Electronic Technology •
电子技术
Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 67
现今，神华黄骅港务有限责任公司的翻车作业是连续不间断的推动作业，动态轨道衡可以更加精准、有效的将煤炭重量予以计量。然而不可忽视的是动态称重也有自身的劣势，由于其是在车辆行驶计算之中进行称重的，相应的就无法避免受到外界环境、路面不平稳、车辆振动与翻车机作业过程中拨车机实施作业过程之中对于列车的影响，而最终出现干扰信号的情况，所以怎么规避这些因素，就得要加大动态称重的精准度。衡器是称重物体的关键工具，已经有几千年的历史了，在世界科学技术水平逐步发展的形势之下，衡器也得到了进一步的发展。电子衡器已经成为了主流产品，已经成为工业生产与民用生活 之中十分关键的产品之一，但虽然是电子衡器，精准性与快速性也成为了很难同步的技术指标。所以，全动态电子衡器的开发与生产也在不断的研究之中，电子动态轨道衡计量系统和神华黄骅港务有限责任公司管控技术平台的高效融合已经逐步的发展无人值守的自动化作业，这已经逐步的发展成为该领域之内的领先者。
1 衡器的发展史
从古至今，称重技术的作用十分关键，在全世界范围之内最早的计量器具可以追溯到中东的埃及，在我们国家也有几千年的历史，在黄帝“设五量”之中，权衡则是其中之首。
在古代称重计量的过程之中，这是影响十分繁琐的体力劳动，在商品贸易逐步发展的形势之下，人们也发明了架盘天平。到了17世纪则发明了不等臂台秤，尤其是运用了1678年胡克定律之后，则发明了弹簧秤，虽精确度较差，但因为读数的便利性，目前也在运用之中。 发展至近代，在新材料发展发明与贸易和工业发展的形势之下，急需要实施快速计量。
动态轨道衡称重误差的分析
文/王立峰
1921年在世界范围之内首次出现了倾斜杠杆
秤，再到20世纪50年代，相对简便化电子装置的计量器具已经逐步的进入到人们的视野之中，我们国家的电子衡器发展则是在20世纪70年代因为电阻应变片式而在称重传感器技术之上的得到了突破而起到了质的飞跃。各类电子衡器也慢慢出现，且得到了国民经济各个部门的大范围运用。像是转向架计量、运输
行业的轴计量、轻纺工业的打包计量、钢水包浇注件的称重厂以及冶金工业的物料配备称重等。由此可见，电子秤技术在社会之中的作用
不可忽视，也逐步的受到了人们的重视。
再到20世纪末，处在信息技术革命之中，这很好的促进了电子秤的进一步发展，自动计量的快速性与精准性也愈发受到人们的重视，其势必会成为主流趋势。网络信息技术的大范围运用促使该类动态计量方式成为了企业管理过程之中尤为关键的步骤，其可以很好的协助企业进行生产组织与产品营销的活动，在这种形势之下，也出现了将自动计量、远程监控、数据自动打印、自动上传作用融合在于一体的无人值守工作模式。
在工业生产自动化程度逐步提升的背景之下，生产企业对于动态电子衡的标准也得到了显著提升，不但要提升其在线测量的速率，还得要提升精度标准。所以，工业控制计算机（IPC ）控制的动态电子衡器的开发也十分关键。由于运用工业控制计算而引入到数字滤波技术，可以运用各类繁杂的数字模
型的计算来实现，从而将其中动态干扰因素予以排除，最终输送出来最为精准化的质量数据信息。运用人工智能技术的方式来在线调整系统数据，其不但可以加大动态电气衡器的运用范围，且其中诸多硬件均可以运用软件来予以替代，这样
一来不仅使得硬件电路予以简化，还促使后期的维保工作更加方便。无人值守计量站则是在形势之上来依照企业ERP 系统与先进化的铁路车号识别系统在该领域之中始终占有着绝对的优势。
动态轨道衡主要可以分成三类，分别是控制系统、称重系统以及结语两者间的转换系统，现今在我们国家测力和称重技术领域之中，动态轨道衡技术已经趋于成熟化，控制系统的微机技术也慢慢得到健全，人们也在称重系统的技术开发与研究之上慢慢的重视起来。
2 动态轨道衡称重误差的分析
动态电子轨道衡的关键就在于判别车型之上，实质上就是在通过计量站的时候动态称重系统如何将车头、车皮和其中每一节车皮所对应的前后两组转向架判断出来，最终将该节车的重量判断出来。判断车型的称重系统，目前判断车型的方式主要有两类，分别是用软件判别与硬件判别，在这之中前者是运用读取列车经过计量段的之后称重传感器所输出的波形文件，再利用计算机程序进行编制的一类方式；后者则是运用在计量段之内利用接近开关计算机来读取接近开关的情况，从而判断出来是不是合理的计量。
通常情况之下，运用软件评判或者是硬件评判都可以达到满意的成效。但是针对列车称重问题，由于现场工作环境复杂，硬件评判的关键部件临近开关的维保较难，因此运用软件来进行滤波，也就是选择运用软件车型判别方式。选择车型评判的方式主要是分析数学模型来到最为适宜的方式。在选择数学模型的时候，主要是运用辨识理论、滤波理论和振动理论等力学和数学的方式理论来分析并选择出来。在选择与确定数学模型的时候，首先要了解称重传感器在受到动态变力作者用的时候输出的确波形，随即在频域与时域之中，对照分析实际波形的频域图与时域图，从而得到两者之间的区别，最终再运用数学的方式来构建数学模型。
2.1 衡体机械部分调整，变化所产生的误差
对于衡体机械部分中所发生的误差展开分析，其重要参考的是制造中常用的设计方案、加工方式、原料选取、加装检修和衡体内部所爆发的盈利变化情况。在每一次检定调试工作完成之后，误差实则是一个定值，所以该误差针对承重结果来进行分析，随即可以选择应用相应的称重软件来予以纠正。动态轨道衡中的衡体，实则就是在具体进行测量时候所承载被测物主要体现，且在动态称重测量车辆运行的过程之中。
相应的就会导致涵盖衡体内应力之内的诸多因素是变幻多端的，例如其之中的间隙、引轨爬行、钢轨磨损、稳固状态、各部距离等，像是这些因素的变化不仅会影响到定值发生变化，且还会改变衡体的
弹力系数，这些均可应用软件来展开手动变更零点振荡，这亦便是我们一般所说的“调零”，适当的于检衡时，要把动态轨道衡的非线性因素考量进来，软件系
电子技术
• Electronic Technology
68 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering
统参照的是各个吨位实施“斜率调整”，然而因为弹力系数发生变化而出现误差，最终引发测量误差情况的发生。2.2 电气部分所引起的误差
动态轨道衡设备电气之所以会出现误差，主要是因为工作寿命、工作质量、重力传感器、电磁干扰以及称重软件系统等等。在这之中，软件性能优劣十分关键，如今动态轨道衡所出现的判别车型问题，其主要因素便是软件性能少。因为动态轨道衡的工作环境通常均是处于电化区段之内，改由牵引电流因而产生的磁场和其它强磁感染因素均会造成称重系统损坏，进而使传感器-计算机正门栋的信号波形爆发波动、信号阻碍的频谱变阔，虚假使软件系统的抗干扰性变差，适当的干扰信号旋即便会冲击到判车，不仅会发生“丢车”情况，而且也会爆发测重波形的错误取值，最后造成测量结果绝不精确。不仅是如此，虚假使选取的重力传感器的线性范围不错，那么工作质量于使用期限内不会有较大的误差，然而长此以往，由于高频率使用传感器，就会导致测试出现误差。2.3 空车自重所引起的误差
根据目前的实际操作情况来展开分析，因此车辆所承受的重量重要便是车辆总重减去车辆自身重量，不过车辆自身重量亦根据的车辆于投产时的数据来当作参照依据，所以，于车辆重量和标记的轴重有差别时，旋即便会组成一个和动态轨道衡测试精度有关的现象。2.4 机车在过衡时变速运行所产生的误差
动态轨道衡，实质技术应用剪力传感器和重力传感器透过过衡车辆建构因而成的垂直压力与切力转变因而来的电信号，适当的亦便构建了测重的一个系统，垂直压力和横向切力的大小均会影响到最终的测量结果。假设在一个相对理想化的状态之下，机车牵引车辆匀速行驶在一个平直的动态轨道衡之上，动态轨道衡仅仅只是承受来自于车辆的重力，相应的就可以进行精准化的测量。然而在具体运用的过程之中，轨道衡衡体部分在保持垂直与水平的状态之下可以实现，其音轨和其他部分想要长时间的保持在平稳的状态。所以，在机车于过衡作业中加力牵引或是应用刹车的时候，对轨道衡而言，会直接性的导致一个扫往切力和垂直分力，分力的大小重要受车辆长度、轨道坡度、车辆重量、牵引力和制动力等等。虚假使该分力作用的时间绝不短，旋即可应用电气滤波或是软件程度来克服，虚假使作用时间这么
短，便会直接性的影响到最终的测量结果。
3 动态轨道衡称重过程的自动控制
动态轨道衡称重过程自动控制的主要职责就在于逐步的分解过衡的列车，依次识别出来煤车、机车以及被称车辆，从而将每一个被称车辆重量和行车速度计算出来。并通过模拟量判别的方式来分析台面荷载信号的变化阶段实施称重控制。在控制的阶段之中主要涵盖：首先是可以精准的到其中每一个变载阶跃，依据车辆理想化的过衡状态，针对车辆识别与列车行进状态；其次则是要实施有效的称重数值的采样，将被称车辆的重量计算出来。双台面动态轨道衡车辆判别方式主要运用的是“凸”形方式，并到过衡列车的每一个转向架，两个转向架构建而成一辆四轴车，从而也就实现了判断一个车辆的工作。机车的判别方式基本类似，同时也是依据机车的过衡特征来实现判断。
动态轨道衡运用的是限速称重。行车速度通常合理控制在3～ 11Km/h 之间，行车速度大于11Km/h 就得要实施超速报警，在3Km/h 之下则要实施低速报警。在称重的阶段之中要进行行车速度的计算，并将其当做是称重参数。行车速度是被称车辆的一个轴通过台面的速度，本衡所运用的是被称车辆第3轴，那么假设被称车辆是匀速经过台面的。第3轴经过台面的距离是台面的长度，本衡是2.5m ，经过台面所运用的时间可以运用第3轴经过台面的采集次数和采样频率实施相应的计算，采样次数的测量运用的波形判断来获取的。
双台面整车计量，实质上就是被称车辆的前后转向架一同放置在称重台面之上的时候，左右称重台面传感器所传输出来的信号段是有效的称重数据段，其中的每一个数据值来为一转向架的台面振动幅、车辆振动振幅以及稳态值(静态重量)等等的A/D 转换码值叠加值。动态秤
4 提高称重精度的方法
4.1 强化称重过程
在没有火车经过的时候，整个衡器处在一个等待计量的状态。在一列火车行驶而来的时候，由于计算机判断主要是从左边还是右边而来，且在彩屏幕之上显得的是“从右往左”或者是“从左往右”，另外也正在从“等待计量”情况转换成为“正在计量”情况。相应的传感器输出和节重之间成正比的输出信号，在通过前置放大滤波之后，因为屏蔽电缆输送到机房实施再方法与滤波，那么经过计算机来针对动
态数据的采集、循环、储存进行控制，进行整车或者是转向架进行跟踪采样进行自动化，转换，实施车速快慢变换，随即可以随时调整车重系数与动态变量，确保计量检测的有效性。4.2 采用消除长期累积误差的方法
动态轨道衡在长时间运用的过程之中会出现累积性误差，主要是因为传感器长时间受力而出现变化。在这种形势之下，在软件设计的过程之中，设置了专门的补偿流程，来及时的补偿长时间所出现的累积误差。在运用轨道衡一段时间之后，用户可以随时予以调整，来在最大限度之上来保障轨道衡测量精准性。4.3 提高引路轨性能
在机械系统环节，主要运用的加大引路轨性能等的方式，可以减小列车自身的振动幅度，最终从根本之上来降低测量所出现的误差。
5 结语
总之，目前，在工业生产与商业贸易逐步发展的形势之下，人们对于动态称重系统的需求也在变大。动态称重主要是在车辆行驶阶段之中自动车辆的总重或部分重量实施称重与计算的环节，和静态称重对比分析得知，动态称重不但速度快、时间短，且可以实现整车不摘钩的进行连续性车中，并不会硬性到正常化的交通。然而动态称重也会有缺点，由于车辆在行驶的阶段之中实现称重，就势必会受到车辆振动、路面不平、环境因素的而引发的干扰信号，这严重的影响到了动态称重精确性。由此可见，本文的研究也就显得十分的有意义。
参考文献
[1]吴昊，徐志玲.动态轨道衡称重模
型建立与分析[J].中国计量学院学报,2015,26(03):274-279.
[2]李莲.动态轨道衡称重系统误差分析及数
据处理的研究[A].中国仪器仪表学会.中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C].中国仪器仪表学会,2011:4.
作者简介
王立峰（1982-），男，河北省沧州市人。大学本科学历。现任助理工程师，经济师。研究方向为数据管理。
作者单位
河北神华黄骅港务有限责任公司 河北省黄骅市 061113
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议