浅谈轨道衡计量系统的稳定准确性

袁秀

（贵州天福化工有限责任公司 贵州福泉 550501）

浅谈轨道衡计量系统的稳定准确性

袁秀

（贵州天福化工有限责任公司 贵州福泉 550501）

结合GCU-100型单台面动态电子轨道衡产品现状，介绍轨道衡计量系统工作原理及主要部件，提出切实可行的设计方案，确保系统的稳定性与准确性。

轨道衡；计量系统；原理；准确性

轨道衡是现代工业工程建设重点对象，负责货车载重的称量工作，在工厂、采矿、冶金、铁路等方面。其中，随着铁路项目改革建设不断加快，铁路工程改造中引入电子轨道衡系统是必然要求，如何确保系统计量的稳定性与准确性，这是技术研发与系统设计中必须解决的问题。

1 单台面动态电子轨道衡

“轨道衡”是称量铁路货车载重的衡器，分静态轨道衡、动态轨道衡和轻型轨道衡3种。本次研究“GCU-100型单台面动态电子轨道衡”，其是一种自动化称量铁路货车的电子称量设备。它可在列车运行中不停车、不摘钩地连续称量出货车重量和速度。本产品采用了工业控制机和高精度称重传感器，利用高速、稳定可靠的32位PCI总线接口板、高精度稳压电源系统组成的数据采集系统，能高速无误地完成模拟信号、开关信号的自动测量处理，应用先进的软件进行数据实时处理，完成准确识别车辆及测量重量和车速过衡时间，能自动识别车辆是否超载，对超载的车辆能自动报警，并在打印纸上以特殊符号显示，车列在过衡2min内打印出检测结果。本产品还可以具有完成包括除皮、分类累计、称量结果自动显示、打印报表等十分丰富的功能，可将测量的全部信息长期保存在微机之内，方便用户日后的查询和统计。

2 基本原理与主要部件

本产品采用了无基坑或浅基坑整体箱型结构，具有很高的承载能力和抗冲击负荷刚度，同时改进了拉式限位系统的强度和受力状态的水平度、垂直性等指标，可确保负荷在传力系统中信息的不失真传递。系统采用隔离变压器，使设备与电网有效隔离，轨道衡设备采用二级防雷措施，提供与其它计算机网络连接的数据接口，可与铁道部推广应用的车号自动识别系统进行直接的数据通讯，原理如图1。

图1 单台面动态电子轨道衡工作原理

测量软件采用自动显示节重、速度和车号等，自动识别列车运行方向，动态称量具有双向10参数调整功能。数据管理软件我们采用通用数据库语言编程，其操作平台采用WINDOWS系统和企业局域网。轨道衡配备车号自动识别系统，当列车通过后系统就可立即得到车型、车号，由上述信息可换算出车辆的皮重，轨道衡会自动取出这些信息计算出车辆凈重。全国首列轨道衡与车号自动识别系统相结合的软件是由我所完成的。在广梅汕铁路沿线6条主要运输专线上已投入正常使用，经过近六年的实用证明系统结合功能完善性能可靠并能长期连续自动运行。

3 轨道衡计量系统的稳定准确性设计方法

当列车通过测量区时，车轮重量通过称重台下的压力传感器将重量转换成电信号，输出至轨道衡测量智能通道，经模拟放大、滤波、模数转换后，形成数字信号，这些与车辆重量有关的数字量经接口电路送入计算机，由计算机对采集到的重量信息和车辆信息进行分析、整理、计算，得出列车节重、车速等信息。

3.1 轨道衡的仪表

GCS-U-100型单台面动态电子轨道衡仪表系统由压力传感器、多路高速数据采集仪、计算机等组成。计算仪表中，本次选择工业控制机，打印机选用汉字激光打印机。

3.2 数据采集部分

3.2.1 传感设备

由传感器输出的微弱信号，可能有许多高次谐波迭加在信号中，所以信号必须经过放大、滤波两个环节送入A/D转换部分。该部分器件可连续工作，滤波效果优良，并具有低功耗、低漂移、低噪音以及信号调节功能等特点。模数转换采用美国进口16位高速度高精度器件，其显示分辨率可达1kg。

3.2.2 采集设备

采集设备与PC机之间的接口采用新型的USB接口，它使用方便，无需拆机插板卡，它单独使用自己的保留中断，不涉及IRQ、DMA、地址冲突等问题，不会同其它设备争用PC机有限有资源，为用户省去了硬件配置的烦恼。本设备具有多通道采集仪，正常使用时只需4个通道，若正在使用的通道损坏，可在软件中指定使用备用的通道，再把放大器输出信号接到相应的通道即可重新正常工作。

3.3 轨道衡软件

数据监控采用ICP/IP协议方式，采用B-S结构、数据集中在一个服务器上，客户终端可连接多个动态衡可实现无人值守，可实现远程维护，并通过网络进行数据的查询统计等。轨道衡主机采用WINDOWS系统和企业局域网进行通讯，用户可直接在主机上操作，具体操作方法见后面说明，也可借助远程通讯的方法将轨道衡测定的数据送到远程服务器（服务器主机采用WINDOWS2000或NT操作系统），完成与轨道衡主机通讯的功能，也就是说我们可通过远程拨号上网的方式在任何地方都能观察轨道衡的运行情况，也可以应用户要求在外地对应用软件进行修改。与此同时用户可将其作为终端使用。

4 轨道衡计量系统设计改良的效果

本次设计的100t单台面动态电子轨道衡承重台主梁结构是采用厚钢板焊固成型的箱型结构，其抗弯、抗扭、抗压等力学性能好，有足够的机械强度和刚度，使其在满载下挠度≤1/1000。可在货车对承重台长期频繁的冲击下保证行车安全。采用自动埋弧生产线加工工艺，加工精度高，承重台面刨槽可采用铁路专用弹条扣件紧固有效防止秤轨爬行现象。

4.1 安全性

采用过渡器大大减轻了货车对秤体的冲击，可让货车平稳进出秤台。在秤体的纵向、横向加装了8套限位拉环装置，以确保货车过衡安全可靠。秤体在焊接漆前，材料采用喷砂处理工艺，去除钢材表面的锈迹，增加钢材表面硬度及结构件外型的美观。采用富锌底漆，富锌底漆含有大量锌粉，具有良好的阴极氧化保护功能，对在潮湿、有腐蚀性气体的使用环境的金属结构件能起到良好的保护作用。安装调试后承重台表面再涂一层面漆，漆膜厚＞100um。

4.2 自检性

选用了多路数据采集仪，每只传感器接一路通道，使更换传感器可正确计量保证计量精度，特别注重恶劣环境的适应性；技术先进、性能稳定、抗干扰能力强、可靠性高，具有故障自诊断和自检功能。采用40t桥式高精度传感器，自复位性好，抗侧向能力强，有效保证货车平稳过衡。防护等级达IP68，环境适应力强，是冶金、能源、交能等行业轨道衡之首选。根据多年来设计生产大型衡器的经验和用户要求，拟选用性能稳定、质量可靠、在国内市场信誉度较好的研华工控机。

4.3 智能性

计算机采用大容量硬盘；称重软件采用Windows2000操作平台和企业局域网进行通讯，其操作性强、稳定性好；为了有效防范计算机病毒，本系统采用经公安部门批准使用的KV300+的杀毒软件，能对系统进行实时监控，安全级别分系统管理员、操作员等，对不同使用者授与相应权限。故而具有很强的计量管理能力，能编制打印各种统计报表、称量单；并具备联网功能。

5 结论

总之，铁路工程是我国现代战略重点工程，按照区域交通运行要求实施铁路系统改造，可进一步提升交通系统的可调度性。轨道衡是铁路运输中的计量系统，可以在特定区域内货车、列车等进行称重计量，维持了轨道承载力的均衡性。为了更好地服务于铁路运输作业，设计电子轨道衡可减小人工参与操作的难度，实现车载称重的数字化操作，本次GCU-100型单台面动态电子轨道衡系统设计说明了科技化改造的优越性。

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TH715.13

A

1004-7344（2016）17-0255-02

2016-5-19

袁秀（1975-），女，汉族，贵州贵阳人，助理工程师，大专，主要从事化工仪表工作。