一種預應力張拉控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種預應力張拉控制系統(tǒng)，包括主控制器以及通過無線數傳模塊分別與主控制器無線連接的第一從控制器和第二從控制器，所述的第一從控制器和第二從控制器均依次經過變頻器、變頻電機、液壓泵連接千斤頂，兩個千斤頂分別連接用于采集進油口壓力的壓力傳感器以及用于采集活塞位移量的位移傳感器；所述的壓力傳感器和位移傳感器將采集信號傳輸至從控制器，經從控制器發(fā)送至主控制器；主控制器比較兩個千斤頂采集數據并發(fā)送指令控制變頻電機使兩個千斤頂張拉同步。本實用新型的自動化程度高，能夠自動精確地控制預應力張拉施工以及兩端的同步張拉，提高了張拉設備的工作可靠性，大大降低了成本，有效地提升了預應力張拉施工的質量和工作效率。
【專利說明】
一種預應力張拉控制系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型屬于自動化控制領域，具體涉及一種預應力張拉控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著我國的橋梁建設進入飛速發(fā)展時期，橋梁的設計水平和施工工藝也不斷提升，橋梁施工目前正朝著復雜大跨度的方向發(fā)展，其中預應力混凝土橋梁發(fā)展迅速，預應力混凝土技術在公路、鐵路、橋梁等工程中也得到了普遍應用。預應力梁的生產是橋梁建設中的關鍵環(huán)節(jié)，預應力張拉技術作為一種被廣泛使用的技術，在預應力梁的生產過程中起到了至關重要的作用。預應力張拉施工工藝是在張拉過程中由油栗驅動千斤頂對建筑構件進行張拉，在這個過程中通過控制張拉力和張拉伸長度來保證獲得張拉的良好效果，提高構件的承載能力。
[0003]目前，傳統(tǒng)的預應力張拉施工工藝存在設備精度不夠、人工操作誤差大、張拉控制精度不高、同步性差等諸多缺陷。因此，充分利用現代科學技術改進預應力張拉控制方法，克服傳統(tǒng)工藝中存在的缺陷，提高張拉工藝的技術水平，是迫切需要解決的問題。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于針對上述現有技術中的問題，提供一種預應力張拉控制系統(tǒng)，能夠自動精確控制預應力張拉施工，實現兩端同步張拉，從而有效提高預應力張拉施工的質量。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為:包括主控制器以及通過無線數傳模塊分別與主控制器無線連接的第一從控制器和第二從控制器，所述的第一從控制器和第二從控制器均依次經過變頻器、變頻電機、液壓栗連接千斤頂，兩個千斤頂分別連接用于采集進油口壓力的壓力傳感器以及用于采集活塞位移量的位移傳感器;所述的壓力傳感器和位移傳感器將采集信號傳輸至從控制器，經從控制器發(fā)送至主控制器;主控制器比較兩個千斤頂采集數據并發(fā)送指令控制變頻電機使兩個千斤頂張拉同步。
[0006]主控制器及第一從控制器和第二從控制器經RS232接口分別與各自的無線數傳模塊相連。
[0007]所述主控制器及第一從控制器和第二從控制器均采用ARM嵌入式單片機作為核心模塊。
[0008]所述的位移傳感器均采用差動變壓式位移傳感器。
[0009]壓力傳感器包括與第一千斤頂相連的第一壓力傳感器及與第二千斤頂相連的第二壓力傳感器，位移傳感器包括與第一千斤頂相連的第一位移傳感器及與第二千斤頂相連的第二位移傳感器;第一壓力傳感器和第二壓力傳感器分別用電纜與第一從控制器和第二從控制器連接。
[0010]所述的主控制器內嵌有用于計算兩個變頻器輸出頻率調整量的PID控制器。
[0011]與現有技術相比，本實用新型的壓力傳感器采用高精度高穩(wěn)定性的電阻應變計并分別安裝于兩個千斤頂的進油口，位移傳感器則分別固定在兩個千斤頂上負責采集活塞的位移量，本實用新型通過將任一張拉設備壓力傳感器采集到的壓力同另一張拉設備壓力傳感器采集到的壓力做差，并將得到的偏差作為張拉設備的補償信號，當兩個張拉設備的同步性誤差超過指定范圍時，主控制器發(fā)送指令控制變頻電機驅動至各自指定的位置，以實現自動精確控制兩端同步張拉，使同步性誤差降低至指定范圍內。本實用新型的自動化程度高，能夠自動精確地控制預應力張拉施工以及兩端的同步張拉，提高了張拉設備的工作可靠性，大大降低了成本，有效地提升了預應力張拉施工的質量和工作效率。同時本實用新型同步性能好，也適用于兩臺以上張拉設備的同步張拉施工，其中任一張拉設備受到干擾而發(fā)生變化時，另外的張拉設備的控制器也會收到波動信息，繼而調整變頻器的工作頻率，實現同步張拉。
【附圖說明】
[0012]圖1本實用新型的整體結構框圖；
[0013]圖2本實用新型的控制原理框圖；
[0014]附圖中:1.主控制器;2.第一從控制器;3.第二從控制器;4.第一變頻器;5.第二變頻器;6.第一變頻電機;7.第二變頻電機;8.第一液壓栗;9.第二液壓栗；10.第一千斤頂；
11.第二千斤頂；12.第一壓力傳感器;13.第二壓力傳感器;14.第一位移傳感器;15.第二位移傳感器。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0016]參見圖1，本實用新型在結構上包括主控制器I以及通過無線數傳模塊分別與主控制器I無線連接的第一從控制器2和第二從控制器3，主控制器I以及第一從控制器2和第二從控制器3通過RS232接口分別與各自的無線數傳模塊相連。第一從控制器2依次經過第一變頻器4、第一變頻電機6以及第一液壓栗8連接第一千斤頂10，第二從控制器3依次經過第二變頻器5、第二變頻電機7以及第二液壓栗9連接第二千斤頂11，第一千斤頂10連接用于采集進油口壓力的第一壓力傳感器12以及用于采集活塞位移量的第一位移傳感器14，第二千斤頂11連接第二壓力傳感器13以及第二位移傳感器15。第一壓力傳感器12和第二壓力傳感器13分別通過電纜與第一從控制器2和第二從控制器3連接，壓力傳感器和位移傳感器將采集信號傳輸至從控制器，經從控制器發(fā)送至主控制器I;主控制器I比較兩個千斤頂采集數據并發(fā)送指令控制變頻電機使兩個千斤頂張拉同步。
[0017]主控制器I以及第一從控制器2和第二從控制器3均采用ARM嵌入式單片機作為核心模塊。壓力傳感器均采用高精度、高穩(wěn)定性的電阻應變計，位移傳感器均采用差動變壓式位移傳感器。主控制器I內嵌有用于計算兩個變頻器輸出頻率調整量的PID控制器。
[0018]參見圖2，本實用新型的工作原理為:將任一張拉設備壓力傳感器采集的壓力同另一張拉設備壓力傳感器采集的壓力做差，將得到的偏差作為該張拉設備的補償信號；當第一張拉設備和第二張拉設備的同步性誤差超過指定范圍時，第一張拉設備啟動第一 PID控制器來計算第一變頻器4需要調整的輸出頻率，第二張拉設備啟動第二 PID控制器計算第二變頻器5需要調整的輸出頻率，第一 PID控制器和第二 PID控制器完成計算后，分別控制第一變頻電機6和第二變頻電機7驅動至各自指定的轉速位置，以實現自動精確控制兩端同步張拉的目的，使同步性誤差降低至指定范圍內。本實用新型的工作過程為:將設備安裝調整到位，輸入重要參數至主控制器I后，主控制器I通過無線數傳模塊向第一從控制器2和第二從控制器3發(fā)送控制指令，第一張拉設備和第二張拉設備同時啟動，開始進行同步張拉施工，第一從控制器2通過控制第一變頻器4的輸出頻率控制第一變頻電機6的轉速，繼而控制第一液壓栗8的輸出流量來驅動第一千斤頂10的張拉施工，第二從控制器3通過控制第二變頻器5的輸出頻率來控制第二變頻電機7的轉速，繼而控制第二液壓栗9的輸出流量來驅動第二千斤頂11的張拉施工，第一張拉設備通過第一壓力傳感器12和第一位移傳感器14采集的張拉數據反饋給第一從控制器2，第二張拉設備通過第二壓力傳感器13和第二位移傳感器15采集的張拉數據反饋給第二從控制器3，第一從控制器2和第二從控制器3將張拉數據通過無線數傳模塊實時傳送給主控制器I，主控制器I對這些數據進行分析判斷，然后通過無線數傳模塊發(fā)出指令給第一從控制器2和第二從控制器3分別對第一變頻器4和第二變頻器5的工作頻率進行實時調整，繼而對第一變頻電機6和第二變頻電機7的轉速進行高精確度實時調控，實時精確控制張拉力與加載速度。
【主權項】
1.一種預應力張拉控制系統(tǒng)，其特征在于:包括主控制器(I)以及通過無線數傳模塊分別與主控制器(I)無線連接的第一從控制器(2)和第二從控制器(3)，所述的第一從控制器(2)和第二從控制器(3)均依次經過變頻器、變頻電機、液壓栗連接千斤頂，兩個千斤頂分別連接用于采集進油口壓力的壓力傳感器以及用于采集活塞位移量的位移傳感器;所述的壓力傳感器和位移傳感器將采集信號傳輸至從控制器，經從控制器發(fā)送至主控制器(I);主控制器(I)比較兩個千斤頂采集數據并發(fā)送指令控制變頻電機使兩個千斤頂張拉同步。2.根據權利要求1所述的預應力張拉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的主控制器(I)以及第一從控制器(2)和第二從控制器(3)通過RS232接口分別與各自的無線數傳模塊相連。3.根據權利要求1所述的預應力張拉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的主控制器(I)以及第一從控制器(2)和第二從控制器(3)均采用ARM嵌入式單片機作為核心模塊。4.根據權利要求1所述的預應力張拉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的位移傳感器均采用差動變壓式位移傳感器。5.根據權利要求1所述的預應力張拉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的壓力傳感器包括與第一千斤頂(10)相連的第一壓力傳感器(12)以及與第二千斤頂(11)相連的第二壓力傳感器(13)，位移傳感器包括與第一千斤頂(10)相連的第一位移傳感器(14)以及與第二千斤頂(11)相連的第二位移傳感器(15);第一壓力傳感器(12)和第二壓力傳感器(13)分別通過電纜與第一從控制器(2)和第二從控制器(3)連接。6.根據權利要求1所述的預應力張拉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的主控制器(I)內嵌有用于計算兩個變頻器輸出頻率調整量的PID控制器。
【文檔編號】E04G21/12GK205476524SQ201620297455
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】王海英, 邱喜華, 呂東源, 梁鵬, 阮祺, 常肖
【申請人】長安大學