静态轨道衡敞车上磅识别系统设计

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1、轨道衡敞车上磅识别系统设计开滦能源股份公司贸易部吕家坨销售分部朱海[内容提要]介绍了轨道衡敞车上磅识别系统的工作原理，提出了（一）由激光距离传感器结合轨道衡计量管理系统组成的敞车上磅识别系统；（二）红外线车辆分离器（红外线光幕下简称光幕）结合轨道衡计量管理系统组成的敞车上磅识别系统。这两种具有安全可靠技术经济合理、准确率高并能适合在恶劣环境中使用等特点，是自动化称重主要部件，也是计量防作弊系统中最重要单元。一、问题提出轨道衡计量贯穿着煤炭销售的全过程，绝大部分销售数据来源于轨道衡计量，可谓是销售计量的中坚。目前绝大多数煤炭销售部门

2、采用了计算机管理系统和视频监视系统，使用敞车上磅识别系统的为数不多，其原因是目前敞车上磅识别系统适用性不强，据笔者了解目前敞车上磅识别系统普遍采用如下两种方式：一是红外线限位技术，在轨道衡两端安装红外线收发装置，当敞车完全上磅或没有敞车时，红外线接收装置处在有红外线信号状态，当有敞车或不完全上磅时，红外线接收装置处在无红外线信号状态，从而识别出敞车是否上磅。二是轮轴计数（或车轮计数）技术，由安装在轨道衡铁道内侧的磁钢传感器、车轮传感器智能处理装置和轨道衡计量管理系统组成。当车轮通过磁钢传感器时，磁钢传感器就产生上升或下降信号，此信

3、号通过车轮传感器智能处理装置处理后发送到轨道衡计量管理计算机，计算机将车轮传感器智能处理装置发送来的几个磁钢传感器信号进行处理判断（车轮计数4个为一个敞车），识别敞车是否完全上磅，示意图如下。8宗上所述两种方式，红外线限位技术使用较为普遍，轮轴计数（或车轮计数）技术由于环节较多使用较少。这两种方式都对现场环境要求较高，一般轨道衡安装在煤仓下方，水煤散撒普遍从在，而在我国大多煤矿地处北方，特别是进入冬季，散撒的水煤结冰使得轨道衡器周围环境更为恶劣，这两种敞车上磅识别系统将无法使用。是不是就没有适合恶劣环境下使用的敞车上磅识别系统？答

4、案是否定的，笔者研究了大量的传感器资料，提出用激光距离传感器作为识别单元结合现有计量管理系统组成敞车上磅识别系统和用光幕作为识别单元结合现有计量管理系统组成敞车上磅识别系统。二、激光敞车上磅识别系统原理1、激光距离传感器工作原理20世纪90年代初，随着半导体激光二极管技术的开发，激光的实际应用发生了革命性的变化，半导体激光测量器具有测量精度高、体积小、重量轻、可靠性高、转换效率高、功耗低、驱动电路简单且不易受电磁场干扰等优点开始运用于测距领域。激光测距传感器工作原理：先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射

5、。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。2、敞车上磅识别系统煤炭企业所用敞车型号、车厢高度都不统一，但有一个是共同点，即车厢两端都有500mm左右的空隙，红外线限位技术就是利用这个特点来实现车辆定位的，激光敞车上磅识别系统也是利用这个共同点来识别，不同之处是采用安装在敞车上方的激光测距传感器作为识别单元，而不是水平安装的红外线收发装置。激光敞车上磅识别系统

6、原理：当敞车没有完全上磅时，安装在敞车上方两端的激光测距传感器测得距离数值不会大于上位机（计量管理计算机）设定的距离参数值，上位机无上磅显示，当敞车完全上磅时，两个激光测距传感器测得距离数值大于上位机设定的8距离参数值，上位机有上磅显示。如下图所示。激光测距传感器参数：型号:INSIGHT‐60测量范围为0.05-60m。典型精度为±1.5mm。供电电压12VDC至24VDC。0.000-60m对应4-20mA输出可选择RS232或RS485或RS422通讯接口协议。使用环境温度<40℃防水航空插头：①②电源，DC12V至DC24

7、V/5W，①为+极，②为GND。③RXD（接PC机TXD）或485（A）或422（T+）④TXD（接PC机RXD）或485（B）或422（T-）⑤GND（接PC机GND）⑥4-20mA正端或422（R+）⑦4-20mA负端或422（R-）激光测距传感器数量由于敞车的车厢长度和敞车的车型有关，一般煤炭运输敞车换长在1.2—1.3不等。如果单向行车可选用3个传感器，前1个后2个；如果是双向行车则选用4个传感器，轨道衡两端成对使用。上位机判别参数确定：8上位机通过RS232或RS485和激光测距传感器连接，激光测距传感器工作与否由上位机

8、发出的连续测量命令“C”,传感器将连续向上位机发送距离数据。下面将逐一确定在什么条件下发出连续测量命令，如何利用距离数据判别敞车是否上磅。当车辆上磅秤重时，轨道衡器将不再是零显示，而是小于或等于敞车的毛重，我们选择敞车最小自重（11.7吨）的三分之