一種動態軌道衡高速數據采集裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及數據采集系統技術領域，具體地說是一種動態軌道衡高速數據采集的方法。
【背景技術】
[0002]在稱重領域，動態軌道衡一般由稱重傳感器、稱重臺面、數據采集儀和計算機系統組成。
[0003]數據采集儀作為動態軌道衡的一個重要組成部分，完成稱重信號的放大、濾波、模數轉換及高速輸出，它的采樣速度快慢、精度高低、抗干擾性的好壞，直接決定動態軌道衡的計量性能。數據采集儀完成數據的轉換后要與計算機通訊，由計算機完成數據的采集、處理，出具計量結果。
[0004]衡器生產廠家的數據采集儀一般由嵌入式系統組成，都是自己的專有產品，不同廠家之間的產品不能通用，價格較高，質量不甚可靠，出現故障只能整體更換，對于用戶來講，使用成本較高。數據采集儀與計算機間一般采用并口卡或串口通訊的方式，特別是采用并口方式，需在計算內安裝ISA接口卡，而普通計算機已沒有ISA插槽，這樣就只能采用工業控制計算機，成本較高。
[0005]隨著技術的高速發展，一些國際知名公司開發了稱重模塊，這些稱重模塊集成在PLC系統，一般當作靜態衡器儀表來使用，直接計算并顯示計量結果；現有技術中，還沒有將稱重模塊用于動態軌道衡計量，作為高速數據轉換裝置使用的情況。
[0006]申請號為201520393283.0的專利文獻，公開了一種地鎊，其所述地鎊的支架為矩形，申請號為201310416472.0的專利文獻，公開了一種地鎊，其所述的地鎊的支架為“回”字形結構，這兩種支架雖然都比較穩定，但是都存在資源浪費的問題。
【發明內容】
[0007]為了解決動態數據采集裝置成本高、質量低、需配套使用，稱重裝置只能測靜態數據的問題，本發明提供了一種動態軌道衡高速數據采集裝置，滿足通用，高速，動態測量，雙機計量的要求。
[0008]本發明解決其技術問題所采取的技術方案是:一種動態軌道衡高速數據采集裝置，其特征是，它包括設置在測量現場的測量終端設備和設置在控制室的控制裝置，所述的測量終端設備包括設置在兩條承重軌下方的稱重臺面、傳感器模塊和支架；所述的控制裝置包括機架、電源模塊、稱重模塊、串口通信模塊、CPU模塊和計量模塊；
[0009]所述的稱重臺面由彈性金屬材料制作而成，設置在兩條承重軌的下方位置；
[0010]所述的支架為四組開口向下的倒“E”字形的結構，四組支架等間距并排設置在稱重臺面的下方；
[0011]所述的傳感器模塊設置在稱重臺面與支架之間，傳感器模塊包括第一稱重傳感器組和第二稱重傳感器組，所述的第一稱重傳感器組和第二稱重傳感器組分別沿軌道方向先后設置；
[0012]所述的機架上設有背部總線，所述的電源模塊、稱重模塊、串口通信模塊和CPU模塊從左向右依次設置在機架上；
[0013]所述的電源模塊通過電纜接入設置在機架的背部總線，為控制裝置提供24V直流電壓；
[0014]所述的稱重模塊包括第一稱重模塊和第二稱重模塊，分別通過設置在機架上的背部總線與第一稱重傳感器組和第二稱重傳感器組信號連接；
[0015]所述的計量模塊包括第一計量計算機和第二計量計算機；
[0016]所述的串口通信模塊通過接入設置在機架上的背部總線與CPU模塊信號連接，并通過RS232串行通訊接口與第一計量計算機信號連接；
[0017]所述的CPU模塊通過接入設置在機架上的背部總線分別與第一稱重模塊和第二稱重模塊信號連接，并通過RS485自由接口與第二計量計算機信號連接。
[0018]進一步的，所述的稱重臺面、傳感器模塊和支架設置在承重軌下方的一個地下空腔內。
[0019]進一步的，所述的稱重模塊采用分辨率為1600萬、測量率為1ms的稱重模塊，稱重模塊對接收到的傳感器組測量數據進行模數轉換后發送給CPU模塊。
[0020]進一步的，所述的CPU模塊接收到稱重模塊發來的數據后，通過自帶的RS485自由接口主動發送給第二計量計算機，或者通過串口通信模塊的RS232串口通信接口主動發送給第一計量計算機。
[0021]—種基于PLC程序的動態軌道衡數據采集方法，其特征是，采用權利要求1至4任一項所述的動態軌道衡高速數據采集裝置進行數據采集，所述CPU模塊采用PLC控制器，所述數據采集方法包括以下步驟:
[0022]a、PLC程序啟動，獲取稱重模塊檢測到的數據；
[0023]b、判斷1ms計時器是否已到；如果1ms計時器已到，執行步驟c操作；否則，執行步驟e操作；
[0024]C、記錄本次掃描的次數M，再次獲取稱重模塊檢測到的數據；
[0025]d、CPU模塊整理測量數據，并將整理好的測量數據發送給計量模塊；
[0026]e、判斷掃描次數是否達到計數M的一半；如果達到計數M的一半，則存儲一次稱重模塊檢測到的數據后繼續執行步驟b操作，否則直接執行步驟b操作；
[0027]進一步的，所述將整理好的測量數據發送給計量模塊的過程具體為，CPU模塊將整理好的測量數據通過CPU模塊的RS485自由接口發送給第二計量計算機，或者同時通過串口通信模塊的RS232接口發送給第一計量計算機。
[0028]進一步的，所述的CPU模塊每1ms向計量模塊發送一次整理好的測量數據，每次發送的一組數據為11個字節。
[0029]—種動態軌道衡稱量方法，其特征是，采用權利要求1至4任一項所述的動態軌道衡高速數據采集裝置進行動態軌道衡稱量，所述計量模塊安裝有稱量程序，所述稱量方法包括以下步驟:
[0030]I)稱量程序啟動，進行初始化處理；
[0031]2)通過計量計算機的串口通信接口進行數據的接收；
[0032]3)判斷車輛是否上衡；如果車輛已經上衡，執行步驟4)操作；否則繼續等著車輛上橫，重新執行步驟3)操作；
[0033]4)實時保存所獲取的數據；
[0034]5)判斷車輛是否下衡；如果車輛已經下衡，執行步驟6)操作；否則等到車輛下衡，重新執行步驟5)操作；
[0035]6)對獲取的所有數據進行全模擬判車分析處理，并出具稱量的結果。
[0036]進一步的，所述的第一計量計算機和第二計量計算機均安裝有稱量程序，第一計量計算機和第二計量計算機同時運行稱量程序進行稱量工作。
[0037]進一步的，所述判斷車輛是否上衡的過程為:當傳感器組獲得的數據首次出現大幅度升高時，表示車輛開始上衡；所述判斷車輛是否下衡的過程為:當傳感器組獲得的數據出現大幅度升高后，開始下降，當數據下降到一個平穩的數值時，表示車輛下衡完畢。
[0038]本發明的有益效果是:
[0039]1、本發明采用串口通信模塊進行通訊，解決了需要在計算機內安裝ISA接口卡，必須使用工業計算機的問題，降低了對計算機的裝配要求，大大減少了成本。
[0040]2、本發明在動態軌道衡的計量中，稱重模塊不直接作為衡器儀表使用，計算并顯示計量結果，而是作為稱重信號轉換裝置使用，打破了稱重模塊一般當作靜態衡器儀表來使用的慣例，可以準確的測量動態數值。
[0041]3、本發明采用的串口通信模塊設有RS232串行通訊接口，CPU模塊讀取的數據可通過RS232串行通訊接口主動發送至第一計量計算機，