【正文】 式的特點(diǎn)如下： MPI 通訊協(xié)議是西門子專為 S7300 CN 系列 PLC 開發(fā)的通訊協(xié)議。S7200CPU224xp 和 226CPU、每個(gè) S7300/400 CPU 都集成了 MPI 通信協(xié)議 ,MPI的物理層是 RS485。 6)恢復(fù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) :恢復(fù)再現(xiàn)動(dòng)態(tài)的稱重過(guò)程和結(jié)果 。 14 單位查詢 :僅能查詢單位名稱而不能編輯； 15)統(tǒng)計(jì)報(bào)表 :形成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表及計(jì)量憑證和原始記錄的打印 。 6)射頻控制 用于給車號(hào)識(shí)別系統(tǒng)發(fā)送開始識(shí)別信號(hào)。車數(shù)。 2)地面讀出裝置 (讀 /寫器 ) 主要由室外的車輪傳感器、地面天線和室內(nèi)的 RF 射頻裝置、讀出主機(jī)、電源防雷、通信及信號(hào)防雷等部分構(gòu)成。經(jīng)確認(rèn)需要回皮的則對(duì)其重新進(jìn)行皮重計(jì)量。自動(dòng)車號(hào)識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)提取動(dòng)態(tài)軌道衡的計(jì)量數(shù)據(jù)，即軌道衡的計(jì)量數(shù)據(jù)與車號(hào)自動(dòng)對(duì)位，自動(dòng)生成生產(chǎn)要求的報(bào)表，可以進(jìn)行匯總、查詢、打印、統(tǒng)計(jì)等。列車通過(guò)自動(dòng)軌道衡時(shí)，一對(duì)對(duì)車輪不斷進(jìn)入，離開秤臺(tái)時(shí)，重量信號(hào)也隨著連續(xù)發(fā)生變化。這一過(guò)程需在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中開辟一個(gè)計(jì)數(shù)單元，并將重量信號(hào)分段整理，然后進(jìn)行是否是同一貨車轉(zhuǎn)向架兩對(duì)輪的判別等。 2)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間接收同一個(gè)重量信號(hào)，可能原因是機(jī)車停在臺(tái)面不動(dòng)造成。 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 圖 動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)程序架構(gòu)圖 動(dòng)態(tài)軌道衡的車型判別 動(dòng)態(tài)電子軌道衡的核心是車型判別，即一對(duì)列車在經(jīng)過(guò)計(jì)量站時(shí)動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)怎樣判斷車頭與車皮以及每節(jié)車皮對(duì)應(yīng)的前后兩組轉(zhuǎn)向架，從而測(cè)量出該節(jié)車的重量。這就增加了系統(tǒng)硬件的復(fù)雜程度，降低了系統(tǒng)的可靠性。為了克服這一不利因素，我們采用了車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了車號(hào)的自動(dòng)記錄。動(dòng)態(tài)軌道衡采用動(dòng)態(tài)軌道衡稱重系統(tǒng)與鐵路車號(hào)識(shí)別本系統(tǒng)緊密結(jié)合。在技術(shù)上徹底杜絕了計(jì)量員為了謀取個(gè)人私利篡改計(jì)量數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，為企業(yè)減少了不必要的損失。 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 結(jié)論 計(jì)量精度與系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是衡量稱重系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。無(wú)論采用那一種開關(guān)，它們的故障率均比較高。而選擇車型判別的方法是通過(guò)考察它們的數(shù)學(xué)模型以確定最適合的方法。 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 圖 動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)軟件流程圖 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 圖 讀取車號(hào)程序流程圖 圖 為稱重系統(tǒng)讀取 AEI 捕獲的車號(hào)程序流程圖，車號(hào)作為程序的輸入部分，動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)可以通過(guò)讀取 RS232 接口的數(shù)據(jù)來(lái)獲取射頻天線所接收到的數(shù)據(jù)。如果 yes 則程序記錄脈沖沿 (即軸數(shù) )，利用車速與每個(gè)軸通過(guò)臺(tái)面的時(shí)間計(jì)算出相應(yīng)的軸距，每節(jié)車輛通過(guò)秤臺(tái)所得到的三個(gè)軸距與預(yù)先存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的貨車轉(zhuǎn)向架特征軸距相比較，能滿足者為貨車轉(zhuǎn)向架，不能滿足者為非貨車。 在此波形判別車型法中計(jì)算機(jī)需要進(jìn)行如下操作 : 1)軸距測(cè)定 為了判定通過(guò)自動(dòng)軌道衡的車輛各個(gè)軸距是否與貨車的特征軸相吻合，必須對(duì)這些軸進(jìn)行測(cè)量。管理部門通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行即時(shí)監(jiān)控，也可以對(duì)過(guò)去以特定時(shí)間的稱重情況進(jìn)行查詢或打印，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。如 :C62 的額定自重為 噸，大修后重的有 噸，輕的有 噸。 3)車站控制與車號(hào)處理設(shè)備 車站控制與車號(hào)處理設(shè)備安裝在有關(guān)車站，完成 AEI 采集數(shù)據(jù)的處理，并向 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 運(yùn)輸部鐵路車輛貨物實(shí)時(shí)跟蹤管理系統(tǒng)和運(yùn)輸部調(diào)度中心 (車號(hào)查詢中心 )等處轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。在統(tǒng)計(jì)報(bào)表之前，其統(tǒng)計(jì)的時(shí)間周期內(nèi)必須保證每天都經(jīng)過(guò)當(dāng)日數(shù)據(jù)結(jié)算。 8)選擇發(fā)送 將歷史過(guò)衡數(shù)據(jù)選擇發(fā)送的數(shù)據(jù)服務(wù)器中。若零點(diǎn)碼值超出設(shè)定的范圍，則提示“零點(diǎn)故障”。 8)輸入?yún)?shù) :輸入品名、收發(fā)單位等計(jì)量參數(shù) 。同時(shí)連接的通信對(duì)象的個(gè)數(shù)與 CPU 的 型號(hào)有關(guān)。 波特率為 、 。本系統(tǒng)采用串口通訊的方式與西門子 PLC 建立聯(lián)系。 Wincc 提供的開放界面用于用戶解決方案，人而使得將 WINCC 集成入復(fù)雜廣泛的自動(dòng)控制解決方案成為可能。 考慮以上因素，用于動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)時(shí)，一般設(shè)計(jì)選用傳感器工作在額定負(fù)荷55%60%左右，這樣即留有保險(xiǎn)余量，又確保其使用精度。 稱重傳感器的選用 稱重傳感器的選用首光要考慮使用場(chǎng)合的實(shí)際需要，在測(cè)力精度和主要技術(shù)性能方面也必須滿足實(shí)際需要。C 適用于特殊的環(huán)境允許短時(shí) 冷 凝以及短時(shí)機(jī)械負(fù)載的增加 。用文件塊的形式管理系列的編程語(yǔ)言是。 一145 個(gè)開關(guān)量輸入 。在整個(gè)運(yùn)行期間， PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。另外，為了提高操作性能，它還有多種人機(jī)對(duì)話的接口模塊 。電壓或電流 。尤其是 PLC 把專用的數(shù)據(jù)高速公路 (HIGHWAY)改成通用的網(wǎng)絡(luò)，并逐步將 PLC之間的通信規(guī)約靠攏，使得 PLC 有條件和其它各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)集成，以組成大型的控制系統(tǒng)，這使得 PLC 系統(tǒng)具備了 DCS 的形態(tài)，使得 PLC 的應(yīng)用拓展到連續(xù)過(guò)程控制領(lǐng)域 ，基于 PLC的 DCS系統(tǒng)目前在國(guó)內(nèi)外都得到了廣泛的應(yīng)用。 關(guān)于 PLC的綜述 可編程序控制器是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。 稱重通道的采樣速度快慢、模擬量轉(zhuǎn)換精度高低、供橋電源穩(wěn)定性、抗干擾性能的好壞，都影響動(dòng)態(tài)軌道衡的計(jì)量性能、計(jì)量速度等。在接線盒內(nèi)合并為一路模擬信號(hào)進(jìn)入 A/D 轉(zhuǎn)換單元。跳躍的輸出表示車廂的第一根軸重，隨著時(shí)間的推移，車廂的第二根軸也移至稱重臺(tái)面上稱重，稱重臺(tái)面的輸出值會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)跳躍，這個(gè)跳躍和第一個(gè)跳躍的幅值之和代表了這個(gè)轉(zhuǎn)向架的重量，在第一根軸走下稱重臺(tái)面之前，稱重臺(tái)面輸出應(yīng)保持不變，隨著兩根軸相繼離開稱重臺(tái)面稱重，稱重臺(tái)面的輸出會(huì)出現(xiàn)兩次方向相反地跳躍，見圖 中波形所示：輸出幅度最大的部分（即為轉(zhuǎn)向架的兩根軸都在稱重臺(tái)面上時(shí)的輸出）代表了整個(gè)轉(zhuǎn)向架的重量。最后明確本課題所要完成的主要研究任務(wù) 。這就是本課題研究的目的。 對(duì)于應(yīng)用動(dòng)態(tài)軌道稱重系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，從綜合指數(shù)考慮，瑞典 ABB 公司處于世界領(lǐng)先地位。隨著首鋼生產(chǎn)能力的不斷提升，利用軌道衡 進(jìn)行鋼鐵冶煉的原燃料、出廠物資計(jì)量呈大幅度增長(zhǎng)趨勢(shì)。 課題的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 課題的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 對(duì)于動(dòng)態(tài)電子衡器的研究，近幾年國(guó)內(nèi)也有一定的發(fā)展。因此靜態(tài)電子衡器的數(shù)學(xué)運(yùn)算模型為代數(shù)方程。 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 1 緒論 衡器的發(fā)展史 稱量鐵路貨車載重的 衡器 。 現(xiàn)在我國(guó)各部門正在使用的陸地交通稱重系統(tǒng)大部分還是老式的機(jī)械衡器，只有少部分使用了靜態(tài)電子衡器。 關(guān)鍵詞 :傳感器 。直到上世紀(jì) 70 年代，技術(shù)上逐步成熟的動(dòng)態(tài)電子衡器的發(fā)展，它有效的解決了快速性、準(zhǔn)確性一衡器技術(shù)的兩個(gè)最重要的性能指標(biāo)難以統(tǒng)一的問(wèn)題。用軟件方法判別火車車型克服了硬件判別法故障率高的弱點(diǎn)。Wincc 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 Abstract In today39。動(dòng)態(tài)軌道衡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠提高測(cè)量的準(zhǔn)確性、快速性以及應(yīng)用企業(yè)信息化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守動(dòng)態(tài)軌道衡。蘇州儀表元件廠最早研發(fā)制造，當(dāng)年高速通道硬件和控制軟件處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，新世紀(jì)多名機(jī)械設(shè)計(jì)人員經(jīng)過(guò)多年改進(jìn)，機(jī)械秤體技術(shù)也處于領(lǐng)先水平，精度高、穩(wěn)定性能好、免維護(hù)周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。動(dòng)態(tài)電子衡器所利用的基本原理是動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)電子衡的主要廠家有：北京 YAMATO 公司；廣東順德華普電子衡器有限公司；河北唐山匯中威頓儀表有限公司；湖南湘潭五菱電子衡器公司；浙江杭州東方電子衡器有限公司等。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)有很多公司有能力生產(chǎn)動(dòng)態(tài)電子衡，產(chǎn)品種類繁多，涉及各行各業(yè)的稱重問(wèn)題。因此當(dāng)他們用于列車稱重系統(tǒng)時(shí)，對(duì)工作環(huán)境的要求很高，有很多限制，而且輸出穩(wěn)定性極差。 (2) 現(xiàn)在我國(guó)各部門正在使用的陸地交通稱重系統(tǒng)大部分還是老式機(jī)械衡 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 器，只有少部分是八十年代末和九十年代初安裝的靜態(tài)電子衡器。這種軌道衡按其稱量方式可分為軸稱量軌道衡、轉(zhuǎn)向架稱量軌道衡以及整車稱量軌道衡三種，圖 所示一節(jié) 4軸貨車，它在軸稱量中稱 4次，在轉(zhuǎn)向架稱量中稱 2 次，然后自動(dòng)相加、指示或打印出整節(jié)貨車的重量；而在整車計(jì)量中只稱一次，相比之下其準(zhǔn)確度最高，常用于稱量 液態(tài)罐車和較貴重的固態(tài)物料。 稱重臺(tái)面的尺寸設(shè)計(jì) 軌道衡稱重臺(tái)面設(shè)計(jì)主要研究臺(tái)面尺寸的確定工作，軌道衡的臺(tái)面設(shè)計(jì)取決于軌道衡的稱量方式和被稱量的貨車車型。 PLC 通過(guò)總線將信息上傳工控機(jī)， IPC 將所有信號(hào)處理后通過(guò) CRT 顯示，并自動(dòng)打印該列車的重量、牽引方式、列 車節(jié)數(shù)、總重量等信息。 濾波電路 動(dòng)態(tài)電子軌道衡的應(yīng)用環(huán)境一般比較惡劣，存在多種干擾源，因此必須進(jìn)行信號(hào)濾波，為提高抗干擾性，削弱現(xiàn)場(chǎng)高次諧波或高頻干擾和噪聲，在硬件方面我們選用二階有源低通濾波器使二級(jí)放大兼有放大和對(duì) 20Hz 以上干擾信號(hào)的濾 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 波作用。 總之，可編程控制器也是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。 (4)采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。有相應(yīng)的 1/0 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如 :按鈕 。 PLC 的各個(gè)部件，包括 CPU，電源， 1/0 等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。 。這些邏輯功能不僅可以取代，而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)諸如中間繼電器、時(shí)間繼電器等硬件邏輯所能達(dá)到的功能，從而為 PLC 在可靠性和便利性上形成特色奠定了基礎(chǔ)。其模塊化、無(wú)排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、和易于實(shí)現(xiàn)分布，易于用戶掌握等特點(diǎn)使得 S7300 成為各種從小規(guī)模到中等性能要求控制任務(wù)的方便又經(jīng)濟(jì)的方案。這樣的程序組織明確，這樣 PLC 的程序組織明確，結(jié)構(gòu)清晰，易于修改。當(dāng)環(huán)境溫度低于 55 176。 傳感器精度的選擇 傳感器的精度包括額定載荷、靈敏度、非線性、重復(fù)性、滯后性等主要技術(shù)參數(shù)。 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 4 稱重系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)思想 本系統(tǒng)的軟件選擇 組態(tài)軟件 Wincc 在系統(tǒng)中的具體應(yīng)用 動(dòng)態(tài)軌道衡稱重系統(tǒng)是一個(gè)需要實(shí)施上位機(jī)監(jiān)控的系統(tǒng)。注意在用圖形編輯器設(shè)計(jì)各界面之前，先要在控制中心的“變量管理”中定義所需變量的名稱和數(shù)據(jù)類型。 西門子公司 S7300CN 系列 PLC內(nèi)部集成的 PPI接口為 PLC 提供了強(qiáng)大的通訊功能。 MPI 通訊網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)令牌傳遞網(wǎng)，在不加中繼器的情況下，最多可以由 31 個(gè) S7300 CN 系列 PLC， TD200， OP/TP 面板或上位機(jī)（插 MPI 卡）為站點(diǎn)，構(gòu)成 MPI 網(wǎng)。 3)動(dòng)態(tài)稱重 :是通常的系統(tǒng)運(yùn)行方式，除非在確認(rèn)無(wú)列車稱 f 的情況下， 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 可以進(jìn)行其它的工作如輸入?yún)?shù)等 。 11)發(fā)送數(shù)據(jù) :按照定義的網(wǎng)絡(luò)路徑發(fā)送數(shù)據(jù) 。 3)打印 當(dāng)未設(shè)置自動(dòng)打印時(shí)，稱重結(jié)束后，可通過(guò)這個(gè)按鈕手動(dòng)打印記錄區(qū)中的稱重記錄 4)清屏 C 稱重結(jié)束后，可手動(dòng)清除記錄區(qū)中的稱重記錄，若未清除，在下次稱重前由系統(tǒng)自動(dòng)清除。 2顯示記錄區(qū) 顯示稱重記錄的重量、速度及可能的超速標(biāo)記、狀態(tài)標(biāo)記。 XC 型自動(dòng)設(shè)備識(shí)別系統(tǒng)采用了微波反射技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)，克服了采用攝像、聲表面波、條形碼等技術(shù)抗干擾能力差、識(shí)別精度低、環(huán)境適應(yīng)能力差等缺點(diǎn)，代替人工抄寫車號(hào)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備身份編碼的自動(dòng)、準(zhǔn)確識(shí)別，為鐵路運(yùn)輸貨車跟蹤系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的車次、車號(hào)等實(shí)時(shí)基礎(chǔ)信息。 6)運(yùn)輸部調(diào)度中心 (車號(hào)查詢中心 ) 對(duì)首鋼廠內(nèi)鐵路車輛進(jìn)行查詢監(jiān)控，及時(shí)掌握鐵路車輛使用及裝卸情況，壓縮廠內(nèi)鐵路局車輛保有量和停留時(shí)間，提高車輛周轉(zhuǎn)率，降低運(yùn)輸成本。一般來(lái)講，首鋼的鐵路貨源相對(duì)固定 ，車輛均由車輛段安排調(diào)配車皮計(jì)劃，雖然從短期看車輛是變動(dòng)的，但從長(zhǎng)期看車輛是現(xiàn)對(duì)固定的。 車輛判別方法 車輛判別方法分為波形判別法、開關(guān)判別法。 C值通常按最輕空車一個(gè)軸重對(duì)應(yīng)重量信號(hào)的 80%來(lái)確定。是車頭要進(jìn)行除去車頭重量的計(jì)算，不是則進(jìn)行圖 中轉(zhuǎn)向架的判別，符合特征則計(jì)算重量，速度。同時(shí)稱重系統(tǒng)開始檢測(cè) 232 口是否有數(shù)據(jù)，如果 RS232 口有數(shù)據(jù)出現(xiàn)則將車號(hào)錄入存儲(chǔ)。 信號(hào)是通過(guò)接近開關(guān)輸出的，每通過(guò)一根軸，發(fā)出一個(gè)信號(hào)開關(guān)判別車型法即車型判別的開關(guān)量信號(hào)通道。有了這些計(jì)量數(shù)據(jù)我們的動(dòng)態(tài)計(jì)量功能就基本實(shí)現(xiàn)了。從而保證了系統(tǒng)的可靠