CN204715771U - 一种具有多台预应力智能张拉设备的控制系统 - Google Patents

一种具有多台预应力智能张拉设备的控制系统 Download PDF

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岳秀平
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Abstract

本实用新型提出了一种具有多台预应力智能张拉设备的控制系统。每台预应力智能张拉设备均包括数据处理电路、千斤顶驱动电路、无线网络通信组件和远程实时监控组件。数据处理电路与千斤顶驱动电路连接,千斤顶驱动电路还与张拉千斤顶连接,以由数据处理电路向千斤顶驱动电路发送指令以控制张拉千斤顶的工作。无线网络通信组件则与对应的数据处理电路连接,且其中一台无线网络通信组件与其他无线网络通信组件均连接。远程实时监控组件包括相互连接的远程电脑和远程无线网络通信组件,远程电脑通过远程无线网络通信组件与数据处理电路通信连接。本实用新型大大提高了预应力张拉施工效率,施工结果的精度高,成本低,且能够有效保证工程质量。

Description

一种具有多台预应力智能张拉设备的控制系统
技术领域
本实用新型属于预应力施工技术领域,涉及一种预应力控制系统,尤其是具有多台预应力智能张拉设备的控制系统。
背景技术
传统的预应力张拉设备由人工控制高压电动油泵来控制张拉千斤顶的工作,无法有效地控制张拉时的同步性、持荷时间以及张拉控制应力和有效预应力的均匀度。同时,现有预应力施工过程中,每台张拉设备都要单独的工程技术人员操控,施工进度慢,而多台同时施工又无法保持施工进度的一致性,施工效率收到严重的限制。
此外,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,张拉目标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。在实现对预应力筋的两端进行同步张拉时,上述问题更是突出。正是由于存在上述问题,现有预应力张拉技术尤其是多台张拉设备同时施工的技术不够智能,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
本实用新型的主要目的在于提供一种结构简单的具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,以有效提高张拉施工过程的工作效率和施工结构精度,实现张拉施工过程全自动化。
为了达到上述目的,本实用新型的解决方案是:
一种具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,包括三台或三台以上预应力智能张拉设备;每台所述预应力智能张拉设备均包括数据处理电路、千斤顶驱动电路、无线网络通信组件和远程实时监控组件;所述数据处理电路与所述千斤顶驱动电路连接,所述千斤顶驱动电路还与对应的张拉千斤顶连接,以允许所述数据处理电路向所述千斤顶驱动电路发送电平信号指令以控制所述张拉千斤顶的工作;所述无线网络通信组件则与对应的数据处理电路连接;其中有一台所述预应力智能张拉设备的无线网络通信组件分别与其他每台所述预应力智能张拉设备的无线网络通信组件通过无线传输方式连接;所述远程实时监控组件包括相互连接的远程电脑和远程无线网络通信组件,所述远程电脑通过所述远程无线网络通信组件与所述数据处理电路通信连接。
所述数据处理电路与所述千斤顶驱动电路通过I/O接口连接;所述无线网络通信组件与对应的数据处理电路通过RS485接口连接。
所述远程实时监控组件包括与所述远程电脑通过以太网接口连接的Internet/3G/4G服务器、与所述Internet/3G/4G服务器通过无线传输方式连接的无线3G/4G上网客户端;所述设备还包括交换机,所述交换机通过以太网接口分别连接所述无线3G/4G上网客户端和所述数据处理电路。
每台所述预应力智能张拉设备均还包括与对应的张拉千斤顶连接以实时检测张拉千斤顶的工作参数信息的千斤顶工作参数检测与传输组件;所述千斤顶工作参数检测与传输组件还与所述数据处理电路连接,以允许所述数据处理电路获取所述张拉千斤顶的工作参数信息。
在每台所述预应力智能张拉设备中,所述千斤顶工作参数检测与传输组件包括油压传感器、位移传感器和模拟量输入/输出电路;所述油压传感器的检测端连接张拉千斤顶的油路,信号输出端则连接所述模拟量输入/输出电路,以检测张拉千斤顶的工作油压数据并以电平信号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连接张拉千斤顶,信号输出端连接所述模拟量输入/输出电路,以检测张拉千斤顶的张拉位移量数据并以电平信号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以电平信号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通过模拟量接口连接所述模拟量输入/输出电路。
优选的,所述位移传感器的信号输出端通过模拟量接口连接所述模拟量输入/输出电路。
优选的,所述模拟量输入/输出电路通过模拟量接口连接所述数据处理电路。
优选的,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。
每台所述预应力单端智能张拉装置还均包括存储目标张拉数据的存储组件;所述存储组件与所述数据处理电路连接,以允许所述数据处理电路获取所存储的目标张拉数据,并分析和对比所述目标张拉数据和所述张拉千斤顶的工作参数信息,并向所述千斤顶驱动电路发出操作对应的张拉千斤顶的指令。
所述存储组件包括USB存储器和人机操控界面装置,所述USB存储器通过USB接口连接所述人机操控界面装置,以允许工作人员通过人机操控界面装置向所述存储器输入目标张拉数据;所述人机操控界面装置通过以太网接口连接所述交换机,以辅助所述USB存储器与所述数据处理电路之间的数据传输。
每台所述预应力智能张拉设备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组件和手持机遥控器;其中,所述手持机无线网络通信组件与所述数据处理电路通过I/O接口连接,所述手持机遥控器与所述手持机无线网络通信组件通过无线传输方式无线连接,以允许工作人员由所述手持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,实现所述预应力智能张拉设备的人工远程控制。
每台所述预应力智能张拉设备还包括与所述交换机连接的现场实时监控组件;所述现场实时监控组件包括现场电脑和无线WIFI组件,所述无线WIFI组件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。
每台所述预应力智能张拉设备中,所述千斤顶驱动电路包括与张拉千斤顶的油路连接的油路阀门,以及与所述油路阀门连接的变频电机;所述变频电机还与所述数据处理电路连接,以在所述数据处理电路的电平信号指令下控制所述油路阀门的动作,进而控制所述张拉千斤顶的工作。
由于采用上述方案,本实用新型的有益效果是:本实用新型具有多台预应力智能张拉设备的控制系统通过将多台预应力智能张拉设备通过无线网络连接,实现了通过操控其中一台预应力智能张拉设备同时控制多台预应力智能张拉设备,使得这些预应力智能张拉设备同时施工,提高了施工进度,节约了人工成本。此外,其中的每台预应力智能张拉设备一方面能够实现对预应力张拉的全自动控制,施工效率高,能够实现任意次倒缸,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;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具有多台预应力智能张拉设备的控制系统的结构示意图;
图2是本实用新型实施例中每台预应力智能张拉设备的结构示意图。
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具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,图1所示为该设备的结构示意图。从图1中可以看出,该控制系统包括三台或三台以上预应力智能张拉设备;图2所示为每台预应力智能张拉设备的结构示意图。从图1和图2可以看出,每台预应力智能张拉设备均包括存储组件、数据处理电路、千斤顶工作参数检测与传输组件、千斤顶驱动电路、远程实时监控组件、现场实时监控组件、交换机和无线网络通信组件。
上述数据处理电路与千斤顶驱动电路通过I/O接口连接,千斤顶驱动电路还与对应的张拉千斤顶连接,以由数据处理电路向千斤顶驱动电路发送电平信号指令以控制张拉千斤顶的工作。无线网络通信组件则与数据处理电路通过RS485接口连接。
上述远程实时监控组件包括相互连接的远程电脑和远程无线网络通信组件,该远程电脑通过远程无线网络通信组件与数据处理电路通信连接;该远程无线网络通信组件包括与远程电脑通过以太网接口连接的Internet/3G/4G服务器、与Internet/3G/4G服务器通过无线传输方式连接的无线3G/4G上网客户端。本实施例中,有一台预应力智能张拉设备的无线网络通信组件分别与其他每台预应力智能张拉设备的无线网络通信组件通过无线传输方式连接。从而,通过这台预应力智能张拉设备的远程实时监控组件,既可操控这台预应力智能张拉设备,又可以操控其他各台预应力智能张拉设备。即本实施例中,这台预应力智能张拉设备为主张拉设备,其他每台预应力智能张拉设备为副张拉设备;通过控制主张拉设备即可同时控制副张拉设备,实现对多台预应力智能张拉设备的同时控制,具体为通过该主张拉设备的远程实时监控组件、无线网络通信组件和其他各副张拉设备的无线网络通信组件通信来实现对其他各副张拉设备的操控。
上述存储组件通过交换机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所存储的目标张拉数据。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;其中,USB存储器通过USB接口连接该人机操控界面装置,以允许工作人员通过该人机操控界面装置向该USB存储器输入目标张拉数据;该人机操控界面装置通过以太网接口连接交换机,交换机通过以太网接口连接数据处理电路,以辅助USB存储器与数据处理电路之间的数据传输。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,理论伸长量,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张拉千斤顶,以实时检测张拉千斤顶的工作参数信息。该千斤顶工作参数检测与传输组件又连接数据处理电路,以允许数据处理电路获取张拉千斤顶的工作参数信息。
在本实施例中,该千斤顶工作参数检测与传输组件包括油压传感器、位移传感器和模拟量输入/输出电路。该油压传感器的检测端连接张拉千斤顶的油路,信号输出端则通过模拟量接口连接模拟量输入/输出电路,以检测张拉千斤顶的工作油压数据并以电平信号发送至模拟量输入/输出电路;该位移传感器的检测端连接张拉千斤顶,信号输出端通过模拟量接口连接模拟量输入/输出电路,以检测张拉千斤顶的张拉位移量数据并以电平信号发送至模拟量输入/输出电路;该模拟量输入/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以电平信号发送至数据处理电路。
数据处理电路分别连接千斤顶工作参数检测与传输组件、存储组件和千斤顶驱动电路,以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张拉千斤顶的工作参数信息,并向千斤顶驱动电路发出操作张拉千斤顶的电平信号指令。千斤顶驱动电路连接张拉千斤顶,根据从数据处理电路接收的电平信号指令操作张拉千斤顶。
本实施例中,千斤顶驱动电路包括油路阀门和变频电机。张拉千斤顶的油路包括进油管道和回油管道,油路阀门连通并控制进油管道和回油管道,变频电机则一方面连接该油路阀门,另一方面通过I/O接口连接数据处理电路。变频电机根据从数据处理电路获取的电平信号指令控制油路阀门,进而控制张拉千斤顶的工作。
每台预应力单端智能张拉装置还包括工业遥控组件。该工业遥控组件包括手持机无线网络通信组件和手持机遥控器;其中,手持机无线网络通信组件与数据处理电路通过I/O接口连接,手持机遥控器与手持机无线网络通信组件通过无线传输方式无线连接,以允许工作人员由手持遥控器通过手持机无线网络通信组件向数据处理电路发送电平信号指令,实现预应力单端智能张拉装置的人工远程控制。本实施例中,该手持机遥控器采用台湾禹鼎公司生产的F21系列遥控器。
交换机一方面通过以太网接口连接数据处理电路,另一方面通过以太网接口连接存储组件、远程实时监控组件和现场实时监控组件,以辅助存储组件、远程实时监控组件和现场实时监控组件与数据处理电路的数据传输。
上述现场实时监控组件包括现场电脑和无线WIFI组件,该现场电脑和无线WIFI组件之间通过无线传输方式通信连接。该无线WIFI组件通过以太网接口与交换机连接,从而现场电脑能够通过无线WIFI组件和交换机从数据处理电路获取张拉千斤顶的实时工作参数供现场工作人员参考,且工作人员能够操作现场电脑通过无线WIFI组件、交换机、数据处理电路进而操控对应的千斤顶。
本实用新型中,远程实时监控组件还具有实时采集千斤顶工作参数的功能,具体为远程电脑通过Internet/3G/4G服务器、无线3G/4G上网客户端和交换机,从数据处理电路获取张拉千斤顶的实时工作参数以供远程工作人员参考。
此外,上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,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。
本实用新型具有多台预应力智能张拉设备的控制系统通过将多台预应力智能张拉设备通过无线网络与计算机连接,实现了一台计算机同时控制多台预应力智能张拉设备,使得多台预应力智能张拉设备同时施工,提高了施工进度,节约了人工成本。此外,其中的预应力智能张拉设备一方面能够实现对预应力张拉的全自动控制,施工效率高,能够实现任意次倒缸,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;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 (14)

1.一种具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,其特征在于:包括三台或三台以上预应力智能张拉设备;每台所述预应力智能张拉设备均包括数据处理电路、千斤顶驱动电路、无线网络通信组件和远程实时监控组件;
所述数据处理电路与所述千斤顶驱动电路连接,所述千斤顶驱动电路还与对应的张拉千斤顶连接,以允许所述数据处理电路向所述千斤顶驱动电路发送电平信号指令以控制所述张拉千斤顶的工作;
所述无线网络通信组件则与对应的数据处理电路连接;其中有一台所述预应力智能张拉设备的无线网络通信组件分别与其他每台所述预应力智能张拉设备的无线网络通信组件通过无线传输方式连接;
所述远程实时监控组件包括相互连接的远程电脑和远程无线网络通信组件,所述远程电脑通过所述远程无线网络通信组件与所述数据处理电路通信连接。
2.根据权利要求1所述的具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,其特征在于:所述数据处理电路与所述千斤顶驱动电路通过I/O接口连接;
所述无线网络通信组件与对应的数据处理电路通过RS485接口连接。
3.根据权利要求1所述的具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,其特征在于:所述远程实时监控组件包括与所述远程电脑通过以太网接口连接的Internet/3G/4G服务器、与所述Internet/3G/4G服务器通过无线传输方式连接的无线3G/4G上网客户端;
所述设备还包括交换机,所述交换机通过以太网接口分别连接所述无线3G/4G上网客户端和所述数据处理电路。
4.根据权利要求3所述的具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,其特征在于:每台所述预应力智能张拉设备均还包括与对应的张拉千斤顶连接以实时检测张拉千斤顶的工作参数信息的千斤顶工作参数检测与传输组件;
所述千斤顶工作参数检测与传输组件还与所述数据处理电路连接,以允许所述数据处理电路获取所述张拉千斤顶的工作参数信息。
5.根据权利要求4所述的具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,其特征在于:在每台所述预应力智能张拉设备中,所述千斤顶工作参数检测与传输组件包括油压传感器、位移传感器和模拟量输入/输出电路;
所述油压传感器的检测端连接张拉千斤顶的油路,信号输出端则连接所述模拟量输入/输出电路,以检测张拉千斤顶的工作油压数据并以电平信号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连接张拉千斤顶,信号输出端连接所述模拟量输入/输出电路,以检测张拉千斤顶的张拉位移量数据并以电平信号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以电平信号发送至所述数据处理电路。
6.根据权利要求5所述的具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,其特征在于:所述油压传感器的信号输出端通过模拟量接口连接所述模拟量输入/输出电路。
7.根据权利要求5所述的具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,其特征在于:所述位移传感器的信号输出端通过模拟量接口连接所述模拟量输入/输出电路。
8.根据权利要求5所述的具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,其特征在于:所述模拟量输入/输出电路通过模拟量接口连接所述数据处理电路。
9.根据权利要求5所述的具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,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。
10.根据权利要4所述的具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,其特征在于:每台所述预应力单端智能张拉装置还均包括存储目标张拉数据的存储组件;所述存储组件与所述数据处理电路连接,以允许所述数据处理电路获取所存储的目标张拉数据,并分析和对比所述目标张拉数据和所述张拉千斤顶的工作参数信息,并向所述千斤顶驱动电路发出操作对应的张拉千斤顶的指令。
11.根据权利要10所述的具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,其特征在于:所述存储组件包括USB存储器和人机操控界面装置,所述USB存储器通过USB接口连接所述人机操控界面装置,以允许工作人员通过人机操控界面装置向所述存储器输入目标张拉数据;
所述人机操控界面装置通过以太网接口连接交换机,以辅助所述USB存储器与所述数据处理电路之间的数据传输。
12.根据权利要求1所述的具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,其特征在于:每台所述预应力智能张拉设备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组件和手持机遥控器;其中,所述手持机无线网络通信组件与所述数据处理电路通过I/O接口连接,所述手持机遥控器与所述手持机无线网络通信组件通过无线传输方式无线连接,以允许工作人员由所述手持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,实现所述预应力智能张拉设备的人工远程控制。
13.根据权利要求3所述的具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,其特征在于:每 台所述预应力智能张拉设备还包括与所述交换机连接的现场实时监控组件;所述现场实时监控组件包括现场电脑和无线WIFI组件,所述无线WIFI组件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。
14.根据权利要求1所述的具有多台预应力智能张拉设备的控制系统,其特征在于:每台所述预应力智能张拉设备中,所述千斤顶驱动电路包括与张拉千斤顶的油路连接的油路阀门,以及与所述油路阀门连接的变频电机;所述变频电机还与所述数据处理电路连接,以在所述数据处理电路的电平信号指令下控制所述油路阀门的动作,进而控制所述张拉千斤顶的工作。
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