一种基于双台面鱼雷罐车动态轨道衡的复合计量方法与流程

本发明涉及动态称重技术领域，尤其涉及一种基于双台面鱼雷罐车动态轨道衡的复合计量方法。

背景技术：

鱼雷罐车是钢铁企业的大型铁水运输设备,具有热损失小,保温时间长,节约能源等优点。鱼雷罐车动态轨道衡是对行进中的鱼雷罐车进行动态称量的计量设备，由机械台面、称重传感器、数据采集仪和计算机组成。动态轨道衡从台面组合形式上分为单台面、双台面和多台面，从计量方式上分为轴计量、转向架计量和整车计量。考虑到鱼雷罐车较长、铁水晃动等因素，这类轨道衡一般采用双台面、整车计量方式。计算机实时采集两台面称重信号，形成动态过衡曲线，对曲线进行分析，找出鱼雷罐车的前后两个转向架正好全部在秤台上的时间段，此时罐车重量就等于两台面承重之和(这个过程简称判车)。

鱼雷罐车动态轨道衡在钢铁企业铁水的在线动态计量过程中发挥了重要作用，提高了计量效率。但在使用过程中，暴露出两个不足。一是它有两个台面，每个台面若干只传感器，由于采用整车计量方式，所以当某个台面或某只传感器出现故障时整个衡器就要停运，铁水就必须绕行至其它衡器进行计量，影响物流顺畅程度，降低了计量效率和衡器利用率。二是由于计量吨位较大，当仅有一只传感器性能不佳时，不易被及时发现，易造成计量失准。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于双台面鱼雷罐车动态轨道衡的复合计量方法，它解决鱼雷罐车动态轨道衡一个台面出故障整台衡器无法运行、衡器利用率低及故障不易发现的问题，提高衡器利用率，及时检验衡器运行状态，提前发现故障，保障运行。

为了实现上述目的，本发明采用的方案是：

一种基于双台面鱼雷罐车动态轨道衡的复合计量方法，包括步骤：

S1、双台面计量时，一次正常动态称重过程计算出三个质量数值：仅应用左称重台面的数据计算鱼雷罐车的质量为M1，仅应用右称重台面的数据计算鱼雷罐车的质量为M2，应用左称重台面与右称重台面的数据计算鱼雷罐车的质量为M3；其中，M3为计量输出结果，M1与M2为判断衡器状态的辅助结果；

S2、当时，判定其中一个称重台面出现故障，将计量切换为单台面计量模式，其中M为鱼雷罐车标准质量；

S3、单台面计量模式下，只应用一个台面进行计量，另一台面进行故障排查，只利用左称重台面计量时，计量结果为M1；只利用右称重台面计量时，计量结果为M2。

所述步骤S1包括：

S11，实时采集左称重台面与右称重台面的称重数据；

S12，鱼雷罐车上衡的判断：如果左称重台面或右称重台面的称重数据连续5s大于门限值，则可判定鱼雷罐车从相应台面上衡；

S13，鱼雷罐车上衡后，实时采集并保存左称重台面与右称重台面的称重数据，并依据左称重台面的称重数据生成左计量波形，依据右称重台面的称重数据生成右计量波形；

S14，鱼雷罐车下衡的判断：若两个称重台面的数据在设定的时间段内，均小于门限值，则判定鱼雷罐车下衡；

S15，鱼雷罐车下衡后，根据左计量波形与右计量波形所记录的数据分别查找两个计量波形各自的有效计量段，其中左计量波形的两个有效计量段分别标记为“前左”与“后左”；右计量波形的两个有效计量段分别标记为“前右”与“后右”；其中“前左”代表鱼雷罐车的前转向架在左称重台面，“后左”代表鱼雷罐车的后转向架在左称重台面，“前右”代表鱼雷罐车的前转向架在右称重台面，“后右”代表鱼雷罐车的后转向架在右称重台面。

当鱼雷罐车空载时，M取值为280-320吨；当鱼雷罐车满载时，M取值为550-620吨。

所述步骤S1中的质量M1＝“前左”+“后左”。

所述步骤S1中的质量M2＝“前右”+“后右”。

所述步骤S1中的质量M3为位于同一时间段内的左计量波形的有效计量段与右计量波形的有效计量段的和：鱼雷罐车自左称重台面上衡时，M3＝“前右”+“后左”；鱼雷罐车自右称重台面上衡时，M3＝“前左”+“后右”。

所述步骤S15中的有效计量段采用“最大值+外拓置零”的方法进行查找。

所述S13中的左计量波形与右计量波形能够实现离线分析与计算。

本发明的有益效果有：如果某一只传感器或某一个台面有异常，可以随时切换为完全单台面计量模式，只用一个台面计量，另一个台面检修，计量不中断，提高衡器利用率。单台面计量虽然不是常规计量方式，但做为备用应急手段，它可以保障物流的顺畅，提高衡器利用率和计量效率，方便检修和故障处理。

本发明的另一个改进是，具有离线分析和计算功能，可根据运行过程保存的数据计量波形，进行离线展示分析，形象化展示判车过程和结果，并能离线计算，利于分析问题，判断故障。

附图说明

图1是本发明的鱼雷罐车动态轨道衡的示意图；

图2是左计量波形与右计量波形的示意图。

其中，1鱼雷罐车；2前转向架；3后转向架；4左称重台面；5右称重台面。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，左称重台面4与右称重台面5构成双台面鱼雷罐车动态轨道衡，鱼雷罐车1通过双台面鱼雷罐车动态轨道衡，完成称重过程。左称重台面4与右称重台面5上均设有传感器，传感器受到车的重力影响输出模拟电信号，经过采集仪的放大和转换，变为数字信号，从而生成称重数据。

一种基于双台面鱼雷罐车动态轨道衡的复合计量方法，其特征在于，包括步骤：

S1、双台面计量时，一次正常动态称重过程计算出三个质量数值：仅应用左称重台面的数据计算鱼雷罐车的质量为M1，仅应用右称重台面的数据计算鱼雷罐车的质量为M2，综合应用左称重台面与右称重台面的数据计算鱼雷罐车的质量为M3；其中，M3为计量输出结果，M1与M2为判断衡器状态的辅助结果；

S2、当时，判定其中一个称重台面出现故障，将计量切换为单台面计量模式，其中M为鱼雷罐车标准质量；

S3、单台面计量模式下，只应用一个台面进行计量，另一台面进行故障排查。只利用左称重台面计量时，计量结果为M1；只利用右称重台面计量时，计量结果为M2。

所述步骤S1包括：

S11，实时采集左称重台面与右称重台面的称重数据；

S12，鱼雷罐车上衡的判断：如果左称重台面或右称重台面的称重数据连续5s大于门限值，则可判定鱼雷罐车从相应台面上衡；

S13，鱼雷罐车上衡后，实时采集并保存左称重台面与右称重台面的称重数据，并依据左称重台面的称重数据生成左计量波形，依据右称重台面的称重数据生成右计量波形；

如图2所示，自左向右通过衡器时两个台面的受力变化图(浅色代表左称重台面即左计量波形，深色代表右称重台面即右计量波形)，对数据变化图进行分析、判车、出具计量结果。由于机车一般牵引一节或两节鱼雷罐车，节数较少，通行时间较短，所以采取车辆下衡后再判车计算的方式。

S14，鱼雷罐车下衡的判断：若两个称重台面的数据在设定的时间段内，均小于门限值，则判定鱼雷罐车下衡；

鱼雷罐车下衡后，根据左计量波形与右计量波形所记录的数据分别查找两个计量波形各自的有效计量段，其中左计量波形的两个有效计量段分别标记为“前左”与“后左”；右计量波形的两个有效计量段分别标记为“前右”与“后右”。有效计量段采用“最大值+外拓置零”的方法进行查找。

首先根据台面受力值的突然变化判断车辆是否上衡以及从哪个方向上衡，然后对每个台面均采用“最大值+外拓置零法”进行分析判断，即查找计量波形中的最大值，找到一个最大值后，记录下来，然后由这个最大值往左右扩展一定范围置零，再循环执行上述过程，直至找到所有这个台面受力的相对最大值，然后由查到的最大值左右拓展一个范围确定一个有效的计量段，即图2中的前左、前右、后左、后右四个有效的计量段。“前左”和“后左”分别表示鱼雷罐车的前转向架2和后转向架3在左称重台面上的计量段；“前右”和“后右”分别表示鱼雷罐车的前转向架2和后转向架3在右称重台面上的计量段。找齐有效计量段后依据不同的计量方式组合计算。

所述步骤S1中的质量M3为位于同一时间段内的左计量波形的有效计量段与右计量波形的有效计量段的和。

双台面计量原理：图2中所示“前右”和“后左”的计量段，表示这个时间段，鱼雷罐车的前转向架在右称重台面，后转向架在左称重台面，整个车完全在衡器上，鱼雷罐车的重量就等于“前右”段的平均值加上“后左”段的平均值，这是双台面整车计量方式。双台面整车计量的精度高，但也有缺点，就是整台衡器依靠两个台面和多只传感器，当检修某一只传感器或某一个台面时，衡器就不能正常使用，铁水必须绕行至其它衡器进行计量，一定程度上影响物流顺畅程度和计量效率。

所述步骤S1中的质量M1＝“前左”+“后左”。

所述步骤S1中的质量M2＝“前右”+“后右”。

所述步骤S1中的质量M3为位于同一时间段内的左计量波形的有效计量段与右计量波形的有效计量段的和，即：

M3＝“前右”+“后左”(自左台面上衡)或

M3＝“前左”+“后右”(自右台面上衡)。

单台面计量原理：由于这样的一台衡器有两个独立台面，只用一个台面采用转向架方式也可计量。以图2为例，当只用左称重台面计量时，车的重量＝“前左”+“后左”，只用右称重台面计量时重量＝“前右”+“后右”。虽然铁水在罐内会有一定的晃动，但运输鱼雷罐的列车速度一般在5km/h左右，速度较慢，采用单台面转向架计量的结果与正常计量的误差在±0.5％以内，可做为备用计量手段。单台面计量方式下，一台衡器就相当于两台单台面衡器，提高了衡器的计量能力。

本专利兼容双台面计量和单台面计量，采用复合计量模式。正常情况下，一次计量过程同时采用双台面计量、左称重台面单台面计量、右称重台面单台面计量3种模式，双台面计量的结果作为正式结果，左右称重台面计量的结果做为参考，写入日志。正常情况下，左称重台面单台面计量和右称重台面单台面计量的结果差距很小，但如果一个台面有故障，这个差距就变得较大，一次计量过程结束，系统自动计算左右称重台面的计量结果差值，差值过大则进行报警，提醒计量人员及时检查处理。差值报警功能在实际应用中非常有价值，因为这类衡器计量吨位一般在600～800吨，一只传感器性能不佳，往往不易察觉，但通过左右称重台面的对比就能及时发现。

本专利还包含异常情况下的单台面计量，如果某一只传感器或某一个台面有异常，可以随时切换为完全单台面计量模式，只用一个台面计量，另一个台面检修，计量不中断，提高衡器利用率。单台面计量虽然不是常规计量方式，但做为备用应急手段，它可以保障物流的顺畅，提高衡器利用率和计量效率，方便检修和故障处理。专利对双台面计量和单台面计量分别进行实物校准，生成不同的计量参数，更提高了单台面计量的准确度。

左计量波形与右计量波形能够实现离线分析与计算。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。