HHB02
2-zeilige selbsttätige Straßenfahrzeugwaage
Verwendung
Die HHB02 wurde in Österreich für Zwecke der Verkehrsüberwachung und der Kontrolle von Kraftfahrzeugen zugelassen.
Typen von Kraftfahrzeugen
Die HHB02 ist für folgende Typen von Kraftfahrzeugen zugelassen:
- Es ist nur zulässig, zweispurige Kraftfahrzeuge zu verwiegen
- Mindestlast pro Achse entsprechend der Mindestlast der einzelnen Wägemodule: 500 kg
- Anzahl der Achsen: Aufgrund der Funktionsweise der HHB02 besteht prinzipiell keine Beschränkung der Anzahl der Achsen. Eine Beschränkung ergibt sich jedoch aus der maximalen Länge des Fahrzeugs und dem Mindestabstand zwischen zwei benachbarten Achsen.
- Minimaler Abstand der Achsen: 0,9 m
- Maximale Gesamtlänge: Aufgrund der Bauart und Funktionsweise der HHB02 ergibt sich theoretisch keine Beschränkung der maximalen Gesamtlänge
- Maximale Spur-Breite: Die maximale Spurbreite beträgt 2,60 m. Durch die seitlichen Zwangsführungen wird sichergestellt, dass das Fahrzeug vollständig über die Waagenbrücke geführt wird.
Wägezonen / Zu- und Abfahrtsbereich
Die Wägezone besteht aus der inneren- und äußeren Wägezone mit Zu- und Abfahrtsbereich sowie der Wägebrücke bestehend aus zwei Wägemodulen.
Insgesamt beträgt der Zu- und Abfahrtsbereich vor und hinter der Waagenbrücke jeweils mindestens 18 m, wobei die inneren Wägezone jeweils mindestens 3 m vor und mindestens 3 m hinter der Waagenbrücke aus einem durchgehend armierten Betonfundament besteht.
Das Fundament verfügt über Reinigungs- und Entwässerungsschächte und im Bereich der äußeren Wägezone über einen frostsicher gegründeten Unterbau.
Über seitliche Fahrspurbegrenzer wird gewährleistet, dass das zu messende Fahrzeug immer vollständig über alle Wiegemodule geführt wird.
Im Zufahrtsbereich aufgestellte Schilder weisen den Fahrer auf den einzuhaltenden Geschwindigkeitsbereich hin.
Im Bereich der äußeren Wägezone erfolgt die Fahrzeugführung über deutlich sichtbare Bodenmarkierungen von min. 5 cm Breite.
Diese für Österreich spezifischen Vorgaben können für die jeweiligen Länder den nationalen Bestimmungen entsprechend adaptiert werden.
Technische Daten
| Wiegeplatten 2 Stück | 12 km/h |
| Wiegeplatten 4 Stück | 16 km/h |
| Wiegeplatten 6 Stück | 20 km/h |
| Eichzulassung | OE18/w010 |
| Genauigkeitsklasse Gesamtgewicht | 2 (+/-1%) |
| Durchfahrtsgeschwindigkeit | 2 bis 20 km/h |
| Mindestlast Gesamtmasse | 2.500 kg |
| Höchstlast Gesamtmasse | 50.000 kg |
| Teilung Gesamtmasse | 50 kg |
| Genauigkeit Achslast | D (+/-2%) |
| Teilungswert Achslast dynamisch | 50 kg |
| Teilungswert Achslast statisch | 20 kg |
| Genauigkeitsklasse statisch | III |
| Maximale Achslast | 20.000 kg |
| Minimale Achslast | 500 kg |
Systembeschreibung
Es handelt sich um eine selbsttätige, elektromechanische Straßenfahrzeugwaage (SSFW) mit elektronischer Auswertevorrichtung der Bauart HHB02.
Im Detail besteht die HHB02 aus einer Waagenbrücke mit zwei Wägemodulen mit Wägezellen, Zu- und Abfahrtsbereich (bestehend aus innerer- und äußerer Wägezone), zwei Auswertevorrichtungen mit Anzeige- und Bedieneinheit, einem eichfähigen Drucker und/oder Datenspeicher.
Eine der beiden Auswertevorrichtungen ermittelt zusätzlich aus den einzelnen Achslasten die Gesamtmasse. Die ermittelten Gewichte der einzelnen Achsen können angezeigt werden.
Zur Bedienung von einem zweiten Bedienplatz aus kann ein weiteres Wägeterminal an die Master Auswerteeinheit angeschlossen werden, das die Anzeige und Bedienung der Master Auswerteeinheit 1:1 spiegelt und als Fernbedieneinheit verwendet werden kann.
Im statischen Betrieb ermittelte Achslasten werden als solche gekennzeichnet. Ferner ist die eigentliche Waage als Kontrollwaage zur Ermittlung der Prüflasten konzipiert (Funktionsverwendung als nichtselbsttätige Waage). In diesem Fall wird lediglich das Master-Auswertegerät mit einem angeschlossenen Wägemodul verwendet.
Abbildung
HHB02 Darstellung mit offener Seitenwand
Wägemodule
Die Wägebrücke besteht aus zwei Wägemodulen.
Jedes Wägemodul besteht dabei aus einer Wägeplatte und vier Wägezellen, die einer Standard Krafteinleitung gem. WELMEC 2.4 /2001 entsprechen.
Jedes Wägemodul ist an jeweils eine dedizierte Auswerteeinheit (Slave-Auswerteeinheit) angeschlossen, die während der Überfahrt die einzelnen Achsgewichte ermittelt. Auf einer dritten Auswerteeinheit (Master- Auswerteeinheit) werden aus den einzelnen Achsgewichten die Gesamtmasse sowie die eichfähigen Achsgewichte ermittelt. In dieser Variante bestehen die beiden Slave-Auswerteeinheiten aus sogenannten „Blackboxen“ ohne eigenes Display und Tastatur. Die Master-Auswerteeinheit besteht bei dieser Variante aus einem Terminal mit Display und Tastatur jedoch ohne eigene AD-Wandlung.
In einer zweiten Variante übernimmt eine der beiden Slave-Auswerteeinheiten zusätzlich die Funktionen der Master-Auswerteeinheit.
In diesem Fall besteht die reine Slave-Auswerteeinheit aus einer Blackbox und die kombinierte Slave-/Masterauswerteeinheit aus einem vollwertigen Terminal inklusive Display und Tastatur.
In beiden Varianten kann jeweils optional ein weiteres Terminal mit Display und Tastatur als Fernbedieneinheit angeschlossen werden, mit dem die Funktionen der Master-Auswerteeinheit 1:1 gespiegelt werden und von dem aus die Waage fernbedient werden kann.
Elektronischer und logischer (softwaretechnischer) Aufbau
Elektronisch wird die HHB02 je nach Variante von zwei oder drei Auswertegeräten gesteuert.
Aus logischer Sicht besteht die HHB02 aus zwei Softwarekomponenten:
- Slave-Komponente,
und - Master-Komponente.
Die Slave-Komponente existiert auf jeweils einem der Auswertegeräte genau einmal. Die Aufgabe der Slave- Komponente ist die Erfassung der Gewichtsdaten im Roh-Format, Filterung und Skalierung bis hin zur Ermittlung der einzelnen Achslasten.
Die Master-Komponente existiert genau einmal auf der Master-Auswerteeinheit und kann dabei einzeln oder zusammen mit einer der beiden Slave-Komponenten installiert werden. Nach erfolgter Überfahrt werden die Ergebnisse der beiden Slave-Komponenten zur Master-Komponente geschickt und von dieser weiterverarbeitet. Erst die Master-Komponente ermittelt aus den einzelnen Achslasten der Slave- Komponenten den eichfähigen Gewichtswert der Gesamtmasse sowie der einzelnen Achslasten.
Aus logischer Sicht kann die HHB02 (die Softwarekomponenten) folgendermaßen dargestellt werden:
Die Koordination des Wägeablaufs, die Auswertung der Ergebnisse von Master- und Slave Auswerteeinrichtung sowie die Berechnung und Anzeige des Gesamtgewichts erfolgt auf der Master-Auswerteeinheit
Die Auswerteeinheiten bestehen aus:
- Anzeige und
- Folientastatur
Es besteht die Möglichkeit, einen PC mit der Master-Auswerteeinheit zu verbinden und damit die Gewichtswerte abzurufen und weiterzuverarbeiten. Der Abruf der Gewichtswerte erfolgt dabei über eine rückwirkungsfreie Schnittstelle ohne Einfluss auf den Wägeablauf. Die Ermittlung und Anzeige des Gesamtgewichts sowie der Achslasten erfolgt ausschließlich in der Master-Auswerteeinrichtung.
Die Master-Auswerteeinheit besteht aus einem Terminal und ist ausgestattet mit zwei Analog-/Digital Wandlern zum Anschluss von DMS Wägezellen.
Ein weiteres Auswertegerät samt Display und Tastatur kann optional als Zweitanzeige / Fernbedieneinheit an der Master-Auswerteeinheit angeschlossen werden. Die Anzeige und Bedienung wird dabei 1:1 gespiegelt widergegeben.
Folgende nicht-eichpflichtigen Zusatzeinrichtungen können am Gerät angeschlossen werden:
- PC,
- Kamera,
- Drucker,
- Fernanzeige,
- Ampel,
- Lichtschranken
- Induktionsschleifen
- Kennzeichenerkennung,
- Faseroptische Sensoren (FOS).
Software-Konfiguration
Zwei verschiedene Treiber stellen die korrekte Funktion der HHB02 sicher: Der HHB02-Master und der HHB02-Slave.
Zur Funktion des HHB02-Master Treibers gehören:
- Berechnung und Anzeige/Ausgabe des Gesamtgewichtes,
- Berechnung und Anzeige/Ausgabe der eichfähigen einzelnen Achslasten,
- Überprüfung der zulässigen Randbedingungen (Geschwindigkeit, Min/Max Lasten, Messdauer),
- Kommunikation mit übergeordneten Systemen,
- Ablaufsteuerung über Start/Stopp Signale.
Zur Funktion des HHB02-Slaves gehören:
- Ermittlung von Teil-Achslasten.
Die Wägung erfolgt dynamisch im vollautomatischen Betrieb ohne Eingriff des Bedienpersonals.
Hierbei fährt das Fahrzeug über beide Wiegemodule der Wägebrücke, die Gewichte der einzelnen Achsen werden automatisch erfasst, das Gesamtgewicht des Fahrzeugs berechnet und anschließend werden die Daten im Alibi-Speicher abgelegt im Display angezeigt und zur Weiterverarbeitung bereitgehalten.
Die Krafteinleitung erfolgt direkt in die Dehnungsmessstreifenwägezellen (siehe Detailansicht Lagerung Wägemodul).
Die Dehnungsmessstreifenwägezellen werden von den Auswerteeinheiten mit getakteter Gleichspannung gespeist. Das von den Dehnungsmessstreifenwägezellen gelieferte analoge Messsignal wird verstärkt, nach dem Delta-Sigma-Verfahren in digitale Werte umgewandelt und von der CPU bis zum fertigen Wägewert aufbereitet.
Die Auswertegeräte (Master und Slave) ermitteln dabei unabhängig voneinander in ihren jeweiligen Slave-Komponenten die Achslastgewichte. Die Ermittlung der eichfähigen Achslastgewichte sowie des Gesamtgewichts erfolgt dabei in der Masterkomponente auf der Masterauswerteeinheit.
Die folgende Abbildung zeigt den Signalweg einer HHB02 bestehend aus den zwei Wägemodulen mit Wägezellen über die zugehörigen Master- und Slavekomponenten.
Abbildung
Signalweg Master- und Slaveauswertegerät
Gewichtsermittlung
Die Waagenbrücke der HHB02 besteht aus 2 Wägemodulen. Eines der beiden Wägemodule ist dabei an die Slave-Auswerteeinheit angeschlossen, während die andere an der Master-Auswerteeinheit angeschlossen ist. Die Ermittlung des Gesamtgewichts erfolgt in folgenden Schritten:
- Befindet sich die Waage im Bereitschaftsmodus (d.h. es findet zur Zeit keine Wägung statt und die Waage wartet auf das Start-Signal), so überwachen die Slave-Komponenten auf der Master- sowie Slaveauswerteeinheit kontinuierlich den Nullpunkt auf Einhaltung der Grenzen und stellen die jeweils angeschlossenen Wägemodule kontinuierlich auf Null, sofern das Mess-Signal sich für den Zeitraum Minimum Zero Time innerhalb eines Bereichs von Auto Zero Range befunden hat.
- Nähert sich ein Fahrzeug der Waagenbrücke so wird durch einen Startsensor ein Signal ausgelöst und von der Master-Komponente im Master-Auswertegerät registriert. Das Start-Signal kann dabei entweder von einem externen Sensor (Lichtschranke, Induktionsschleife, etc.) ausgelöst oder manuell vom Benutzer über die Bedienoberfläche des Masterauswertegerätes gesteuert werden.
- Das Fahrzeug bewegt sich mit seinen Achsen über die beiden Wägemodule und erzeugt dabei auf jedem der Module pro Achse einen Signalverlauf.
- Beide Slavekomponenten zeichnen dabei die aktuellen Gewichtswerte mit der Aktualisierungsrate Dynamic Update Rate der ADM auf
- Wenn das Fahrzeug vom Stopp-Sensor am Ende der äußeren Wägezone erfasst wird, so wird dies von der Master-Komponente im Master-Auswertegerät registriert. Alternativ kann die Messung auch über die Bedienoberfläche am Masterauswertegerät durch den Benutzer gestoppt werden.
- Beide Slave-Komponenten ermitteln aus den gespeicherten Signalverläufen pro erfasster Achse die Geschwindigkeit und Werte für die Achslastgewichte. Die Slavekomponenten senden ihre Ergebnisse an die Master-Komponente im Masterauswertegerät.
In der Masterkomponente im Master-Auswertegerät werden diese Daten verarbeitet und folgende Werte ermittelt:
A. Achsgewicht (eichfähig),
B. Gesamtgewicht (eichfähig).
C. Mittlere Geschwindigkeit während der Überfahrt (nicht eichfähig),
Wie im Wägeablauf beschrieben ermitteln die Slave-Komponenten auf den beiden Auswertegeräten die jeweiligen Achslasten aus den von jeweils von den Wägezellen erfassten Signalen.
Die so ermittelten Achslasten werden von den beiden Slave-Komponenten an die Master-Komponente gesendet und dort weiterverarbeitet. Die Master-Komponente ermittelt dabei die eichfähigen Ergebnisse zur Gesamtmasse sowie den einzelnen Achslasten.
Richtlinienkonformer Datenspeicher
Der richtlinienkonforme Datenspeicher zur Sicherung der eichfähigen Gewichtswerte befindet sich ausschließlich auf dem USB-Stick. Im internen Speicher der Master-Auswerteeinheit befinden sich keinerlei Daten des richtlinienkonformen Datenspeichers.
Die Einträge des richtlinienkonformen Datenspeichers werden auf dem angeschlossenen USB Stick gespeichert. Für jeden Tag wird dabei jeweils eine neue Datei angelegt. Alle Dateien zusammen sind dabei in einem Ordner abgelegt, der nach der MAC-Adresse des Master-Auswertegeräts benannt ist.
Pro Messung wird in der jeweils für den aktuellen Tag aktiven Datei eine Zeile geschrieben. Der Schreib-Zugriff auf den USB-Stick ist dabei „blocking“. Dies bedeutet, dass alle Daten zunächst vollständig auf den USB-Stick geschrieben worden sein müssen, bevor die Daten zur weitere Verarbeitung bereit stehen und eine neue Messung gestartet werden kann.
Genauigkeitsklassen
Gesamtmasse
Die HHB02 ist nach /1/ (Amtsblatt für das Eichwesen Nr.3/2006 idgF), Tabelle 1 und /2/ (OIML R 134), 2.1.1 in die folgende Genauigkeitsklasse eingeteilt worden:
Für die Ermittlung der Gesamtmasse: 2
Achslast
Die HHB02 istl nach /2/ (OIML R 134), 2.1.2 in die folgende Genauigkeitsklasse eingeteilt worden:
Für die Ermittlung der Achslasten: D
Zusammenhang zwischen den Genauigkeitsklassen
Der Zusammenhang zwischen den Genauigkeitsklassen für die Ermittlung der Gesamtmasse sowie der Achslasten entspricht der Tabelle 1 nach /2/ (OIML R 134)
Fehlergrenzen - In-Fahrt-Ermittlung / dynamische Wägung
Gesamtmasse
Die Fehlergrenzen für die In-Fahrt-Ermittlung der Gesamtmasse entsprechen dem (Amtsblatt für das Eichwesen Nr.3/2006 idgF), 5.1 und den Richtlinien /2/ (OIML R134).
Genauigkeitsklasse 2
Eichfehlergrenze in Prozent der Fahrzeugmasse ± 1,0 %
Achslasten
Die Fehlergrenzen für die In-Fahrt-Ermittlung der Achslasten entsprechen dem (Amtsblatt für das Eichwesen Nr.3/2006 idgF), 5.1 und den Richtlinien /2/ (OIML R134)
Statische Wägung
Der maximal zulässige Fehler beim statischen Wiegen entspricht den Richtlinien /2/, OIML R 134,
TEILUNGSWERT, d
Entsprechend /1/ (Amtsblatt für das Eichwesen Nr.3/2006 idgF), 6.1 und /2/ (OIML R134), 2.3 weisen alle dynamischen Einrichtungen der HHB02 denselben Teilungswert d auf.
Für den Zusammenhang zwischen der Genauigkeitsklasse, dem Teilungswert d und der maximalen Fahrzeugmasse gilt Tabelle 15 (nach /1/ (Amtsblatt für das Eichwesen Nr.3/2006 idgF), 6.2 und /2/ (OIML R134)
BETRIEBSGESCHWINDIGKEIT
Die HHB02 arbeitet in einem Geschwindigkeitsbereich von 2km/h bis 20km/h.
Wurde ein Gewicht bei einer Geschwindigkeit außerhalb dieses Bereichs ermittelt, so wird dieses weder angezeigt noch gedruckt.
Alle Geschwindigkeiten werden zur Anzeige/Druck auf das nächste volle 1 km/h mathematisch gerundet.
Intern arbeitet die HHB02 jedoch immer mit den nicht gerundeten Werten, z.B. bei der Überprüfung auf Über-/Unterschreitung der Maximal-/Minimalgeschwindigkeit.