作為終端使用。

4 軌道衡計量系統設計改良的效果

本次設計的100t單臺面動態電子軌道衡承重臺主梁結構是采用厚鋼板焊固成型的箱型結構，其抗彎、抗扭、抗壓等力學性能好，有足夠的機械強度和剛度，使其在滿載下撓度≤1/1000。可在貨車對承重臺長期頻繁的沖擊下保證行車安全。采用自動埋弧生產線加工工藝，加工精度高，承重臺面刨槽可采用鐵路專用彈條扣件緊固有效防止秤軌爬行現象。

4.1 安全性

采用過渡器大大減輕了貨車對秤體的沖擊，可讓貨車平穩進出秤臺。在秤體的縱向、橫向加裝了8套限位拉環裝置，以確保貨車過衡安全可靠。秤體在焊接漆前，材料采用噴砂處理工藝，去除鋼材表面的銹跡，增加鋼材表面硬度及結構件外型的美觀。采用富鋅底漆，富鋅底漆含有大量鋅粉，具有良好的陰極氧化保護功能，對在潮濕、有腐蝕性氣體的使用環境的金屬結構件能起到良好的保護作用。安裝調試后承重臺表面再涂一層面漆，漆膜厚＞100um。

4.2 自檢性

選用了多路數據采集儀，每只傳感器接一路通道，使更換傳感器可正確計量保證計量精度，特別注重惡劣環境的適應性；技術先進、性能穩定、抗干擾能力強、可靠性高，具有故障自診斷和自檢功能。采用40t橋式高精度傳感器，自復位性好，抗側向能力強，有效保證貨車平穩過衡。防護等級達IP68，環境適應力強，是冶金、能源、交能等行業軌道衡之首選。根據多年來設計生產大型衡器的經驗和用戶要求，擬選用性能穩定、質量可靠、在國內市場信譽度較好的研華工控機。

4.3 智能性

計算機采用大容量硬盤；稱重軟件采用Windows2000操作平臺和企業局域網進行通訊，其操作性強、穩定性好；為了有效防范計算機病毒，本系統采用經公安部門批準使用的KV300+的殺毒軟件，能對系統進行實時監控，安全級別分系統管理員、操作員等，對不同使用者授與相應權限。故而具有很強的計量管理能力，能編制打印各種統計報表、稱量單；并具備聯網功能。

5 結論

總之，鐵路工程是我國現代戰略重點工程，按照區域交通運行要求實施鐵路系統改造，可進一步提升交通系統的可調度性。軌道衡是鐵路運輸中的計量系統，可以在特定區域內貨車、列車等進行稱重計量，維持了軌道承載力的均衡性。為了更好地服務于鐵路運輸作業，設計電子軌道衡可減小人工參與操作的難度，實現車載稱重的數字化操作，本次GCU-100型單臺面動態電子軌道衡系統設計說明了科技化改造的優越性。

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TH715.13

A

1004-7344（2016）17-0255-02

2016-5-19

袁秀（1975-），女，漢族，貴州貴陽人，助理工程師，大專，主要從事化工儀表工作。