CN204715770U - 一种多顶智能张拉控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种多顶智能张拉控制系统，包括存储组件、数据处理电路、千斤顶工作参数检测与传输组件和多组千斤顶组件，每组千斤顶组件均包括张拉千斤顶和千斤顶驱动电路。存储组件与数据处理电路连接；千斤顶工作参数检测与传输组件连接每台张拉千斤顶和以及数据处理电路；数据处理电路还连接每台千斤顶驱动电路，以对比和分析目标张拉数据和张拉千斤顶的工作参数信息，并向千斤顶驱动电路发出电平信号指令；千斤顶驱动电路还连接并控制对应的张拉千斤顶。本实用新型能够实现对预应力施工的全自动控制和远程控制，且能够同时对多台千斤顶进行控制，施工过程安全性高，施工效率高，施工结果精度高；同时，能够有效确保工程质量。

Description

一种多顶智能张拉控制系统

技术领域

本实用新型属于预应力施工技术领域，涉及一种张拉控制系统，尤其是智能张拉控制系统。

背景技术

现有技术中，对预应力进行张拉控制的系统在预应力张拉准备前，张拉设计参数均通过电脑现场临时输入，效率低下且容易出错。而在预应力张拉过程中，以控制力为主和钢绞线伸长量为辅进行双控，当控制力到达时，均认为张拉施工合格，当钢绞线伸长量未在合格范围内时进行下一步的处理，所得有效张拉应力精度较低。同时由于在预应力张拉过程中，所有张拉数据结果都是存储在现场电脑中进行记录，施工人员可以修改记录表，因此若张拉出现异常情况，施工人员只需凭经验就可更改相关测量数据，最后递交到上级部门的数据几乎都是合格的，当出现问题时，无法查找出真实的原因。此外，现有技术中的预应力张拉控制系统无法进行远程维护，系统无法升级；也是因为这个原因，在现有的预应力张拉过程中，通常在施工现场近距离操作，使得意外工伤事故无法避免。除此之外，在预应力张拉过程中，控制方法均无法实现无限次的倒缸。而在现有技术中，对多台千斤顶进行控制时，均难以有效地对多台千斤顶进行同比例张拉的控制。正是由于存在上述问题，现有预应力张拉控制系统不够智能，能够解决上述问题的预应力智能张拉控制系统具有极强的研究意义和很大的应用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、能够实现张拉施工过程全自动化和多台张拉千斤顶同时控制的智能张拉控制系统。

为了达到上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种多顶智能张拉控制系统，包括存储组件、数据处理电路、千斤顶工作参数检测与传输组件和两组或者两组以上的千斤顶组件，每组所述千斤顶组件均包括千斤顶驱动电路和张拉千斤顶；所述存储组件与所述数据处理电路连接，以存储目标张拉数据并允许所述数据处理电路获取所述目标张拉数据；所述千斤顶工作参数检测与传输组件连接每台所述张拉千斤顶，以实时检测每台所述张拉千斤顶的工作参数信息，又连接所述数据处理电路，以允许所述数据处理电路获取每台所述张拉千斤顶的工作参数信息；所述数据处理电路还分别连接每台所述千斤顶驱动电路，以对比和分析从所述存储组件获取的所述目标张拉数据和从所述千斤顶工作参数检测与传输组件获取的每台所述张拉千斤顶的工作参数信息，并向每台所述千斤顶驱动电路发出操作对应的张拉千斤顶的电平信号指令；每台所述千斤顶驱动电路还与对应的张拉千斤顶连接，以根据从所述数据处理电路接收的电平信号指令操作所述张拉千斤顶。

所述数据处理电路与每台所述千斤顶驱动电路均通过I/O接口连接。

所述千斤顶工作参数检测与传输组件包括模拟量输入/输出电路、以及均与所述千斤顶组件的数量相同的油压传感器和位移传感器；所述油压传感器的检测端与所述张拉千斤顶的油路一一对应地连接，信号输出端则连接所述模拟量输入/输出电路，以检测对应的张拉千斤顶的工作油压数据并发送至所述模拟量输入/输出电路；所述位移传感器的检测端与所述张拉千斤顶一一对应地连接，信号输出端则连接所述模拟量输入/输出电路，以检测对应的张拉千斤顶的张拉位移量数据并发送至所述模拟量输入/输出电路；所述模拟量输入/输出电路还连接所述数据处理电路，以实现所述油压数据和所述张拉位移量数据的处理并发送至所述数据处理电路。

优选的，所述油压传感器的信号输出端与所述模拟量输入/输出电路通过模拟量接口连接。

优选的，所述位移传感器的信号输出端与所述模拟量输入/输出电路通过模拟量接口连接。

优选的，所述模拟量输入/输出电路与所述数据处理电路通过模拟量接口连接。

所述控制系统还包括实时张拉数据采集组件，所述实时张拉数据采集组件与所述数据处理电路连接，以从所述数据处理电路获取张拉千斤顶的实时工作参数信息供工作人员参考。

优选的，所述实时张拉数据采集组件包括分别与所述数据处理电路连接的现场实时张拉数据采集组件和远程实时张拉数据采集组件，以分别从所述数据处理电路获取张拉千斤顶的实时工作参数信息供现场工作人员或远程工作人员参考。

所述控制系统还包括工业遥控组件，所述工业遥控组件包括手持机无线网络通信电路和手持机遥控器；所述手持机遥控器与所述手持机无线网络通信电路通过无线传输的方式连接，所述手持机无线网络通信电路与所述数据处理电路通过I/O接口连接，以允许工作人员由所述手持机遥控器通过所述手持机无线网络通信电路向所述数据处理电路发送电平信号指令，实现人工远程控制。

所述系统还包括交换机；所述交换机通过以太网接口连接数据处理电路；所述交换机还通过以太网接口分别连接存储组件、所述现场实时张拉数据采集组件和所述远程实时张拉数据采集组件，以辅助所述数据处理电路与所述存储组件、所述现场实时张拉数据采集组件和所述远程实时张拉数据采集组件的数据传输。

存储组件包括USB存储器和人机操控界面装置，所述USB存储器与所述人机操控界面装置以USB接口连接，所述人机操控界面装置与所述交换机通过以太网接口连接。

所述现场实时张拉数据采集组件包括现场电脑和无线WIFI电路，所述无线WIFI电路通过无线传输方式连接所述现场电脑，并通过以太网接口连接所述交换机。

优选的，所述远程实时张拉数据采集组件包括远程电脑、与所述远程电脑通过以太网接口连接的Internet/3G/4G服务器、以及与所述Internet/3G/4G服务器通过无线传输方式无线连接的无线3G/4G上网客户端；所述无线3G/4G上网客户端通过以太网接口与所述交换机连接。

每台所述千斤顶驱动电路包括与对应的张拉千斤顶的油路连接的油路阀门和与所述油路阀门连接的变频电机，以通过所述变频电机控制所述油路阀门，进而控制对应的张拉千斤顶的油路；而所述变频电机通过I/O接口与所述数据处理电路连接。

所述千斤顶工作参数检测与传输组件还包括反拱位移传感器，所述反拱位移传感器的检测端连接预应力梁，以检测预应力梁的反拱值；所述反拱位移传感器的输出端通过模拟量接口连接所述模拟量输入/输出电路。

由于采用上述方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型预应力多顶智能张拉控制系统一方面能够实现对预应力张拉的全自动控制，施工效率高，所得到的有效预应力准确可靠；另一方面能够实现对张拉千斤顶的远程控制，能够有效避免意外工伤事故的发生，保障工作人员的生命安全。该系统结构简单，操作人性化，简单易懂，节约了人工成本；同时，张拉过程中能够通过3G/4G上网客户端和Internet/3G/4G服务器实时将张拉数据传输至远程电脑

数据库，数据永久保存并发布于网络，能够实现数据可追溯，有效确保工程质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例中预应力多顶智能张拉控制系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型提出了一种多顶智能张拉控制系统，图1是其结构示意图。该多顶智能张拉控制系统包括存储组件、数据处理电路、千斤顶工作参数检测与传输组件、多组千斤顶组件、实时张拉数据采集组件、工业遥控组件和交换机。每组千斤顶组件均包括张拉千斤顶和千斤顶驱动电路。如图1所示，本实施例中，该控制系统包括第一千斤顶组件、第二千斤顶组件、….、第n千斤顶组件。第一千斤顶组件包括第一张拉千斤顶和第一千斤顶驱动电路，第二千斤顶组件包括第二张拉千斤顶和第二千斤顶驱动电路，…，第n千斤顶组件包括第n张拉千斤顶和第n千斤顶驱动电路。其中，n大于或者等于2。

上述存储组件与数据处理电路连接，以存储目标张拉数据并允许数据处理电路获取目标张拉数据。本实施例中，该存储组件包括USB存储器和人机操控界面装置，USB存储器与人机操控界面装置通过USB接口连接。本实施例中，存储组件通过交换机间接与数据处理电路连接，具体为：人机操控界面装置与交换机通过以太网接口连接，交换机与数据处理电路通过以太网连接。本实施例中，上述目标张拉数据包括钢绞线目标控制张拉力，理论伸长值，梁编号，索号，分级百分比，分级保压时间，伸长量不够时是否超张拉，超张拉百分比，超张拉保压时间等。

上述千斤顶工作参数检测与传输组件连接每台张拉千斤顶，以实时检测每台张拉千斤顶的工作参数信息，又连接数据处理电路，以允许数据处理电路获取每台张拉千斤顶的工作参数信息。本实施例中，该千斤顶工作参数检测与传输组件包括n个油压传感器、n个位移传感器和模拟量输入/输出电路。其中，该n个油压传感器的检测端与n台张拉千斤顶的油路一一对应连接，信号输出端则均通过模拟量接口连接模拟量输入/输出电路，以检测每台张拉千斤顶的工作油压数据并发送至模拟量输入/输出电路；该n个位移传感器的检测端与n台张拉千斤顶一一对应连接，信号输出端则均通过模拟量接口连接模拟量输入/输出电路，以检测每台张拉千斤顶的张拉位移量数据并发送至模拟量输入/输出电路；模拟量输入/输出电路还通过模拟量接口连接数据处理电路，以实现油压数据和张拉位移量数据的处理并发送至数据处理电路。

数据处理电路还通过I/O接口分别连接每台千斤顶驱动电路，以在对比和分析从存储组件获取的目标张拉数据和从千斤顶工作参数检测与传输组件获取的每台张拉千斤顶的工作参数信息后，向每台千斤顶驱动电路发出操作对应的张拉千斤顶的电平信号指令。每台千斤顶驱动电路还与对应的(即所在千斤顶组件的)张拉千斤顶连接，以根据从数据处理电路接收的指令操作对应的张拉千斤顶。本实施例中，数据处理电路采用西门子SIMATIC S7-200或S7-1200系列可编程控制器PLC。

张拉千斤顶包括油路，以为其工作提供动力。每台千斤顶驱动电路均包括与对应的张拉千斤顶的油路连接的油路阀门和与该油路阀门连接的变频电机，以通过变频电机控制油路阀门，进而控制对应的张拉千斤顶的油路油压；而变频电机通过I/O接口与数据处理电路连接。

由此，本实用新型实现了对张拉千斤顶张拉预应力的全自动控制，施工效率得以大幅提高，且施工结果精度高，所得预应力精确可靠。同时，本实用新型能够控制多台千斤顶，根据设定参数，能够实现多台千斤顶的同比例张拉。

上述实时张拉数据采集组件与数据处理电路连接，以从数据处理电路获取张拉千斤顶的实时工作参数信息供工作人员参考。该实时张拉数据采集组件包括分别与数据处理电路连接的现场实时张拉数据采集组件和远程实时张拉数据采集组件，以分别从数据处理电路获取张拉千斤顶的实时工作参数信息供现场工作人员和远程工作人员参考。

上述工业遥控组件包括手持机无线网络通信电路和手持机遥控器。该手持机遥控器与手持机无线网络通信电路通过无线传输方式无线连接，该手持机无线网络通信电路则与数据处理电路通过I/O接口连接。从而，允许工作人员能够由该手持机遥控器通过手持机无线网络通信电路向数据处理电路发送电平信号指令，实现人工远程控制。

上述交换机通过以太网接口连接数据处理电路。该交换机还通过以太网接口分别连接存储组件、现场实时张拉数据采集组件和远程实时张拉数据采集组件，以辅助数据处理电路与存储组件、现场实时张拉数据采集组件和远程实时张拉数据采集组件的数据传输。

上述现场实时张拉数据采集组件包括现场电脑和无线WIFI电路，该无线WIFI电路通过无线传输方式连接现场电脑，并通过以太网接口方式连接交换机。上述远程实时张拉数据采集组件包括远程电脑、与远程电脑通过以太网接口连接的Internet/3G/4G服务器、以及与Internet/3G/4G服务器通过无线传输方式无线连接的无线3G/4G上网客户端；该无线3G/4G上网客户端通过以太网接口与交换机连接。通过现场实时张拉数据采集组件和远程实时张拉数据采集组件，能够在张拉过程中，将工作参数传输至现场电脑和远程电脑数据库，永久保存或发布于网络，从而能够实现数据可追溯，有效保证了工程质量。

此外，该千斤顶工作参数检测与传输组件还包括反拱位移传感器，该反拱位移传感器的检测端连接预应力梁，以检测预应力梁的反拱值；其输出端通过模拟量接口连接模拟量输入/输出电路，从而能够将所测得的反拱值通过模拟量输入/输出电路传输到数据处理电路，以作为数据处理电路对千斤顶驱动电路做出决策时的参考。

通过上述远程实时张拉数据采集组件，使得工作人员能够远程获取每台张拉千斤顶的工作参数；而结合上述工业遥控组件，工作人员能够远程控制对应的张拉千斤顶工作。因此，本实用新型使得工作人员能够远程监控各台张拉千斤顶的工作，避免了在施工现场发生工伤事故，有效地保障了工作人员的生命安全。

本实用新型多顶智能张拉控制系统一方面能够实现对多台张拉千斤顶的预应力张拉的全自动控制，施工效率高，所得到的有效预应力准确可靠；另一方面能够实现对多台张拉千斤顶的远程控制，能够有效避免意外工伤事故的发生，保障工作人员的生命安全。该系统结构简单，操作人性化，简单易懂，节约了人工成本；同时，张拉过程中能够通过3G/4G上网客户端和Internet/3G/4G服务器实时将张拉数据传输至远程电脑数据库，数据永久保存并发布于网络，能够实现数据可追溯，有效确保工程质量。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种多顶智能张拉控制系统，其特征在于：包括存储组件、数据处理电路、千斤顶工作参数检测与传输组件和两组或者两组以上的千斤顶组件，每组所述千斤顶组件均包括千斤顶驱动电路和张拉千斤顶；

所述存储组件与所述数据处理电路连接，以存储目标张拉数据并允许所述数据处理电路获取所述目标张拉数据；

所述千斤顶工作参数检测与传输组件连接每台所述张拉千斤顶，以实时检测每台所述张拉千斤顶的工作参数信息，又连接所述数据处理电路，以允许所述数据处理电路获取每台所述张拉千斤顶的工作参数信息；

所述数据处理电路还分别连接每台所述千斤顶驱动电路，以对比和分析从所述存储组件获取的所述目标张拉数据和从所述千斤顶工作参数检测与传输组件获取的每台所述张拉千斤顶的工作参数信息，并向每台所述千斤顶驱动电路发出操作对应的张拉千斤顶的电平信号指令；

每台所述千斤顶驱动电路还与对应的张拉千斤顶连接，以根据从所述数据处理电路接收的电平信号指令操作所述张拉千斤顶。

2.根据权利要求1所述的多顶智能张拉控制系统，其特征在于：所述数据处理电路与每台所述千斤顶驱动电路均通过I/O接口连接。

3.根据权利要求1所述的多顶智能张拉控制系统，其特征在于：所述千斤顶工作参数检测与传输组件包括模拟量输入/输出电路、以及均与所述千斤顶组件的数量相同的油压传感器和位移传感器；

所述油压传感器的检测端与所述张拉千斤顶的油路一一对应地连接，信号输出端则连接所述模拟量输入/输出电路，以检测对应的张拉千斤顶的工作油压数据并发送至所述模拟量输入/输出电路；

所述位移传感器的检测端与所述张拉千斤顶一一对应地连接，信号输出端则连接所述模拟量输入/输出电路，以检测对应的张拉千斤顶的张拉位移量数据并发送至所述模拟量输入/输出电路；

所述模拟量输入/输出电路还连接所述数据处理电路，以实现所述油压数据和所述张拉位移量数据的处理并发送至所述数据处理电路。

4.根据权利要求3所述的多顶智能张拉控制系统，其特征在于：所述油压传感器的信号输出端与所述模拟量输入/输出电路通过模拟量接口连接。

5.根据权利要求3所述的多顶智能张拉控制系统，其特征在于：所述位移传感器的信号输出端与所述模拟量输入/输出电路通过模拟量接口连接。

6.根据权利要求3所述的多顶智能张拉控制系统，其特征在于：所述模拟量输入/输出电路与所述数据处理电路通过模拟量接口连接。

7.根据权利要求1所述的多顶智能张拉控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括实时张拉数据采集组件，所述实时张拉数据采集组件与所述数据处理电路连接，以从所述数据处理电路获取张拉千斤顶的实时工作参数信息供工作人员参考。

8.根据权利要求7所述的多顶智能张拉控制系统，其特征在于：所述实时张拉数据采集组件包括分别与所述数据处理电路连接的现场实时张拉数据采集组件和远程实时张拉数据采集组件，以分别从所述数据处理电路获取张拉千斤顶的实时工作参数信息供现场工作人员或远程工作人员参考。

9.根据权利要求1所述的多顶智能张拉控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括工业遥控组件，所述工业遥控组件包括手持机无线网络通信电路和手持机遥控器；

所述手持机遥控器与所述手持机无线网络通信电路通过无线传输的方式连接，所述手持机无线网络通信电路与所述数据处理电路通过I/O接口连接，以允许工作人员由所述手持机遥控器通过所述手持机无线网络通信电路向所述数据处理电路发送电平信号指令，实现人工远程控制。

10.根据权利要求8所述的多顶智能张拉控制系统，其特征在于：所述系统还包括交换机；所述交换机通过以太网接口连接数据处理电路；

所述交换机还通过以太网接口分别连接存储组件、所述现场实时张拉数据采集组件和所述远程实时张拉数据采集组件，以辅助所述数据处理电路与所述存储组件、所述现场实时张拉数据采集组件和所述远程实时张拉数据采集组件的数据传输。

11.根据权利要求10所述的多顶智能张拉控制系统，其特征在于：存储组件包括USB存储器和人机操控界面装置，所述USB存储器与所述人机操控界面装置以USB接口连接，所述人机操控界面装置与所述交换机通过以太网接口连接。

12.根据权利要求10所述的多顶智能张拉控制系统，其特征在于：所述现场实时张拉数据采集组件包括现场电脑和无线WIFI电路，所述无线WIFI电路通过无线传输方式连接所述现场电脑，并通过以太网接口连接所述交换机。

13.根据权利要求12所述的多顶智能张拉控制系统，其特征在于：所述远程实时张拉数据采集组件包括远程电脑、与所述远程电脑通过以太网接口连接的Internet/3G/4G服务器、以及与所述Internet/3G/4G服务器通过无线传输方式无线连接的无线3G/4G上网客户端；所述 无线3G/4G上网客户端通过以太网接口与所述交换机连接。

14.根据权利要求1所述的多顶智能张拉控制系统，其特征在于：每台所述千斤顶驱动电路包括与对应的张拉千斤顶的油路连接的油路阀门和与所述油路阀门连接的变频电机，以通过所述变频电机控制所述油路阀门，进而控制对应的张拉千斤顶的油路；而所述变频电机通过I/O接口与所述数据处理电路连接。

15.根据权利要求3所述的多顶智能张拉控制系统，其特征在于：所述千斤顶工作参数检测与传输组件还包括反拱位移传感器，所述反拱位移传感器的检测端连接预应力梁，以检测预应力梁的反拱值；所述反拱位移传感器的输出端通过模拟量接口连接所述模拟量输入/输出电路。