CN202298466U

CN202298466U - 同步顶升控制装置

Info

Publication number: CN202298466U
Application number: CN2011202671483U
Authority: CN
Inventors: 尹天军; 蒋岩峰; 郑华奇; 袁风翔; 李立亮
Original assignee: SHANGHAI XIANWEI CIVIL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI XIANWEI CIVIL ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2021-07-25

Abstract

本实用新型公开了一种同步顶升控制装置其包括：液压系统、计算机控制系统、以及检测传感器系统，所述计算机控制系统与检测传感器系统经由通讯线直接连接，所述计算机控制系统与液压系统间则还连接有可编程控制器PLC，计算机控制系统经由可编程控制器PLC对液压系统实现间接连接控制；其有益效果是：能精确地按照桥梁的实际荷重，平稳地顶举桥梁，使顶升过程中桥梁受到的附加应力下降至最低，同时千斤顶根据分布位置分组，与相应的位移传感器(光栅尺)组成位置闭环，方便的控制桥梁顶升的位移和姿态，同步精度为±1.0mm，可以很好的保证顶升过程的同步性，确保顶升时上部结构的安全。

Description

同步顶升控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种建筑工程用的辅助装置，尤其涉及一种大型桥梁用的同步顶升控制装置。

背景技术

目前，由于城市规划和发展的需要，许多建筑、桥梁等需要改建，但是其中不乏很多仍然具有很高使用价值的建筑物，如果按照传统的方法拆了重建将耗费大量人力和财力。因此在建筑行业中各种顶升技术，移位技术和重点加固技术迅速发展，成为利用建筑物，保护建筑物的最科学最先进的方法。当然，在桥梁施工改建方面也同样运用到了上述技术。

桥梁顶升技术的应用对于在保护桥梁上部结构的完整性的同时，抬升桥梁的高度来满足通航要求，有着非常重要的意义，它既节省了投资的成本，又缩短了施工的工期，对交通的压力影响小。

当然在采用传统的顶升工艺时，往往由于荷载的差异和设备的局限，无法根本消除油缸千斤顶不同步对顶升构件造成的附加应力从而引起构件失效，而具有极大的安全隐患。

综上所述，随着大型桥梁工程的建设需要，一种新的、专门适合大型桥梁顶升用的安全的同步顶升控制装置的发明是势在必行的。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种PLC液压同步顶升技术，从根本上解决了油缸不同步对顶升构件造成的附加应力从而引起构件失效的技术难题，填补了我国在该领域的一项空白，且已达到国际先进水平。

本实用新型提供一种能够用于大型桥梁顶升工程的同步顶升控制装置，为大型桥梁顺利安全的完成顶升提供保障。本实用新型所采用的PLC液压同步顶升技术--PLC控制液压同步顶升是一种力和位移综合控制的顶升方法，这种力和位移综合控制方法，建立在力和位移双闭环的控制基础上。由液压千斤顶，精确地按照桥梁的实际荷重，平稳地顶举桥梁，使顶升过程中桥梁受到的附加应力下降至最低，同时液压千斤顶根据分布位置分组，与相应的位移传感器(光栅尺)组成位置闭环，以便控制桥梁顶升的位移和姿态，同步精度为±2.0mm，这样就可以很好的保证顶升过程的同步性，确保顶升时上部结构的安全。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种同步顶升控制装置，其特征在于，其包括：液压系统、计算机控制系统、以及检测传感器系统，所述计算机控制系统与检测传感器系统经由通讯线直接连接，所述计算机控制系统与液压系统间则还连接有可编程控制器PLC，计算机控制系统经由可编程控制器PLC对液压系统实现间接连接控制。。

所述液压系统包括：油泵、液压千斤顶、平衡保护阀、比例阀、进出油管。

所述计算机控制系统包括：计算机、计算机软件、操作台、电控箱。

所述检测传感器系统包括：位移传感器、力传感器。

所述同步顶升控制装置还包括与液压千斤顶根据分布位置分组相应的位移传感器组成位置闭环。

本实用新型相对现有技术具有以下优点和有益效果：

由液压千斤顶与机械式随动支撑机构的准确配合，精确地按照桥梁的实际荷重，平稳地顶举桥梁，使顶升过程中桥梁受到的附加应力下降至最低，同时千斤顶根据分布位置分组，与相应的位移传感器(光栅尺)组成位置闭环，以方便的控制桥梁顶升的位移和姿态，同步精度为±1.0mm，可以很好的保证顶升过程的同步性，确保顶升时上部结构的安全。

附图说明：

通过以下对本实用新型的实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其实用新型的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：

图1是本实用新型桥梁同步顶升控制装置的整体示意图；

101油缸、102位移传感器、103阀组、104控制油路、105PLC、107通讯线、108总控室、109泵站、110进油路

具体实施方式：

下面结合图中的实例对本实用新型作进一步的描述。

在采用传统的顶升工艺时，往往由于荷载的差异和设备的局限，无法根本消除油缸不同步对顶升构件造成的附加应力从而引起构件失效，具有极大的安全隐患。本实用新型所采用的同步顶升控制装置--PLC液压同步顶升技术，从根本上解决了这一长期困扰移位工程界的技术难题，填补了我国在该领域的一项空白，且已达到国际先进水平。

本实用新型同步顶升控制装置--PLC控制液压同步顶升是一种力和位移综合控制的顶升方法，这种力和位移综合控制方法，建立在力和位移双闭环的控制基础上。由液压千斤顶，精确地按照桥梁的实际荷重，平稳地顶举桥梁，使顶升过程中桥梁受到的附加应力下降至最低，同时液压千斤顶根据分布位置分组，与相应的位移传感器(光栅尺)组成位置闭环，以便控制桥梁顶升的位移和姿态，同步精度为±1.0mm，这样就可以很好的保证顶升过程的同步性，确保顶升时上部结构的安全。

如图1所示的本实用新型同步顶升控制装置或者称为同步控制系统均由液压系统(包括：油泵101、液压千斤顶、平衡保护阀103、比例阀、进出油管110等)、计算机控制系统即总控室108(计算机、计算机软件、操作台、电控箱等)、检测传感器(位移传感器102、力传感器)等几个部分组成。

本实用型性同步顶升控制装置的特点：(1)分散布置大型建筑物一般体积庞大，要对其进行顶升，执行机构必须满足分散布置的特点，使大型液压缸能够分散布置在建筑物下任意指定的顶升支点。

(2)集中操作分散布置在大范围内的液压缸执行机构，不能要求操作人员去现场对每个液压缸进行直接控制，那样将需要大量的人员，且需考虑安全问题。操作人员应能在中央控制室内对液压缸进行遥控操作，且能检测现场各液压缸的工作参数。

(3)同步(比例同步)升降、对顶升工程，由于建筑物质量分布不均，分散布置在建筑物下的顶升液压缸受力也不相同，该系统应能保证各顶升液压缸出力不均的情况下同步升降，避免在升降过程中建筑物因变形过大出现开裂现象。不单是顶升时达到高精度同步，在带载下降时同样可保证高精度同步；对于一些桥梁的的顶升、调坡，该系统满足比例同步，即在任意时刻各组位移线性成比例。

(4)Windows操作界面具有友好Windows用户界面的计算机控制系统，操作简单。

(5)实时监控由于操作人员要在中央控制室内对各液压缸进行遥操作，因此，在中央控制室内，操作人员不仅能够实时监控各液压缸的压力、位移大小，而且还能够检测压力、位移的变化趋势、历史纪录等；对于泵站109各阀件的工作状态也能够实时监控，便于故障的排除。

(6)智能管理大型建筑物顶升、平移工程装备通用性强，能够在不改变硬件系统的基础上满足液压缸的任意分组布置，分组同步，以及液压缸和位移传感器的任意关联；同时，该系统既能满足液压缸的同步动作，也能满足液压缸的单独动作；操作人员在中央控制室只需与电脑进行简单的人机交互便可完成所有操作。

(7)硬件功能油缸平衡保护阀可防止任何形式的系统及管路失压，从而保证负载有效支撑；顶升油缸内置式位移、压力传感器、均载阀，保证了顶升系统在恶劣工作环境下的高度可靠性。

对于建筑物顶升、平移，执行机构分散布置在大范围内，动力系统的设计必须满足这种执行机构多，布置分散的特点，因此采用 “工控机+可编程控制器”即“IPC+PLC”组成的分布式计算机控制系统DCS(Distributed Control System)，实现执行机构的分散控制，信息集中管理，集中操作，达到最优化控制的目的。

该计算机/电控系统纵向分为两级，操作管理级和过程控制级。操作管理级集中在中央控制室，主要由工控机、32路I/O卡、4端口高速RS-422/485卡和3轴正交编码卡组成。各板卡和工控机之间通过ISA总线通讯，可以根据需要进行功能的再扩展。操作管理级主要完成迁移过程的各种系统参数设置、操作命令发送、位移采集、实时监控、人机交互和智能管理等。

过程控制级分散布置在各个泵站上，由四组PLC105组成。水平方向上各PLC之间是相互独立的，在完成数据上传和操作管理级指令的同时，各PLC之间也可进行数据交换。过程控制级PLC主要用来完成实时性强的控制任务，电液比例减压阀和压力传感器组成的快速闭环调压回路就是在这一层实现的。

为了保证液压缸同步，该系统还安装了位置闭环。位移传感器测得位移，通过3轴正交编码卡上传给工控机，工控机对位移进行比较决策后，下传结果给各PLC，由PLC对各液压缸进行实时同步控制。位移的测量、比较决策之所以在上层操作管理级完成，是因为位移传感器和液压缸之间的分组关联是任意的，根据工程实际布置情况时刻在变，位移传感器并不固定属于某PLC的某一缸，这种设计方案的通用性强。

大型建筑物体积庞大、超大重量且分布不均，对其进行顶升、平移采用液压执行机构，这是因为液压执行机构的功率重量比大，通过管道便可进行能量分配和传递，易于实现直线运动。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。

Claims

1.一种同步顶升控制装置，其特征在于，其包括：液压系统、计算机控制系统、以及检测传感器系统，所述计算机控制系统与检测传感器系统经由通讯线直接连接，所述计算机控制系统与液压系统间则还连接有可编程控制器PLC，计算机控制系统经由可编程控制器PLC对液压系统实现间接连接控制。

2.根据权利要求1所述的同步顶升控制装置，其特征在于，所述液压系统包括：油泵、液压千斤顶、平衡保护阀、比例阀、进出油管。

3.根据权利要求2所述的同步顶升控制装置，其特征在于，所述计算机控制系统包括：计算机、计算机软件、操作台、电控箱。

4.根据权利要求2所述的同步顶升控制装置，其特征在于，所述检测传感器系统包括：位移传感器、力传感器。

5.根据权利要求4所述的同步顶升控制装置，其特征在于，所述同步顶升控制装置还包括与液压千斤顶根据分布位置分组相应的位移传感器组成位置闭环。