一种动态轨道衡高速数据采集装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据采集系统技术领域，具体地说是一种动态轨道衡高速数据采集的方法。
【背景技术】
[0002]在称重领域，动态轨道衡一般由称重传感器、称重台面、数据采集仪和计算机系统组成。
[0003]数据采集仪作为动态轨道衡的一个重要组成部分，完成称重信号的放大、滤波、模数转换及高速输出，它的采样速度快慢、精度高低、抗干扰性的好坏，直接决定动态轨道衡的计量性能。数据采集仪完成数据的转换后要与计算机通讯，由计算机完成数据的采集、处理，出具计量结果。
[0004]衡器生产厂家的数据采集仪一般由嵌入式系统组成，都是自己的专有产品，不同厂家之间的产品不能通用，价格较高，质量不甚可靠，出现故障只能整体更换，对于用户来讲，使用成本较高。数据采集仪与计算机间一般采用并口卡或串口通讯的方式，特别是采用并口方式，需在计算内安装ISA接口卡，而普通计算机已没有ISA插槽，这样就只能采用工业控制计算机，成本较高。
[0005]随着技术的高速发展，一些国际知名公司开发了称重模块，这些称重模块集成在PLC系统，一般当作静态衡器仪表来使用，直接计算并显示计量结果；现有技术中，还没有将称重模块用于动态轨道衡计量，作为高速数据转换装置使用的情况。
[0006]申请号为201520393283.0的专利文献，公开了一种地镑，其所述地镑的支架为矩形，申请号为201310416472.0的专利文献，公开了一种地镑，其所述的地镑的支架为“回”字形结构，这两种支架虽然都比较稳定，但是都存在资源浪费的问题。
【发明内容】
[0007]为了解决动态数据采集装置成本高、质量低、需配套使用，称重装置只能测静态数据的问题，本发明提供了一种动态轨道衡高速数据采集装置，满足通用，高速，动态测量，双机计量的要求。
[0008]本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:一种动态轨道衡高速数据采集装置，其特征是，它包括设置在测量现场的测量终端设备和设置在控制室的控制装置，所述的测量终端设备包括设置在两条承重轨下方的称重台面、传感器模块和支架；所述的控制装置包括机架、电源模块、称重模块、串口通信模块、CPU模块和计量模块；
[0009]所述的称重台面由弹性金属材料制作而成，设置在两条承重轨的下方位置；
[0010]所述的支架为四组开口向下的倒“E”字形的结构，四组支架等间距并排设置在称重台面的下方；
[0011]所述的传感器模块设置在称重台面与支架之间，传感器模块包括第一称重传感器组和第二称重传感器组，所述的第一称重传感器组和第二称重传感器组分别沿轨道方向先后设置；
[0012]所述的机架上设有背部总线，所述的电源模块、称重模块、串口通信模块和CPU模块从左向右依次设置在机架上；
[0013]所述的电源模块通过电缆接入设置在机架的背部总线，为控制装置提供24V直流电压；
[0014]所述的称重模块包括第一称重模块和第二称重模块，分别通过设置在机架上的背部总线与第一称重传感器组和第二称重传感器组信号连接；
[0015]所述的计量模块包括第一计量计算机和第二计量计算机；
[0016]所述的串口通信模块通过接入设置在机架上的背部总线与CPU模块信号连接，并通过RS232串行通讯接口与第一计量计算机信号连接；
[0017]所述的CPU模块通过接入设置在机架上的背部总线分别与第一称重模块和第二称重模块信号连接，并通过RS485自由接口与第二计量计算机信号连接。
[0018]进一步的，所述的称重台面、传感器模块和支架设置在承重轨下方的一个地下空腔内。
[0019]进一步的，所述的称重模块采用分辨率为1600万、测量率为1ms的称重模块，称重模块对接收到的传感器组测量数据进行模数转换后发送给CPU模块。
[0020]进一步的，所述的CPU模块接收到称重模块发来的数据后，通过自带的RS485自由接口主动发送给第二计量计算机，或者通过串口通信模块的RS232串口通信接口主动发送给第一计量计算机。
[0021]—种基于PLC程序的动态轨道衡数据采集方法，其特征是，采用权利要求1至4任一项所述的动态轨道衡高速数据采集装置进行数据采集，所述CPU模块采用PLC控制器，所述数据采集方法包括以下步骤:
[0022]a、PLC程序启动，获取称重模块检测到的数据；
[0023]b、判断1ms计时器是否已到；如果1ms计时器已到，执行步骤c操作；否则，执行步骤e操作；
[0024]C、记录本次扫描的次数M，再次获取称重模块检测到的数据；
[0025]d、CPU模块整理测量数据，并将整理好的测量数据发送给计量模块；
[0026]e、判断扫描次数是否达到计数M的一半；如果达到计数M的一半，则存储一次称重模块检测到的数据后继续执行步骤b操作，否则直接执行步骤b操作；
[0027]进一步的，所述将整理好的测量数据发送给计量模块的过程具体为，CPU模块将整理好的测量数据通过CPU模块的RS485自由接口发送给第二计量计算机，或者同时通过串口通信模块的RS232接口发送给第一计量计算机。
[0028]进一步的，所述的CPU模块每1ms向计量模块发送一次整理好的测量数据，每次发送的一组数据为11个字节。
[0029]—种动态轨道衡称量方法，其特征是，采用权利要求1至4任一项所述的动态轨道衡高速数据采集装置进行动态轨道衡称量，所述计量模块安装有称量程序，所述称量方法包括以下步骤:
[0030]I)称量程序启动，进行初始化处理；
[0031]2)通过计量计算机的串口通信接口进行数据的接收；
[0032]3)判断车辆是否上衡；如果车辆已经上衡，执行步骤4)操作；否则继续等着车辆上横，重新执行步骤3)操作；
[0033]4)实时保存所获取的数据；
[0034]5)判断车辆是否下衡；如果车辆已经下衡，执行步骤6)操作；否则等到车辆下衡，重新执行步骤5)操作；
[0035]6)对获取的所有数据进行全模拟判车分析处理，并出具称量的结果。
[0036]进一步的，所述的第一计量计算机和第二计量计算机均安装有称量程序，第一计量计算机和第二计量计算机同时运行称量程序进行称量工作。
[0037]进一步的，所述判断车辆是否上衡的过程为:当传感器组获得的数据首次出现大幅度升高时，表示车辆开始上衡；所述判断车辆是否下衡的过程为:当传感器组获得的数据出现大幅度升高后，开始下降，当数据下降到一个平稳的数值时，表示车辆下衡完毕。
[0038]本发明的有益效果是:
[0039]1、本发明采用串口通信模块进行通讯，解决了需要在计算机内安装ISA接口卡，必须使用工业计算机的问题，降低了对计算机的装配要求，大大减少了成本。
[0040]2、本发明在动态轨道衡的计量中，称重模块不直接作为衡器仪表使用，计算并显示计量结果，而是作为称重信号转换装置使用，打破了称重模块一般当作静态衡器仪表来使用的惯例，可以准确的测量动态数值。
[0041]3、本发明采用的串口通信模块设有RS232串行通讯接口，CPU模块读取的数据可通过RS232串行通讯接口主动发送至第一计量计算机，