CN114084838B - 一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制系统及方法 - Google Patents
一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制系统及方法,系统:输电铁塔的四个独立基础上固定安装有铁塔基础井字形倒梁;顺线方向和垂直线路方向倾角仪分别安装在输电铁塔顺线路和垂直线路方向一侧;四台液压千斤顶两两成对的支设在竖向下沉量相对较大的相邻两侧;四个竖向支撑两两成对的支设在竖向下沉量相对较小的相邻两侧;液压泵站通过高压油管与液压千斤顶连接;电源供应系统通过电源线分别与液压泵站和PLC控制系统的用电端连接。方法:测量输电铁塔的倾斜方向和倾斜值;确定液压千斤顶的布置方案;启动PLC控制系统,进行输电铁塔纠偏作业;对纠偏效果进行观测和评估。该系统和方法有助于实现自动化的纠偏过程,其纠偏效率高,纠偏效果好。
Description
技术领域
本发明属于输电铁塔的纠偏技术领域,具体涉及一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制系统及方法。
背景技术
随着经济的不断发展,电力的需求量也在逐年增加,国家电网的建设发展随之正在加快发展,国家电网建设对保障国家能源安全和电力可靠供应具有重要意义。输电铁塔是国家电网建设的重要组成部分,其作为远距离电力输送的主要支撑体,稳定性至关重要。输电铁塔大多为高耸的构筑物,其对倾斜变形比较敏感,对地基不均匀沉降要求也较高。在一些存在水土流失的区域,经常会出现地表变形、开裂、沉陷等问题,进而容易造成该区域内输电线路铁塔基础产生不均匀沉降,这样,会导致铁塔出现倾斜、位移和变形的情况,严重的会使铁塔内部的应力发生变化,对线路的安全产生了极大的隐患。
对于在运行的输电线路,常见的处理方法通常有以下两种:一种是进行异地改造,即在既有线路的附近重新选线,再次新建一座铁塔进行替换;另一种是对发生倾斜的铁塔进行纠偏处理。异地改造的方式会导致输电线路的大面积长时间停电,可能会带来经济和社会等一系列的影响,同时,这还需要新增占地面积,增加了土地的使用成本和施工成本。对发生倾斜的铁塔进行纠偏处理,不仅可以有效节省施工成本和占地面积,而且能有效缩短停电时间,其具有异地改造所不能匹配的优势。现有技术中,对发生倾斜的铁塔进行纠偏处理大多采用人工手动调整,并通过人工进行监测,不仅费时费力,而且不能及时对输电铁塔的倾斜状况进行纠正,纠偏效率较低;同时,对操作人员的技术和经验依赖性较强,纠偏效果受人为因素影响较大。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制系统及方法,该系统有助于实现自动化的纠偏过程,其纠偏效率高,纠偏效果好,能有效降低人为因素的影响,其有利于提高输电铁塔的安全性和稳定性,对输电线路的安全运行具有重要的意义。该方法步骤简单、施工成本低,自动化程度高,无需过多的人工干预,纠偏效率高、纠缠效果理想。
为了实现上述目的,本发明提供一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制系统,包括待纠偏的输电铁塔、顺线方向倾角仪、垂直线路方向倾角仪、液压千斤顶、竖向支撑、液压泵站、电源供应系统和PLC控制系统;
所述输电铁塔的四个独立基础上固定安装有铁塔基础井字形倒梁,所述铁塔基础井字形倒梁的四个开口端均固定连接有连梁;
所述顺线方向倾角仪和垂直线路方向倾角仪分别安装在输电铁塔顺线路方向一侧和垂直线路方向一侧,分别用于监测顺线路方向和垂直线路方向的倾斜值;
所述液压千斤顶上连接有位移传感器,其数量为四台,四台液压千斤顶两两成对的竖直设置在竖向下沉量相对较大的相邻两侧,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁中下沉量大的四个端部的下方;
所述竖向支撑的数量为四个,且两两成对的竖直设置在竖向下沉量相对较小的相邻两侧,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁四个端部的下方,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁中下沉量小的四个端部的下方;
所述液压泵站通过四路高压油管分别与四台液压千斤顶的油口连接;
所述电源供应系统通过电源线分别与液压泵站和PLC控制系统的用电端连接;
所述PLC控制系统通过多根信号电缆一分别与顺线方向倾角仪、垂直线路方向倾角仪和各个液压千斤顶的位移传感器的信号端连接,还通过信号电缆二与液压泵站的信号端连接。
进一步,为了使液压千斤顶能够稳定的保持在某一状态,所述液压千斤顶的油口处串接有液压锁;为了能够实时了解液压千斤顶的荷载情况,液压千斤顶的无杆腔连接有压力传感器,所述压力传感器与PLC控制系统连接。
作为一种优选,所述PLC控制系统由控制箱体、PLC控制器、人机操作界面和液晶显示屏组成,人机操作界面和液晶显示屏均嵌设在控制箱体的一侧表面,所述PLC控制器安装在控制箱体的内部,并分别与人机操作界面和液晶显示屏连接。
进一步,为了能实现高效率顶升控制的同时,还可以保证顶升过程的精确控制,所述PLC控制系统具有快速运行模式和慢速运动模式。
本发明中,通过在输电铁塔的四个独立基础上固定连接铁塔基础井字形倒梁,并使铁塔基础井字形倒梁的四个开口端均连接有连梁,一方面可以通过铁塔基础井字形倒梁和连梁将四个独立基础固定连接成一个整体,可以确保在后续顶升过程中避免对输电铁塔的独立基础产生损伤,另一方面能通过铁塔基础井字形倒梁和连梁的相互作用稳定可靠的承担起输电铁塔的荷载,并能将顶升作用的着力点延伸到独立基础的外部一定距离处,进而可以节省顶升过程的作用力,有助于实现输电铁塔的快速顶升作业。通过在竖向下沉量相对较大的相邻两侧设置两对液压千斤顶,可以对输电铁塔进行快速的顶升作业。通过在竖向下沉量相对较小的相邻两侧设置两对竖向支撑,可以对输电铁塔竖向下沉量相对较小的相邻两侧进行定位支撑,进而可以有效避免在顶升过程中竖向下沉量相对较小的相邻两侧在横向上产生滑移,以确保纠偏过程不会引起额外的工作量;同时,还能为辅助液压千斤顶的顶升过程提供固定支撑点,进一步确保了纠偏过程的顺利进行。通过在输电铁塔顺线路方向一侧和垂直线路方向一侧分别安装顺线方向倾角仪和垂直线路方向倾角仪,可以实时对顺线路方向和垂直线路方向的倾斜值进行监测,进而能确保纠偏过程更加精准可控;通过PLC控制系统的设置,能便于自动化的实现纠偏作业的控制过程,并有利于精准的实现纠偏作业的控制过程。该系统有助于实现自动化的纠偏过程,其纠偏效率高,纠偏效果好,能有效降低人为因素的影响,其有利于提高输电铁塔的安全性和稳定性,对输电线路的安全运行具有重要的意义。
本发明还提供了一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制方法,具体步骤如下:
步骤一:测量输电铁塔的倾斜方向和倾斜值;
对现场输电铁塔的倾斜情况进行观测,以其中一个下沉量最小的独立基础为参考,获得输电铁塔其余各个独立基础的相对下沉值,得到输电铁塔的倾斜方向和实际倾斜值;
步骤二:确定液压千斤顶的布置方案;
将四台液压千斤顶两两成对的竖直设置在竖向下沉量相对较大的相邻两侧,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁中下沉量大的四个端部的下方;其中,两台液压千斤顶用于对输电铁塔顺线路方向的一侧进行支撑,另外两台液压千斤顶用于对输电铁塔垂直线路方向的一侧进行支撑;将四个竖向支撑且两两成对的竖直设置在竖向下沉量相对较小的相邻两侧,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁四个端部的下方,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁中下沉量小的四个端部的下方;
同时,在输电铁塔顺线路方向一侧和垂直线路方向一侧分别安装顺线方向倾角仪和垂直线路方向倾角仪,分别用于监测顺线路方向和垂直线路方向的倾斜值;在现场布置液压泵站、电源供应系统和PLC控制系统,并通过高压油管建立液压泵站和四台液压千斤顶之间的连接,通过多根信号电缆一分别建立顺线方向倾角仪、垂直线路方向倾角仪和各个液压千斤顶的位移传感器与PLC控制系统之间的连接,通过信号电缆二建立液压泵站和PLC控制系统之间的连接;
步骤三:启动PLC控制系统,进行输电铁塔纠偏作业;
控制液压泵站使其中一对液压千斤顶的活塞杆向上方伸出,以对输电铁塔顺线路方向或垂直线路方向进行顶升作业,同时,通过顺线方向倾角仪或垂直线路方向倾角仪监测输电铁塔在该方向倾斜值的变化情况,通过液压千斤顶上连接的位移传感器监测其活塞杆在竖直方向上的行程,当其活塞杆的行程达到预定位置后,锁定液压千斤顶的状态不变,并保持10分钟;
当PLC控制系统上液晶显示屏的所有数据稳定后,再通过液压泵站控制另外一对液压千斤顶的活塞杆向上方伸出,该过程中,监测输电铁塔在该方向倾斜值的变化情况,同时,密切关注输电铁塔在另一个方向的倾斜情况;通过液压千斤顶上连接的位移传感器监测其活塞杆在竖直方向上的行程,当其活塞杆的行程达到预定位置后,并使输电铁塔达到水平状态时,锁定液压千斤顶的状态不变,并保持10分钟;当PLC控制系统上液晶显示屏的所有数据稳定后,执行步骤四;
为了能实现高效率顶升控制的同时,还可以保证顶升过程的精确控制,在步骤三中,在纠偏作业过程中,通过PLC控制系统上的人机操作界面向液压泵站发送控制指令,以实现对液压千斤顶进行单独位移控制和并联位移控制;在PLC控制系统启动后,PLC控制系统自动进入快速运动模式,并控制液压泵站工作在高功率状态,以快速的实现液压千斤顶的顶升控制,同时,PLC控制系统在对多台液压千斤顶同时进行控制时,对先运行至其设定行程85%的液压千斤顶进行停止顶升控制,待全部液压千斤顶都达到设定行程的85%以后,PLC控制系统自动切换至慢速运行模式,并控制液压泵站工作在低功率状态,以缓慢精确的实现液压千斤顶后面15%设定行程的顶升控制。
步骤四:对纠偏效果进行观测和评估;
在进行顶升作业的同时,采用全站型电子测距对输电铁塔在顺线路和垂直线路两个方向的顶升纠偏的效果进行观测和评估,当满足预定的施工目标后,结束加载,并对纠偏后的输电铁塔进行位置固定。
作为一种优选,在步骤二中,在进行施工前进行设备的调试和数据读取,确保各部分工作正常。
作为一种优选,在步骤三中,根据压力传感器实时采集液压千斤顶无杆腔的压力值。
进一步,为了保证纠偏调节过程中的安全进行,在利用一对液压千斤顶对输电铁塔顺线路方向或垂直线路方向进行顶升作业的过程中,对与该对液压千斤顶相对一侧的两个竖向支撑进行适应性调节,以保证在整个纠偏过程中输电铁塔均具有良好的稳定性。
进一步,为了保存施工数据,在步骤四中,在完成输电铁塔的纠偏后,撰写施工日志,保存并备份施工数据。
在步骤四中,在人机交互界面中的紧急停止按钮按下时,PLC控制系统控制液压泵站中断向全部液压千斤顶的高压油的供应。
本发明中的方法自动化程度较高,无需过多的人工干预,大大提高了施工的安全性,同时,其能够精准快速的实现沉降纠偏功能,极大的提高了纠偏效率,并能确保纠偏效果,可有效确保原有输电铁塔的安全性和稳定性。本发明步骤简单、施工成本低,对输电线路的安全运行具有重要的意义。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中:1、竖向支撑,2、铁塔基础井字形倒梁,3、信号电缆一,4、顺线方向倾角仪,5、液压千斤顶,6、高压油管,7、液压泵站,8、电源供应系统,9、电源线,10、信号电缆二,11、PLC控制系统,12、垂直线路方向倾角仪,13、连梁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示,一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制系统,包括待纠偏的输电铁塔、顺线方向倾角仪4、垂直线路方向倾角仪12、液压千斤顶5、竖向支撑1、液压泵站7、电源供应系统8和PLC控制系统11;
所述输电铁塔的四个独立基础上固定安装有铁塔基础井字形倒梁2,所述铁塔基础井字形倒梁2的四个开口端均固定连接有连梁13;
所述顺线方向倾角仪4和垂直线路方向倾角仪12分别安装在输电铁塔顺线路方向一侧和垂直线路方向一侧,分别用于监测顺线路方向和垂直线路方向的倾斜值;
所述液压千斤顶5上连接有位移传感器,其数量为四台,四台液压千斤顶5两两成对的竖直设置在竖向下沉量相对较大的相邻两侧,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁2中下沉量大的四个端部的下方;作为一种优选,所述位移传感器为拉线位移传感器。
所述竖向支撑1的数量为四个,且两两成对的竖直设置在竖向下沉量相对较小的相邻两侧,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁2四个端部的下方,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁2中下沉量小的四个端部的下方;
所述液压泵站7通过四路高压油管6分别与四台液压千斤顶5的油口连接;
所述电源供应系统8通过电源线9分别与液压泵站7和PLC控制系统11的用电端连接;
所述PLC控制系统11通过多根信号电缆一3分别与顺线方向倾角仪4、垂直线路方向倾角仪12和各个液压千斤顶5的位移传感器的信号端连接,还通过信号电缆二10与液压泵站7的信号端连接。
为了使液压千斤顶能够稳定的保持在某一状态,所述液压千斤顶5的油口处串接有液压锁;为了能够实时了解液压千斤顶的荷载情况,液压千斤顶5的无杆腔连接有压力传感器,所述压力传感器与PLC控制系统11连接。
作为一种优选,所述PLC控制系统11由控制箱体、PLC控制器、人机操作界面和液晶显示屏组成,人机操作界面和液晶显示屏均嵌设在控制箱体的一侧表面,所述PLC控制器安装在控制箱体的内部,并分别与人机操作界面和液晶显示屏连接。
作为一种优选,所述PLC控制系统11的人机交互界面中具有紧急停止按钮,在顶升过程中,一旦发现液压千斤顶5的行程超标等紧急情况时,可以人为触发紧急停止按钮,所述紧急停止按钮在按下时,向PLC控制器发出紧急停止信号,PLC控制器收到紧急停止信号后,控制液压泵站7主出油管路上的电磁溢流阀动作,使排出的油液全部通过电磁溢流阀流回油箱,以停止向液压千斤顶5进行高压油的供应。紧急停止按钮在按下时,可不受其它控制条件约束实现紧急制动。
为了能实现高效率顶升控制的同时,还可以保证顶升过程的精确控制,所述PLC控制系统11具有快速运行模式和慢速运动模式。
本发明中,通过在输电铁塔的四个独立基础上固定连接铁塔基础井字形倒梁,并使铁塔基础井字形倒梁的四个开口端均连接有连梁,一方面可以通过铁塔基础井字形倒梁和连梁将四个独立基础固定连接成一个整体,可以确保在后续顶升过程中避免对输电铁塔的独立基础产生损伤,另一方面能通过铁塔基础井字形倒梁和连梁的相互作用稳定可靠的承担起输电铁塔的荷载,并能将顶升作用的着力点延伸到独立基础的外部一定距离处,进而可以节省顶升过程的作用力,有助于实现输电铁塔的快速顶升作业。通过在竖向下沉量相对较大的相邻两侧设置两对液压千斤顶,可以对输电铁塔进行快速的顶升作业。通过在竖向下沉量相对较小的相邻两侧设置两对竖向支撑,可以对输电铁塔竖向下沉量相对较小的相邻两侧进行定位支撑,进而可以有效避免在顶升过程中竖向下沉量相对较小的相邻两侧在横向上产生滑移,以确保纠偏过程不会引起额外的工作量;同时,还能为辅助液压千斤顶的顶升过程提供固定支撑点,进一步确保了纠偏过程的顺利进行。通过在输电铁塔顺线路方向一侧和垂直线路方向一侧分别安装顺线方向倾角仪和垂直线路方向倾角仪,可以实时对顺线路方向和垂直线路方向的倾斜值进行监测,进而能确保纠偏过程更加精准可控;通过PLC控制系统的设置,能便于自动化的实现纠偏作业的控制过程,并有利于精准的实现纠偏作业的控制过程。该系统有助于实现自动化的纠偏过程,其纠偏效率高,纠偏效果好,能有效降低人为因素的影响,其有利于提高输电铁塔的安全性和稳定性,对输电线路的安全运行具有重要的意义。
本发明还提供了一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制方法,具体步骤如下:
步骤一:测量输电铁塔的倾斜方向和倾斜值;
对现场输电铁塔的倾斜情况进行观测,以其中一个下沉量最小的独立基础为参考,获得输电铁塔其余各个独立基础的相对下沉值,得到输电铁塔的倾斜方向和实际倾斜值;
步骤二:确定液压千斤顶5的布置方案;
将四台液压千斤顶5两两成对的竖直设置在竖向下沉量相对较大的相邻两侧,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁2中下沉量大的四个端部的下方;其中,两台液压千斤顶5用于对输电铁塔顺线路方向的一侧进行支撑,另外两台液压千斤顶5用于对输电铁塔垂直线路方向的一侧进行支撑;将四个竖向支撑1且两两成对的竖直设置在竖向下沉量相对较小的相邻两侧,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁2四个端部的下方,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁2中下沉量小的四个端部的下方;
同时,在输电铁塔顺线路方向一侧和垂直线路方向一侧分别安装顺线方向倾角仪4和垂直线路方向倾角仪12,分别用于监测顺线路方向和垂直线路方向的倾斜值;在现场布置液压泵站7、电源供应系统8和PLC控制系统11,并通过高压油管6建立液压泵站7和四台液压千斤顶5之间的连接,通过多根信号电缆一3分别建立顺线方向倾角仪4、垂直线路方向倾角仪12和各个液压千斤顶5的位移传感器与PLC控制系统11之间的连接,通过信号电缆二10建立液压泵站7和PLC控制系统11之间的连接;
步骤三:启动PLC控制系统11,进行输电铁塔纠偏作业;
控制液压泵站7使其中一对液压千斤顶5的活塞杆向上方伸出,以对输电铁塔顺线路方向或垂直线路方向进行顶升作业,同时,通过顺线方向倾角仪4或垂直线路方向倾角仪12监测输电铁塔在该方向倾斜值的变化情况,通过液压千斤顶5上连接的位移传感器监测其活塞杆在竖直方向上的行程,当其活塞杆的行程达到预定位置后,停止加载,锁定液压千斤顶5的状态不变,并保持10分钟;该过程中,当该方向侧的铁塔基础井字形倒梁2开口端中的连梁13为倾斜状态时,先控制其下部的一对液压千斤顶5单独进行顶升动作,以将连梁13顶升到水平状态,在该连梁13达到水平状态时,再同步控制一对液压千斤顶5进行顶升动作;在连梁13达到水平状态后进行纠偏顶升动作,不仅可以有效提高纠偏的效率,而且还能确保输电铁塔在顶升过程中不会发生大角度的倾斜,进而能保证纠偏作业更加安全可靠的进行。
当PLC控制系统11上液晶显示屏的所有数据稳定后,再通过液压泵站7控制另外一对液压千斤顶5的活塞杆向上方伸出,该过程中,监测输电铁塔在该方向倾斜值的变化情况,同时,密切关注输电铁塔在另一个方向的倾斜情况;通过液压千斤顶5上连接的位移传感器监测其活塞杆在竖直方向上的行程,当其活塞杆的行程达到预定位置后,并使输电铁塔达到水平状态时,停止加载,锁定液压千斤顶5的状态不变,并保持10分钟;当PLC控制系统11上液晶显示屏的所有数据稳定后,执行步骤四;该过程中,当该方向侧的铁塔基础井字形倒梁2开口端中的连梁13为倾斜状态时,先控制其下部的一对液压千斤顶5单独进行顶升动作,以将连梁13顶升到水平状态,在该连梁13达到水平状态时,再同步控制一对液压千斤顶5进行顶升动作;在连梁13达到水平状态后进行纠偏顶升动作,不仅可以有效提高纠偏的效率,而且还能确保输电铁塔在顶升过程中不会发生大角度的倾斜,进而能保证纠偏作业更加安全可靠的进行。
为了能实现高效率顶升控制的同时,还可以保证顶升过程的精确控制,在步骤三中,在纠偏作业过程中,通过PLC控制系统11上的人机操作界面向液压泵站7发送控制指令,以实现对液压千斤顶5进行单独位移控制和并联位移控制,具体地,四台液压千斤顶5同时动作或分别动作根据负载情况并结合倾斜角度调整的情况来决定,液压千斤顶5的位移传感器提供其顶升的位移信号,每个液压千斤顶5的运动距离和顶升压力通过人机操作界面进行设定,位于顺线路一侧或垂直线路一侧的一对液压千斤顶5的运动距离和顶升压力可能并不相同,这根据铁塔的倾斜状态而进行设定;在PLC控制系统11启动后,PLC控制系统11自动进入快速运动模式,并控制液压泵站7工作在高功率状态,以快速的实现液压千斤顶5的顶升控制,同时,PLC控制系统11在对多台液压千斤顶5同时进行控制时,对先运行至其设定行程85%的液压千斤顶5进行停止顶升控制,待全部液压千斤顶5都达到设定行程的85%以后,PLC控制系统11自动切换至慢速运行模式,并控制液压泵站7工作在低功率状态,以缓慢精确的实现液压千斤顶5后面15%设定行程的顶升控制。
步骤四:对纠偏效果进行观测和评估;
在进行顶升作业的同时,采用全站型电子测距对输电铁塔在顺线路和垂直线路两个方向的顶升纠偏的效果进行观测和评估,当满足预定的施工目标后,结束加载,并对纠偏后的输电铁塔进行位置固定。
作为一种优选,在步骤二中,在进行施工前进行设备的调试和数据读取,确保各部分工作正常。
作为一种优选,在步骤三中,根据压力传感器实时采集液压千斤顶5无杆腔的压力值。
作为一种优选,当相对下沉量较大时,可以分阶段进行顶升行程的设置,具体的,可以交替循环的进行顺线路侧的一对液压千斤顶5和垂直线路侧的一对液压千斤顶5的顶升控制,同时,交替进行对应竖向支撑1高度的调整,以顺利的完成输电铁塔的纠偏调整。
为了保证纠偏调节过程中的安全进行,在利用一对液压千斤顶5对输电铁塔顺线路方向或垂直线路方向进行顶升作业的过程中,对与该对液压千斤顶5相对一侧的两个竖向支撑1进行适应性调节,以保证在整个纠偏过程中输电铁塔均具有良好的稳定性。
在步骤四中,在完成输电铁塔的纠偏后,撰写施工日志,保存并备份施工数据。
为了保存施工数据,在步骤四中,在人机交互界面中的紧急停止按钮按下时,PLC控制系统11控制液压泵站7中断向全部液压千斤顶5的高压油的供应。
本发明中的方法自动化程度较高,无需过多的人工干预,大大提高了施工的安全性,同时,其能够精准快速的实现沉降纠偏功能,极大的提高了纠偏效率,并能确保纠偏效果,可有效确保原有输电铁塔的安全性和稳定性。本发明步骤简单、施工成本低,对输电线路的安全运行具有重要的意义。
Claims (6)
1.一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制方法,采用一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制系统,一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制系统包括待纠偏的输电铁塔、顺线方向倾角仪(4)、垂直线路方向倾角仪(12)、液压千斤顶(5)、竖向支撑(1)、液压泵站(7)、电源供应系统(8)和PLC控制系统(11);所述输电铁塔的四个独立基础上固定安装有铁塔基础井字形倒梁(2),所述铁塔基础井字形倒梁(2)的四个开口端均固定连接有连梁(13);所述顺线方向倾角仪(4)和垂直线路方向倾角仪(12)分别安装在输电铁塔顺线路方向一侧和垂直线路方向一侧,分别用于监测顺线路方向和垂直线路方向的倾斜值 ;所述液压千斤顶(5)上连接有位移传感器,其数量为四台,四台液压千斤顶(5)两两成对的竖直设置在竖向下沉量相对较大的相邻两侧,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁(2)中下沉量大的四个端部的下方;所述竖向支撑(1)的数量为四个,且两两成对的竖直设置在竖向下沉量相对较小的相邻两侧,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁(2)四个端部的下方,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁(2)中下沉量小的四个端部的下方;所述液压泵站(7)通过四路高压油管(6)分别与四台液压千斤顶(5)的油口连接;所述电源供应系统(8)通过电源线(9)分别与液压泵站(7)和PLC控制系统(11)的用电端连接;所述PLC控制系统(11)通过多根信号电缆一(3)分别与顺线方向倾角仪(4)、垂直线路方向倾角仪(12)和各个液压千斤顶(5)的位移传感器的信号端连接,还通过信号电缆二(10)与液压泵站(7)的信号端连接;所述液压千斤顶(5)的油口处串接有液压锁;液压千斤顶(5)的无杆腔连接有压力传感器,所述压力传感器与PLC控制系统(11)连接;所述PLC控制系统(11)由控制箱体、PLC控制器、人机操作界面和液晶显示屏组成,人机操作界面和液晶显示屏均嵌设在控制箱体的一侧表面,所述PLC控制器安装在控制箱体的内部,并分别与人机操作界面和液晶显示屏连接;所述PLC控制系统(11)具有快速运行模式和慢速运动模式;
其特征在于,具体步骤如下:
步骤一:测量输电铁塔的倾斜方向和倾斜值;
对现场输电铁塔的倾斜情况进行观测,以其中一个下沉量最小的独立基础为参考,获得输电铁塔其余各个独立基础的相对下沉值,得到输电铁塔的倾斜方向和实际倾斜值;
步骤二:确定液压千斤顶(5)的布置方案;
将四台液压千斤顶(5)两两成对的竖直设置在竖向下沉量相对较大的相邻两侧,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁(2)中下沉量大的四个端部的下方;其中,两台液压千斤顶(5)用于对输电铁塔顺线路方向的一侧进行支撑,另外两台液压千斤顶(5)用于对输电铁塔垂直线路方向的一侧进行支撑;将四个竖向支撑(1)且两两成对的竖直设置在竖向下沉量相对较小的相邻两侧,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁(2)四个端部的下方,并分别支设在铁塔基础井字形倒梁(2)中下沉量小的四个端部的下方;
同时,在输电铁塔顺线路方向一侧和垂直线路方向一侧分别安装顺线方向倾角仪(4)和垂直线路方向倾角仪(12),分别用于监测顺线路方向和垂直线路方向的倾斜值 ;在现场布置液压泵站(7)、电源供应系统(8)和PLC控制系统(11),并通过高压油管(6)建立液压泵站(7)和四台液压千斤顶(5)之间的连接,通过多根信号电缆一(3)分别建立顺线方向倾角仪(4)、垂直线路方向倾角仪(12)和各个液压千斤顶(5)的位移传感器与PLC控制系统(11)之间的连接,通过信号电缆二(10)建立液压泵站(7)和PLC控制系统(11)之间的连接;
步骤三:启动PLC控制系统(11),进行输电铁塔纠偏作业;
控制液压泵站(7)使其中一对液压千斤顶(5)的活塞杆向上方伸出,以对输电铁塔顺线路方向或垂直线路方向进行顶升作业,同时,通过顺线方向倾角仪(4)或垂直线路方向倾角仪(12)监测输电铁塔在该方向倾斜值的变化情况,通过液压千斤顶(5)上连接的位移传感器监测其活塞杆在竖直方向上的行程,当其活塞杆的行程达到预定位置后,锁定液压千斤顶(5)的状态不变,并保持10分钟;
当PLC控制系统(11)上液晶显示屏的所有数据稳定后,再通过液压泵站(7)控制另外一对液压千斤顶(5)的活塞杆向上方伸出,该过程中,监测输电铁塔在该方向倾斜值的变化情况,同时,密切关注输电铁塔在另一个方向的倾斜情况;通过液压千斤顶(5)上连接的位移传感器监测其活塞杆在竖直方向上的行程,当其活塞杆的行程达到预定位置后,并使输电铁塔达到水平状态时,锁定液压千斤顶(5)的状态不变,并保持10分钟;当PLC控制系统(11)上液晶显示屏的所有数据稳定后,执行步骤四;
在纠偏作业过程中,通过PLC控制系统(11)上的人机操作界面向液压泵站(7)发送控制指令,以实现对液压千斤顶(5)进行单独位移控制和并联位移控制;在PLC控制系统(11)启动后,PLC控制系统(11)自动进入快速运动模式,并控制液压泵站(7)工作在高功率状态,以快速的实现液压千斤顶(5)的顶升控制,同时,PLC控制系统(11)在对多台液压千斤顶(5)同时进行控制时,对先运行至其设定行程85%的液压千斤顶(5)进行停止顶升控制,待全部液压千斤顶(5)都达到设定行程的85%以后,PLC控制系统(11)自动切换至慢速运行模式,并控制液压泵站(7)工作在低功率状态,以缓慢精确的实现液压千斤顶(5)后面15%设定行程的顶升控制;
步骤四:对纠偏效果进行观测和评估;
在进行顶升作业的同时,采用全站型电子测距对输电铁塔在顺线路和垂直线路两个方向的顶升纠偏的效果进行观测和评估,当满足预定的施工目标后,结束加载;在对纠偏后的输电铁塔进行位置固定后,移除液压千斤顶(5)和竖向支撑(1)。
2.根据权利要求1所述的一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制方法,其特征在于,在步骤二中,在进行施工前进行设备的调试和数据读取,确保各部分工作正常。
3.根据权利要求1或2所述的一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制方法,其特征在于,在步骤三中,根据压力传感器实时采集液压千斤顶(5)无杆腔的压力值。
4.根据权利要求3所述的一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制方法,其特征在于,在步骤三中,在利用一对液压千斤顶(5)对输电铁塔顺线路方向或垂直线路方向进行顶升作业的过程中,对与该对液压千斤顶(5)相对一侧的两个竖向支撑(1)进行适应性调节,以保证在整个纠偏过程中输电铁塔均具有良好的稳定性。
5.根据权利要求4所述的一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制方法,其特征在于,在步骤四中,在完成输电铁塔的纠偏后,撰写施工日志,保存并备份施工数据。
6.根据权利要求5所述的一种采动区倾斜铁塔伺服联动顶升纠偏控制方法,其特征在于,在步骤四中,在人机交互界面中的紧急停止按钮按下时,PLC控制系统(11)控制液压泵站(7)中断向全部液压千斤顶(5)的高压油的供应。
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