專利名稱：一種預應力自動張拉控制系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及預應力張拉領域，特別涉及一種預應力自動張拉控制系統(tǒng)及方法。
背景技術：
在實際生產(chǎn)中，預應力張拉指的是在構件中提前加力來應對鋼結構本身所受到的 荷載，所受到的載荷包括結構自身重量的荷載、活荷載、風荷載、雪荷載、地震荷載作用等。 在構件承受外荷載之前對受拉混凝土施加預壓應力，可提高構件的剛度，推遲裂縫出現(xiàn)的 時間，增加構件的耐久性。一般的預應力張拉要用到千斤頂、錨板等。目前的預應力張拉主要是以人工來進行控制，這樣難免會出現(xiàn)差錯。為了解決這 個問題，人們也提出了用一個預應力張拉系統(tǒng)來代替人工操作的方案，但這些方案都有一 些如下的缺陷1、申請?zhí)枮椤?0262315”，名稱為“智能控制預應力張拉裝置”的專利申請，以 及申請?zhí)枮椤?3111812”，名稱為“全自動預應力張拉裝置”的專利申請，還有申請?zhí)枮?“03214586”，名稱為“全自動預應力張拉裝置”的專利申請以上的三件專利申請?zhí)峁┑念A 應力張拉方案均是由單片機來控制的，只能保證張拉精度在的范圍內。另外，其采用的 單片機的A/D轉換精度有限，這都限制了上述方案的應用。2、申請?zhí)枮椤?00720140836”，名稱為“預應力鋼鉸線張拉自動控制系統(tǒng)”的專利申 請該專利申請也采用了單片機來進行控制，還采用四臺千斤頂進行預應力張拉，這樣一來 其結構就顯得復雜和不穩(wěn)定，并且成本也很高。由上可以看出，迫切需要提供一種新的預應力張拉技術方案，其采用計算機的軟 件控制，能夠全自動的完成相關預應力張拉。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種預應力自動張拉控制系統(tǒng)及方法，可以全自動的完成工 程中的預應力張拉項目。一方面，本發(fā)明提供一種預應力自動張拉控制系統(tǒng)，包括依次連接的位移傳感器、 千斤頂、電磁閥、油泵、液壓傳感器，所述位移傳感器一端連接與待張拉構件匹配的預應力 筋，另一端連接所述千斤頂?shù)幕顒佣耍銮Ы镯數(shù)挠透淄ㄟ^所述電磁閥連接所述油泵，所 述液壓傳感器設置在所述油泵上，還包括數(shù)據(jù)采集卡和與其連接的具有張拉控制單元的計 算機，所述數(shù)據(jù)采集卡分別連接所述位移傳感器、電磁閥以及液壓傳感器，所述計算機通過 張拉控制單元控制所述數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集和信號傳遞并對采集的數(shù)據(jù)進行分析和 顯不。所述計算機的張拉控制單元進一步包括設置模塊和控制模塊，所述設置模塊用以 設置所述待張拉的構件的張拉力控制值，所述控制模塊用以控制所述數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù) 采集和信號傳遞，并配合所述設置模塊的設置值對采集的數(shù)據(jù)進行分析和顯示。所述電磁閥的數(shù)量為兩個，所述千斤頂?shù)挠透淄ㄟ^油管連接所述兩個電磁閥的一端，所述兩個電磁閥的另一端連接所述油泵，所述兩個電磁閥的控制端連接所述數(shù)據(jù)采集 卡。另一方面，本發(fā)明還提供一種基于所述預應力自動張拉控制系統(tǒng)的預應力自動張 拉控制方法，包括以下步驟4. 1、將所述待張拉的構件的張拉力控制值輸入所述計算機張拉控制單元的設置 模塊并存儲；4. 2、開啟油泵驅動所述千斤頂張拉，所述計算機控制所述數(shù)據(jù)采集卡通過所述位 移傳感器和液壓傳感器采集位移和液壓數(shù)據(jù)，將所述液壓數(shù)據(jù)輸入所述千斤頂?shù)臉硕ň€性 回歸公式并輸出張拉力數(shù)據(jù)；4. 3、判斷所述步驟4. 2輸出的張拉力數(shù)據(jù)是否達到所述步驟4. 1輸入的構件張拉 力控制值，若是則轉下一步驟，若否則轉步驟4. 2并控制所述油泵加壓；4. 4、記錄此時位移傳感器采集的位移數(shù)據(jù)以及步驟4. 2輸出的張拉力數(shù)據(jù)并在 所述計算機顯示，同時向所述電磁閥發(fā)出關閉信號并停止相關操作。所述電磁閥的數(shù)量為兩個，所述千斤頂?shù)挠透淄ㄟ^油管連接所述兩個電磁閥的一 端，所述兩個電磁閥的另一端連接所述油泵，所述兩個電磁閥的控制端連接所述數(shù)據(jù)采集 卡。所述步驟4. 2中，所述計算機控制所述數(shù)據(jù)采集卡開啟所述電磁閥，所述油泵通 過電磁閥為所述千斤頂供油。所述步驟4. 3中的張拉力數(shù)據(jù)未達到所述構件張拉力控制值時，判斷采集的油壓 是否正常，若正常則轉步驟4. 2并控制所述油泵加壓，若不正常則停止所述油泵。采用本發(fā)明所述的一種預應力自動張拉控制系統(tǒng)及方法，其可以先在計算機中設 置待張拉構件的預應力控制值，然后在計算機軟件的控制下，開啟油泵并驅動千斤頂進行 張拉，同時通過數(shù)據(jù)采集卡、液壓傳感器以及位移傳感器進行數(shù)據(jù)采集，計算機將采集來的 液壓數(shù)據(jù)通過千斤頂?shù)臉硕ň€性回歸公式轉化為張拉力數(shù)據(jù)，并判斷張拉力數(shù)據(jù)是否達到 所述預應力控制值，若達到則記錄相關數(shù)據(jù)，完成預應力張拉。本發(fā)明和目前的預應力張拉 方案相比，具有計算機軟件控制的全自動控制的優(yōu)點，效率高且成本相對較低。


圖1為本發(fā)明所述系統(tǒng)的結構圖；圖2為本發(fā)明所述系統(tǒng)的原理圖；圖3為本發(fā)明所述方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明的技術方案。參見圖1和圖2，本發(fā)明提供一種預應力自動張拉控制系統(tǒng)100，包括依次連接的 位移傳感器3、千斤頂4、油管5、電磁閥6、油泵7、液壓傳感器9、壓力表8以及電源開關10， 所述位移傳感器3 —端連接與待張拉構件1匹配的預應力筋2，另一端連接所述千斤頂4的 活動端，所述千斤頂4的油缸通過所述電磁閥6連接所述油泵7，所述液壓傳感器9設置在 所述油泵7上，還包括數(shù)據(jù)采集卡11和與其連接的具有張拉控制單元12a的計算機12，所述數(shù)據(jù)采集卡11分別連接所述位移傳感器3、電磁閥6以及液壓傳感器9，所述計算機12 通過張力控制單元控制所述數(shù)據(jù)采集卡11進行數(shù)據(jù)采集和信號傳遞并對采集的數(shù)據(jù)進行 分析和顯示。參見圖2，所述計算機12的張拉控制單元12a為裝載在計算機12中的控制軟件， 張拉控制單元12a進一步包括設置模塊和控制模塊，所述設置模塊用以設置所述待張拉的 構件1的張拉力控制值，所述控制模塊用以控制所述數(shù)據(jù)采集卡11進行數(shù)據(jù)采集和信號傳 遞，并配合所述設置模塊的設置值對采集的數(shù)據(jù)進行分析和顯示。具體來說，控制模塊控制 位移傳感器3、液壓傳感器9、電磁閥6以及油泵開關7a進行相關動作。作為一實施例，所述電磁閥6的數(shù)量為兩個，所述千斤頂4的油缸通過油管連接所 述兩個電磁閥6的一端，所述兩個電磁閥6的另一端連接所述油泵7，所述兩個電磁閥6的 控制端連接所述數(shù)據(jù)采集卡11。參見圖3，本發(fā)明還提供一種預應力自動張拉控制方法200，其基于所述預應力自 動張拉控制系統(tǒng)100來實現(xiàn)的，具體包括以下步驟201、向計算機12輸入所述待張拉的構件1的張拉力控制值。將所述待張拉的構件1的張拉力控制值輸入所述計算機12張拉控制單元12a的 設置模塊并存儲；202、系統(tǒng)加電并開啟油泵7。油泵7開啟時，所述計算機12控制所述數(shù)據(jù)采集卡11開啟所述電磁閥6，所述油 泵7通過電磁閥6為所述千斤頂4供油。203、油泵7驅動千斤頂4張拉，計算機12接收采集數(shù)據(jù)并輸出千斤頂4張拉力數(shù)據(jù)。油泵7驅動所述千斤頂4張拉，所述計算機12控制所述數(shù)據(jù)采集卡11通過所述 位移傳感器3和液壓傳感器9采集位移和液壓數(shù)據(jù)，將所述液壓數(shù)據(jù)輸入所述千斤頂4的 標定線性回歸公式并輸出張拉力數(shù)據(jù)。204、判斷上步驟的張拉力數(shù)據(jù)是否到達步驟201的張拉力控制值。判斷所述步驟203輸出的張拉力數(shù)據(jù)是否達到所述步驟201輸入的構件1張拉力 控制值，若是則轉步驟206，若否則轉步驟205。205、判斷采集的油壓數(shù)據(jù)是否正常，若正常則轉步驟203并控制所述油泵7加壓， 若不正常則轉步驟206。206、記錄此時位移數(shù)據(jù)和張拉力數(shù)據(jù)，并停止相關操作。記錄此時位移傳感器3采集的位移數(shù)據(jù)以及步驟203輸出的張拉力數(shù)據(jù)并在所述 計算機12顯示，同時向所述電磁閥6發(fā)出關閉信號并停止相關操作。作為一實施例，所述電磁閥6的數(shù)量為兩個，所述千斤頂4的油缸通過油管連接所 述兩個電磁閥6的一端，所述兩個電磁閥6的另一端連接所述油泵7，所述兩個電磁閥6的 控制端連接所述數(shù)據(jù)采集卡11。另外，在預應力張拉中，在危急程序中可以預設持荷時間， 持荷時間開始后，自動停機持荷，持荷時間結束后恢復張拉。需要指出的是，本發(fā)明所述的一種預應力自動張拉控制方法200與本發(fā)明所述的 一種預應力自動張拉控制系統(tǒng)100在原理和實施例上是相同或類似的，故重復部分不再贅 述。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明， 而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質精神范圍內，對以上實施例的變化、變 型都將落在本發(fā)明的權利要求書范圍內。
權利要求
一種預應力自動張拉控制系統(tǒng)，包括依次連接的位移傳感器、千斤頂、電磁閥、油泵、液壓傳感器，所述位移傳感器一端連接與待張拉構件匹配的預應力筋，另一端連接所述千斤頂?shù)幕顒佣?，所述千斤頂?shù)挠透淄ㄟ^所述電磁閥連接所述油泵，所述液壓傳感器設置在所述油泵上，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)采集卡和與其連接的具有張拉控制單元的計算機，所述數(shù)據(jù)采集卡分別連接所述位移傳感器、電磁閥以及液壓傳感器，所述計算機通過張拉控制單元控制所述數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集和信號傳遞并對采集的數(shù)據(jù)進行分析和顯示。
2.如權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述計算機的張拉控制單元進一步包 括設置模塊和控制模塊，所述設置模塊用以設置所述待張拉的構件的張拉力控制值，所述 控制模塊用以控制所述數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集和信號傳遞，并配合所述設置模塊的設置 值對采集的數(shù)據(jù)進行分析和顯示。
3.如權利要求1或2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁閥的數(shù)量為兩個，所述 千斤頂?shù)挠透淄ㄟ^油管連接所述兩個電磁閥的一端，所述兩個電磁閥的另一端連接所述油 泵，所述兩個電磁閥的控制端連接所述數(shù)據(jù)采集卡。
4.一種基于權利要求1所述系統(tǒng)的預應力自動張拉控制方法，其特征在于，包括以下 步驟4.1、將所述待張拉的構件的張拉力控制值輸入所述計算機張拉控制單元的設置模塊 并存儲；4. 2、開啟油泵驅動所述千斤頂張拉，所述計算機控制所述數(shù)據(jù)采集卡通過所述位移傳 感器和液壓傳感器采集位移和液壓數(shù)據(jù)，將所述液壓數(shù)據(jù)輸入所述千斤頂?shù)臉硕ň€性回歸 公式并輸出張拉力數(shù)據(jù)；4. 3、判斷所述步驟4. 2輸出的張拉力數(shù)據(jù)是否達到所述步驟4. 1輸入的構件張拉力控 制值，若是則轉下一步驟，若否則轉步驟4. 2并控制所述油泵加壓；4.4、記錄此時位移傳感器采集的位移數(shù)據(jù)以及步驟4. 2輸出的張拉力數(shù)據(jù)并在所述 計算機顯示，同時向所述電磁閥發(fā)出關閉信號并停止相關操作。
5.如權利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述電磁閥的數(shù)量為兩個，所述千斤頂 的油缸通過油管連接所述兩個電磁閥的一端，所述兩個電磁閥的另一端連接所述油泵，所 述兩個電磁閥的控制端連接所述數(shù)據(jù)采集卡。
6.如權利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述步驟4.2中，所述計算機控制所述 數(shù)據(jù)采集卡開啟所述電磁閥，所述油泵通過電磁閥為所述千斤頂供油。
7.如權利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步驟4.3中的張拉力數(shù)據(jù)未達到所 述構件張拉力控制值時，判斷采集的油壓是否正常，若正常則轉步驟4. 2并控制所述油泵 加壓，若不正常則停止所述油泵。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種預應力自動張拉控制系統(tǒng)及方法，其可以先在計算機中設置待張拉構件的預應力控制值，然后在計算機軟件的控制下，開啟油泵并驅動千斤頂進行張拉，同時通過數(shù)據(jù)采集卡、液壓傳感器以及位移傳感器進行數(shù)據(jù)采集，計算機將采集來的液壓數(shù)據(jù)通過千斤頂?shù)臉硕ň€性回歸公式轉化為張拉力數(shù)據(jù)，并判斷張拉力數(shù)據(jù)是否達到所述預應力控制值，若達到則記錄相關數(shù)據(jù)，完成預應力張拉。本發(fā)明和目前的預應力張拉方案相比，具有計算機軟件控制的全自動控制的優(yōu)點，效率高且成本相對較低。
文檔編號E04G21/12GK101989091SQ20091005576
公開日2011年3月23日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權日2009年7月31日
發(fā)明者劉廣文, 呂艷萍, 周洪濤, 王桂玲, 王玉嶺, 肖緒文, 韋永斌 申請人:中國建筑第八工程局有限公司