Як впровадити ваги для транспортних засобів

В епоху сучасної індустріалізації (Індустрія 4.0) та Інтернету речей (IoT) електромеханічні й гібридні ваги оснащуються цифровими тензометричними датчиками ваги та обладнанням, що дають змогу значною мірою автоматизувати процес зважування.

Ефективне та економічно вигідне зважування великогабаритних об’єктів

В епоху сучасної індустріалізації (Індустрія 4.0) та Інтернету речей (IoT) електромеханічні й гібридні ваги оснащуються цифровими тензометричними датчиками ваги, ваговим терміналом із цифровою індикацією маси та підказками для оператора, а також різноманітними інтерфейсами для підключення принтерів, комутаційних контактів, промислових шин, мереж, додаткових дисплеїв та іншого обладнання. Усе це дає змогу значною мірою автоматизувати процес зважування.

Ваговий термінал WTX110 можна поєднувати з будь-яким аналоговим датчиком ваги або цифровим датчиком з інтерфейсом RS485, створюючи цифровий вимірювальний ланцюг без втрат. Кольоровий TFT-дисплей спрощує введення ваг у роботу безпосередньо на місці встановлення.

Інтерфейс Ethernet дає змогу підключити термінал WTX до мережі та здійснювати дистанційне налаштування параметрів, візуалізацію й керування за допомогою програмного забезпечення HBM PanelX.

Для експлуатації ваг потрібне програмне забезпечення для зважування, яке керує всім процесом — аж до підготовки рахунків.

Типи ваг

Автомобільні ваги зазвичай є неавтоматичними, тобто потребують участі оператора. Автоматичні вагові прилади (AWI) виконують зважування, включно з розміщенням і видаленням вантажу, повністю автономно, сприяючи автоматизації промислового виробництва. Однак такі ваги потребують спеціального допуску та підпадають під дію Європейської директиви 2014/32/EC.

У Німеччині ваги для вимірювання осьового навантаження не допускаються до використання в торговельних розрахунках, тому їх застосовують лише для контрольного зважування. Для зважування більшості транспортних засобів використовують автомобільні ваги, на платформі яких автомобіль розміщується повністю. Вони можуть встановлюватися на рівні землі або над її поверхнею.

Історія автомобільних ваг

Історія автомобільних ваг пов’язана з індустріалізацією та спричиненим нею зростанням товарообігу й обсягів перевезення важких вантажів. Навіть у XVIII столітті вантажі ще розміщували на вагах вручну. Через це їхня маса не могла перевищувати 500 кг — масу типового вантажного контейнера того часу.

Із середини XX століття механічні ваги поступово витісняються електронними та гібридними. Датчики ваги на основі тензорезисторів набувають дедалі більшого поширення, а із середини 1990-х років фактично становлять технічну основу автомобільних ваг.

Автомобільні ваги можуть встановлюватися в приямку або над поверхнею землі. Ваги надземного встановлення легко регулювати, а доступ до них для очищення та технічного обслуговування є зручнішим. Водночас вони більш схильні до пошкоджень, ніж ваги, встановлені на рівні землі. Останні також допускають проїзд під кутом, тому їх зазвичай обирають для тривалої експлуатації на території підприємств.

Автомобільні ваги виготовляють із залізобетону або сталі. Щоб запобігти похибкам вимірювання, перед введенням ваг в експлуатацію необхідно виконати компенсацію впливу нецентрального навантаження. Для цього еталонні гирі розміщують у всіх точках зважування платформи та проводять оцінку відповідності. Крім того, навантаження поступово збільшують до максимально допустимого. Це мінімізує похибки, спричинені однобічним навантаженням під час подальшої експлуатації.

Використання автомобільних ваг

Існують різні способи керування автомобільними вагами. Спочатку транспортний засіб заїжджає на платформу. Потім водій може самостійно розпочати зважування через операторський термінал або шафу керування.

Для прив’язки зважування до замовлення та запобігання несанкціонованим маніпуляціям доступні різні способи ідентифікації, наприклад за допомогою мобільного пристрою або штрихкоду. Додатково реєструється номерний знак транспортного засобу та прив’язується до замовлення, а його положення контролюється за допомогою камер і/або датчиків.

Сучасні системи також дають змогу дистанційно керувати вагами, наприклад з офісної будівлі, використовуючи великі дисплеї та зашифрований обмін даними.

Методи вимірювання

У сучасних автомобільних вагах масу вимірюють за допомогою датчиків ваги, зокрема RTN або C16i від HBK. Для використання в торговельних розрахунках ці аналогові або цифрові датчики мають відповідати певним основним вимогам і встановлюватися згідно з чинними європейськими настановами WELMEC 2.4.

Найчастіше використовують тензометричні датчики ваги. Під дією навантаження пружний елемент датчика деформується, спричиняючи зміну електричного опору встановлених на ньому тензорезисторів. Відповідний сигнал передається до електронного пристрою, наприклад вагового термінала, де обробляється та відображається на дисплеї як значення маси.

Сьогодні широко застосовують цифрові датчики ваги, у яких перетворення сигналу в цифрову форму відбувається безпосередньо всередині датчика. Для цього в нього вбудовують компактну плату підсилювача, після чого корпус герметизують. Підсилювач перетворює аналоговий сигнал тензорезисторів на цифровий, значно менш чутливий до завад. Це усуває вплив завад на вимірювальні канали та значною мірою запобігає несанкціонованим маніпуляціям із сигналом датчика.

Точність вимірювання

Автомобільні ваги, що використовуються для торговельних розрахунків, належать до ваг середнього класу точності та мають відповідати класу III, визначеному німецьким Положенням про вимірювання та повірку. Точність характеризується відносною роздільною здатністю — відношенням максимального навантаження (Max) до найменшого розрізнюваного значення маси, тобто повірочної ціни поділки e (= d).

Класи точності ваг

Границі допустимих похибок повірених ваг установлені рекомендацією OIML R76 Міжнародної організації законодавчої метрології та включені до Директиви 2014/31/EU.

Точність вимірювання також залежить від умов навколишнього середовища, правильної експлуатації та технічного обслуговування ваг. Точні й міцні датчики ваги із захистом від перевантаження та компенсацією впливу нецентрального навантаження знижують ризик неточних вимірювань. У системах із цифровими датчиками цю компенсацію можна зручно налаштувати за допомогою вбудованих дисплея та клавіатури вагового термінала WTX110-D.

Увесь процес зважування відбувається повністю в цифровому форматі: від цифрових датчиків ваги через цифрові з’єднувальні коробки до цифрового вагового термінала. Звідти зашифровані дані передаються до інших пристроїв через корпоративну мережу або інтернет. Це прискорює процеси, підвищує їхню надійність і знижує витрати.

Повірка автомобільних ваг

Для використання в торговельних розрахунках ваги підлягають обов’язковій повірці, яка забезпечує точність результатів вимірювання та захист споживачів. Ця вимога поширюється на більшість автомобільних ваг. Лише окремі галузі не підпадають під національні вимоги щодо зважування для торговельних розрахунків. У таких випадках діють інші нормативні вимоги, наприклад Конвенція SOLAS для судноплавних компаній.

Виробники ваг мають провести оцінку відповідності або первинну повірку, щоб підготувати ваги до повірки компетентним органом метрологічного контролю. Крім того, з 2015 року в Німеччині оператори підприємств зобов’язані реєструвати нові та відновлені засоби вимірювальної техніки у відповідному органі протягом шести тижнів після введення ваг в експлуатацію.

У Німеччині строк дії оцінки відповідності становить три роки, а в інших країнах він може бути коротшим. Після завершення цього строку для подальшої законної експлуатації ваг необхідно провести повторну повірку.

Більше, ніж окремі компоненти: комплексні рішення для зважування

Окрім зважування безпосередньо на місці встановлення ваг, дедалі більшим попитом користуються мобільні та автоматизовані рішення. Вони охоплюють як керування й візуалізацію на сучасних пристроях, зокрема планшетах і смартфонах, так і вебрішення, що дають змогу отримувати доступ до вагових терміналів та контролювати їхню роботу з будь-якої точки світу.

Це можливо завдяки зашифрованій передачі даних через HTTPS і збереженню даних про зважування у внутрішній пам’яті термінала WTX110. Для встановлення обміну даними створюється вебсертифікат, який також має бути на пристрої, що приймає дані.

Інформація про зважування може одночасно відображатися на дисплеї WTX110, у застосунку Weighing technology та в програмному забезпеченні HBM PanelX, де її також можна використовувати для подальшої роботи.