Системы взвешивания грузов непосредственно на машине

С вопросами контроля веса груза, его распределения по осям, осевых нагрузок и проверки фактов погрузки/разгрузки сталкивается большинство владельцев грузового транспорта. Когда нет возможности взвесить груз всегда есть вероятность существенного отклонения реального веса груза от заявленного.

Существуют три основных вида систем определения нагрузок транспортного средства по осям:

платформенные весы (стационарные);

подкладные весы (переносные);

бортовые системы (устанавливаемые на машину).

Стационарные и переносные весы дают хорошие результаты, но их применение возможно далеко не всегда. Принцип действия бортовых систем взвешивания основан на использовании данных от специализированных датчиков, фиксирующих изменения в подвеске транспортного средства. Бортовые системы благодаря установке непосредственно в автомобиль или прицеп позволяют осуществлять оперативный контроль весовых характеристик транспорта на протяжении всего маршрута движения. В настоящее время особый интерес вызывают именно бортовые системы взвешивания, работающие совместно с автомобильными системами телематики (ГЛОНАСС-мониторинг). Модули ввода-вывода современных терминалов позволяют подключать различные штатные и дополнительные датчики, в том числе контроля расхода топлива, температуры и осевых нагрузок.

В бортовых системах взвешивания широко используются специальные датчики контроля нагрузки на ось транспортного средства, с помощью которых контролируют:

· нагрузку на оси;

· вес груза;

· время загрузки и разгрузки;

· загруженность.

Кроме того, установленные на автомобилях датчики, позволяют контролировать смещение груза в процессе транспортировки, своевременно выявлять плохо закрепленные элементы и устранять недостатки его размещения и крепления в кузове.

На транспортные средства с рессорной подвеской устанавливают датчики перемещения (рис. 1), а на те, что оборудованы пневматической подвеской — датчики давления (рис. 2)

Eurosens Difference 02 - датчик перемещения для рессорной подвески

Датчик перемещения Eurosens Difference 02 устанавливают между кузовом (грузовой платформой) автомобиля и наиболее нагруженной подрессоренной осью. Он контролирует величину нагрузки на заднюю ось при помощи специального поворотного рычага, связанного с подвеской. При загрузке автомобиля положение рычага изменяется, что приводит к изменению выходного напряжения.

Датчик давления Eurosens Difference 01

Вместо указанных датчиков можно использовать их аналоги от Wabco или Knorr-Bremse.

Датчик давления Eurosens Difference 01 размещают в трубопроводе или подушке пневмоподвески. Измеряя давление сжатого воздуха в пневмоподвеске грузового автомобиля, датчик пропорционально формирует величину напряжения на своем выходе.

Сформированное напряжение с выхода датчика (перемещения или давления) передается на терминал мониторинга, который устанавливается на транспортное средство. Информация с терминала мониторинга по сетям сотовой связи передается на сервер, где с помощью калибровочных таблиц напряжение датчиков нагрузки на ось преобразуется в значение нагрузки.

Более сложной задачей является измерение веса перевозимого груза.Основой для его вычисления служат осевые нагрузки, а также геометрические параметры транспортного средства. Также необходимо учитывать возможную смену прицепов в составе автопоезда. Для решения этой задачи ЗАО “Мехатроника” была разработана система бортового взвешивания Eurosens Difference. В настоящее время эта система выполняет следующие функции:

• контроль нагрузки, приходящейся на каждую из осей автомобиля;
• определение веса груза, перевозимого автомобилем;
• сигнализация о превышении осевой нагрузки;
• отображение определяемых параметров на дисплее водителя;
• передача значений нагрузок на оси и веса груза в систему мониторинга.

Система имеет модульную структуру как показано на рис. 3. Это вызвано необходимостью подключения различного числа датчиков нагрузки на ось в зависимости от числа осей (в том числе подъемных), конфигурации контуров пневмоподвески, конструкции подвески, наличия прицепа. Электронные блоки системы подрессоривания обмениваются между собой и терминалом сбора данных через информационную шину RS-485.

Рис. 3 – структура бортовой системы взвешивания

Применяемые датчики нагрузок имеют аналоговый выход (напряжение), поэтому они подключаются к информационной шине через контроллеры Difference-T (рис. 4).

Рис. 4. Контроллер Eurosens Difference-T

В кабине водителя устанавливается дисплей (рис. 5), который:

· получает информацию о нагрузках на оси от контроллеров Difference-T;

· определяет вес груза исходя из массо-габаритных параметров тягача или автопоезда;

· отображает нагрузку по осям и вес перевозимого груза;

· cигнализирует о превышении допустимой нагрузки на одну из осей;

· передает по интерфейсу RS485 вес груза.

Рис. 5. Дисплей Eurosens Display RS

При разработке бортовой системы взвешивания приходится учитывать различные конфигурации подъемных осей, схем пневмоподвески и прицепов (рис. 6).

Рис. 6. Окно выбора конфигурации системы взвешивания

Для настройки системы было разработано специальное программное обеспечение, которое устанавливается на ноутбук сервисного персонала. Самой сложной задачей при установке системы взвешивания является ее калибровка, поэтому программное обеспечение должно максимально упрощать данный процесс. Калибруется система взвешивания следующим образом : сначала осуществляется калибровка измерения осевых нагрузок с помощью платформенных весов. (рис. 7).

Рис. 7. Применение платформенных весов для поосного взвешивания

После этого осуществляется калибровка измерения веса груза путем погрузки (рис. 8).

Рис. 8. Окно калибровки системы взвешивания мерными грузами

Для работы системы также необходимо задать геометрические параметры автомобиля и прицепа (рис. 9).

Рис. 9. Окно задания параметров автомобиля и прицепа

Следующей задачей, требующей решения, была разработка программного модуля для обработки данных на стороне сервера. Системы облачного мониторинга транспорта предназначены для автоматизации и упрощения работы диспетчера автопарка, поэтому необходимо автоматически формировать отчеты, содержащие нужные диспетчеру данные.

Существующие программные платформы мониторинга транспорта обладают развитой логикой определения рейсов — по остановкам, геозонам и другим признакам, но вес перевозимого груза будет в отчете зафиксирован только на момент начала или окончания рейса. Это неприемлемо для бортового взвешивания, так как мы попадаем в большую зависимость от правильности значения веса груза в одной точке. При этом вес груза зависит от осевых нагрузок, которые в свою очередь зависят от уклона, дорожной неровности под колесом, деформации подвески от торможения или разгона в этот момент и других факторов.

Поэтому пришлось разработать приложение к программному комплексу, которое реализует запрашивает значения датчиков из системы мониторинга, самостоятельно распознает события погрузок и разгрузок, а также фильтрует данные осевых нагрузок с целью исключить некорректные показания.

Пример результата работы системы приведен на рис. 10.

Рис. 10. Отчет системы бортового взвешивания перевозимого груза