文/王立峰

現(xiàn)今，神華黃驊港務有限責任公司的翻車作業(yè)是連續(xù)不間斷的推動作業(yè)，動態(tài)軌道衡可以更加精準、有效的將煤炭重量予以計量。然而不可忽視的是動態(tài)稱重也有自身的劣勢，由于其是在車輛行駛計算之中進行稱重的，相應的就無法避免受到外界環(huán)境、路面不平穩(wěn)、車輛振動與翻車機作業(yè)過程中撥車機實施作業(yè)過程之中對于列車的影響，而最終出現(xiàn)干擾信號的情況，所以怎么規(guī)避這些因素，就得要加大動態(tài)稱重的精準度。衡器是稱重物體的關(guān)鍵工具，已經(jīng)有幾千年的歷史了，在世界科學技術(shù)水平逐步發(fā)展的形勢之下，衡器也得到了進一步的發(fā)展。電子衡器已經(jīng)成為了主流產(chǎn)品，已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)與民用生活之中十分關(guān)鍵的產(chǎn)品之一，但雖然是電子衡器，精準性與快速性也成為了很難同步的技術(shù)指標。所以，全動態(tài)電子衡器的開發(fā)與生產(chǎn)也在不斷的研究之中，電子動態(tài)軌道衡計量系統(tǒng)和神華黃驊港務有限責任公司管控技術(shù)平臺的高效融合已經(jīng)逐步的發(fā)展無人值守的自動化作業(yè)，這已經(jīng)逐步的發(fā)展成為該領(lǐng)域之內(nèi)的領(lǐng)先者。

1 衡器的發(fā)展史

從古至今，稱重技術(shù)的作用十分關(guān)鍵，在全世界范圍之內(nèi)最早的計量器具可以追溯到中東的埃及，在我們國家也有幾千年的歷史，在黃帝“設五量”之中，權(quán)衡則是其中之首。

在古代稱重計量的過程之中，這是影響十分繁瑣的體力勞動，在商品貿(mào)易逐步發(fā)展的形勢之下，人們也發(fā)明了架盤天平。到了17世紀則發(fā)明了不等臂臺秤，尤其是運用了1678年胡克定律之后，則發(fā)明了彈簧秤，雖精確度較差，但因為讀數(shù)的便利性，目前也在運用之中。

發(fā)展至近代，在新材料發(fā)展發(fā)明與貿(mào)易和工業(yè)發(fā)展的形勢之下，急需要實施快速計量。1921年在世界范圍之內(nèi)首次出現(xiàn)了傾斜杠桿秤，再到20世紀50年代，相對簡便化電子裝置的計量器具已經(jīng)逐步的進入到人們的視野之中，我們國家的電子衡器發(fā)展則是在20世紀70年代因為電阻應變片式而在稱重傳感器技術(shù)之上的得到了突破而起到了質(zhì)的飛躍。各類電子衡器也慢慢出現(xiàn)，且得到了國民經(jīng)濟各個部門的大范圍運用。像是轉(zhuǎn)向架計量、運輸行業(yè)的軸計量、輕紡工業(yè)的打包計量、鋼水包澆注件的稱重廠以及冶金工業(yè)的物料配備稱重等。由此可見，電子秤技術(shù)在社會之中的作用不可忽視，也逐步的受到了人們的重視。

再到20世紀末，處在信息技術(shù)革命之中，這很好的促進了電子秤的進一步發(fā)展，自動計量的快速性與精準性也愈發(fā)受到人們的重視，其勢必會成為主流趨勢。網(wǎng)絡信息技術(shù)的大范圍運用促使該類動態(tài)計量方式成為了企業(yè)管理過程之中尤為關(guān)鍵的步驟，其可以很好的協(xié)助企業(yè)進行生產(chǎn)組織與產(chǎn)品營銷的活動，在這種形勢之下，也出現(xiàn)了將自動計量、遠程監(jiān)控、數(shù)據(jù)自動打印、自動上傳作用融合在于一體的無人值守工作模式。

在工業(yè)生產(chǎn)自動化程度逐步提升的背景之下，生產(chǎn)企業(yè)對于動態(tài)電子衡的標準也得到了顯著提升，不但要提升其在線測量的速率，還得要提升精度標準。所以，工業(yè)控制計算機（ΙPC）控制的動態(tài)電子衡器的開發(fā)也十分關(guān)鍵。由于運用工業(yè)控制計算而引入到數(shù)字濾波技術(shù)，可以運用各類繁雜的數(shù)字模型的計算來實現(xiàn)，從而將其中動態(tài)干擾因素予以排除，最終輸送出來最為精準化的質(zhì)量數(shù)據(jù)信息。運用人工智能技術(shù)的方式來在線調(diào)整系統(tǒng)數(shù)據(jù)，其不但可以加大動態(tài)電氣衡器的運用范圍，且其中諸多硬件均可以運用軟件來予以替代，這樣一來不僅使得硬件電路予以簡化，還促使后期的維保工作更加方便。無人值守計量站則是在形勢之上來依照企業(yè)ERP系統(tǒng)與先進化的鐵路車號識別系統(tǒng)在該領(lǐng)域之中始終占有著絕對的優(yōu)勢。

動態(tài)軌道衡主要可以分成三類，分別是控制系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)以及結(jié)語兩者間的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，現(xiàn)今在我們國家測力和稱重技術(shù)領(lǐng)域之中，動態(tài)軌道衡技術(shù)已經(jīng)趨于成熟化，控制系統(tǒng)的微機技術(shù)也慢慢得到健全，人們也在稱重系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)與研究之上慢慢的重視起來。

2 動態(tài)軌道衡稱重誤差的分析

動態(tài)電子軌道衡的關(guān)鍵就在于判別車型之上，實質(zhì)上就是在通過計量站的時候動態(tài)稱重系統(tǒng)如何將車頭、車皮和其中每一節(jié)車皮所對應的前后兩組轉(zhuǎn)向架判斷出來，最終將該節(jié)車的重量判斷出來。判斷車型的稱重系統(tǒng)，目前判斷車型的方式主要有兩類，分別是用軟件判別與硬件判別，在這之中前者是運用讀取列車經(jīng)過計量段的之后稱重傳感器所輸出的波形文件，再利用計算機程序進行編制的一類方式；后者則是運用在計量段之內(nèi)利用接近開關(guān)計算機來讀取接近開關(guān)的情況，從而判斷出來是不是合理的計量。

通常情況之下，運用軟件評判或者是硬件評判都可以達到滿意的成效。但是針對列車稱重問題，由于現(xiàn)場工作環(huán)境復雜，硬件評判的關(guān)鍵部件臨近開關(guān)的維保較難，因此運用軟件來進行濾波，也就是選擇運用軟件車型判別方式。選擇車型評判的方式主要是分析數(shù)學模型來找到最為適宜的方式。在選擇數(shù)學模型的時候，主要是運用辨識理論、濾波理論和振動理論等力學和數(shù)學的方式理論來分析并選擇出來。在選擇與確定數(shù)學模型的時候，首先要了解稱重傳感器在受到動態(tài)變力作者用的時候輸出的確波形，隨即在頻域與時域之中，對照分析實際波形的頻域圖與時域圖，從而得到兩者之間的區(qū)別，最終再運用數(shù)學的方式來構(gòu)建數(shù)學模型。

2.1 衡體機械部分調(diào)整，變化所產(chǎn)生的誤差

對于衡體機械部分中所發(fā)生的誤差展開分析，其重要參考的是制造中常用的設計方案、加工方式、原料選取、加裝檢修和衡體內(nèi)部所爆發(fā)的盈利變化情況。在每一次檢定調(diào)試工作完成之后，誤差實則是一個定值，所以該誤差針對承重結(jié)果來進行分析，隨即可以選擇應用相應的稱重軟件來予以糾正。動態(tài)軌道衡中的衡體，實則就是在具體進行測量時候所承載被測物主要體現(xiàn)，且在動態(tài)稱重測量車輛運行的過程之中。

相應的就會導致涵蓋衡體內(nèi)應力之內(nèi)的諸多因素是變幻多端的，例如其之中的間隙、引軌爬行、鋼軌磨損、穩(wěn)固狀態(tài)、各部距離等，像是這些因素的變化不僅會影響到定值發(fā)生變化，且還會改變衡體的彈力系數(shù)，這些均可應用軟件來展開手動變更零點振蕩，這亦便是我們一般所說的“調(diào)零”，適當?shù)挠跈z衡時，要把動態(tài)軌道衡的非線性因素考量進來，軟件系統(tǒng)參照的是各個噸位實施“斜率調(diào)整”，然而因為彈力系數(shù)發(fā)生變化而出現(xiàn)誤差，最終引發(fā)測量誤差情況的發(fā)生。

2.2 電氣部分所引起的誤差

動態(tài)軌道衡設備電氣之所以會出現(xiàn)誤差，主要是因為工作壽命、工作質(zhì)量、重力傳感器、電磁干擾以及稱重軟件系統(tǒng)等等。在這之中，軟件性能優(yōu)劣十分關(guān)鍵，如今動態(tài)軌道衡所出現(xiàn)的判別車型問題，其主要因素便是軟件性能少。因為動態(tài)軌道衡的工作環(huán)境通常均是處于電化區(qū)段之內(nèi)，改由牽引電流因而產(chǎn)生的磁場和其它強磁感染因素均會造成稱重系統(tǒng)損壞，進而使傳感器-計算機正門棟的信號波形爆發(fā)波動、信號阻礙的頻譜變闊，虛假使軟件系統(tǒng)的抗干擾性變差，適當?shù)母蓴_信號旋即便會沖擊到判車，不僅會發(fā)生“丟車”情況，而且也會爆發(fā)測重波形的錯誤取值，最后造成測量結(jié)果絕不精確。不僅是如此，虛假使選取的重力傳感器的線性范圍不錯，那么工作質(zhì)量于使用期限內(nèi)不會有較大的誤差，然而長此以往，由于高頻率使用傳感器，就會導致測試出現(xiàn)誤差。

2.3 空車自重所引起的誤差

根據(jù)目前的實際操作情況來展開分析，因此車輛所承受的重量重要便是車輛總重減去車輛自身重量，不過車輛自身重量亦根據(jù)的車輛于投產(chǎn)時的數(shù)據(jù)來當作參照依據(jù)，所以，于車輛重量和標記的軸重有差別時，旋即便會組成一個和動態(tài)軌道衡測試精度有關(guān)的現(xiàn)象。

2.4 機車在過衡時變速運行所產(chǎn)生的誤差

動態(tài)軌道衡，實質(zhì)技術(shù)應用剪力傳感器和重力傳感器透過過衡車輛建構(gòu)因而成的垂直壓力與切力轉(zhuǎn)變因而來的電信號，適當?shù)囊啾銟?gòu)建了測重的一個系統(tǒng)，垂直壓力和橫向切力的大小均會影響到最終的測量結(jié)果。假設在一個相對理想化的狀態(tài)之下，機車牽引車輛勻速行駛在一個平直的動態(tài)軌道衡之上，動態(tài)軌道衡僅僅只是承受來自于車輛的重力，相應的就可以進行精準化的測量。然而在具體運用的過程之中，軌道衡衡體部分在保持垂直與水平的狀態(tài)之下可以實現(xiàn)，其音軌和其他部分想要長時間的保持在平穩(wěn)的狀態(tài)。所以，在機車于過衡作業(yè)中加力牽引或是應用剎車的時候，對軌道衡而言，會直接性的導致一個掃往切力和垂直分力，分力的大小重要受車輛長度、軌道坡度、車輛重量、牽引力和制動力等等。虛假使該分力作用的時間絕不短，旋即可應用電氣濾波或是軟件程度來克服，虛假使作用時間這么短，便會直接性的影響到最終的測量結(jié)果。

3 動態(tài)軌道衡稱重過程的自動控制

動態(tài)軌道衡稱重過程自動控制的主要職責就在于逐步的分解過衡的列車，依次識別出來煤車、機車以及被稱車輛，從而將每一個被稱車輛重量和行車速度計算出來。并通過模擬量判別的方式來分析臺面荷載信號的變化階段實施稱重控制。在控制的階段之中主要涵蓋：首先是可以精準的找到其中每一個變載階躍，依據(jù)車輛理想化的過衡狀態(tài)，針對車輛識別與列車行進狀態(tài)；其次則是要實施有效的稱重數(shù)值的采樣，將被稱車輛的重量計算出來。雙臺面動態(tài)軌道衡車輛判別方式主要運用的是“凸”形方式，并找到過衡列車的每一個轉(zhuǎn)向架，兩個轉(zhuǎn)向架構(gòu)建而成一輛四軸車，從而也就實現(xiàn)了判斷一個車輛的工作。機車的判別方式基本類似，同時也是依據(jù)機車的過衡特征來實現(xiàn)判斷。

動態(tài)軌道衡運用的是限速稱重。行車速度通常合理控制在3～ 11Km/h之間，行車速度大于11Km/h就得要實施超速報警，在3Km/h之下則要實施低速報警。在稱重的階段之中要進行行車速度的計算，并將其當做是稱重參數(shù)。行車速度是被稱車輛的一個軸通過臺面的速度，本衡所運用的是被稱車輛第3軸，那么假設被稱車輛是勻速經(jīng)過臺面的。第3軸經(jīng)過臺面的距離是臺面的長度，本衡是2.5m，經(jīng)過臺面所運用的時間可以運用第3軸經(jīng)過臺面的采集次數(shù)和采樣頻率實施相應的計算，采樣次數(shù)的測量運用的波形判斷來獲取的。

雙臺面整車計量，實質(zhì)上就是被稱車輛的前后轉(zhuǎn)向架一同放置在稱重臺面之上的時候，左右稱重臺面?zhèn)鞲衅魉鶄鬏敵鰜淼男盘柖问怯行У姆Q重數(shù)據(jù)段，其中的每一個數(shù)據(jù)值來為一轉(zhuǎn)向架的臺面振動幅、車輛振動振幅以及穩(wěn)態(tài)值(靜態(tài)重量)等等的A/D轉(zhuǎn)換碼值疊加值。

4 提高稱重精度的方法

4.1 強化稱重過程

在沒有火車經(jīng)過的時候，整個衡器處在一個等待計量的狀態(tài)。在一列火車行駛而來的時候，由于計算機判斷主要是從左邊還是右邊而來，且在彩色屏幕之上顯得的是“從右往左”或者是“從左往右”，另外也正在從“等待計量”情況轉(zhuǎn)換成為“正在計量”情況。相應的傳感器輸出和節(jié)重之間成正比的輸出信號，在通過前置放大濾波之后，因為屏蔽電纜輸送到機房實施再方法與濾波，那么經(jīng)過計算機來針對動態(tài)數(shù)據(jù)的采集、循環(huán)、儲存進行控制，進行整車或者是轉(zhuǎn)向架進行跟蹤采樣進行自動化，轉(zhuǎn)換，實施車速快慢變換，隨即可以隨時調(diào)整車重系數(shù)與動態(tài)變量，確保計量檢測的有效性。

4.2 采用消除長期累積誤差的方法

動態(tài)軌道衡在長時間運用的過程之中會出現(xiàn)累積性誤差，主要是因為傳感器長時間受力而出現(xiàn)變化。在這種形勢之下，在軟件設計的過程之中，設置了專門的補償流程，來及時的補償長時間所出現(xiàn)的累積誤差。在運用軌道衡一段時間之后，用戶可以隨時予以調(diào)整，來在最大限度之上來保障軌道衡測量精準性。

4.3 提高引路軌性能

在機械系統(tǒng)環(huán)節(jié)，主要運用的加大引路軌性能等的方式，可以減小列車自身的振動幅度，最終從根本之上來降低測量所出現(xiàn)的誤差。

5 結(jié)語

總之，目前，在工業(yè)生產(chǎn)與商業(yè)貿(mào)易逐步發(fā)展的形勢之下，人們對于動態(tài)稱重系統(tǒng)的需求也在變大。動態(tài)稱重主要是在車輛行駛階段之中自動車輛的總重或部分重量實施稱重與計算的環(huán)節(jié)，和靜態(tài)稱重對比分析得知，動態(tài)稱重不但速度快、時間短，且可以實現(xiàn)整車不摘鉤的進行連續(xù)性車中，并不會硬性到正?；慕煌?。然而動態(tài)稱重也會有缺點，由于車輛在行駛的階段之中實現(xiàn)稱重，就勢必會受到車輛振動、路面不平、環(huán)境因素的而引發(fā)的干擾信號，這嚴重的影響到了動態(tài)稱重精確性。由此可見，本文的研究也就顯得十分的有意義。