一種無線多點預應力協同張拉控制系統及方法
2023-06-20 16:13:01 2
專利名稱：一種無線多點預應力協同張拉控制系統及方法
技術領域：
本發明涉及預應力張拉領域，特別涉及一種無線多點預應力協同張拉控制系統及 方法。
背景技術：
在實際生產中，預應力張拉指的是在構件中提前加力來應對鋼結構本身所受到的 荷載，所受到的載荷包括屋面自身重量的荷載、風荷載、雪荷載、地震荷載作用等。在構件承 受外荷載之前對受拉混凝土施加預壓應力，可提高構件的剛度，推遲裂縫出現的時間，增加 構件的耐久性。一般的預應力張拉要用到千斤頂、錨板等。目前的預應力張拉中，特別是多點預應力張拉時，主要是以人工來進行控制，通過 人工對各點的張拉情況進行監控。具體是採用多臺張拉機械，用對講機傳遞信息的方式，通 過張拉人員根據油泵壓力表的讀數，對照相應的拉力值，判斷是否達到張拉力，然後，用對 講機通知其他人員，這時張拉並沒有停止，所以很難做到實時信息反饋的保證，也就難免會 出現差錯，效率也會很低。由上可以看出，迫切需要提供一種新的無線多點預應力協同張拉的技術方案，考 慮到現場操作環境的限制，其採用計算機的軟體控制，通過無線控制實現全自動的完成相 關預應力張拉。
發明內容
本發明的目的是提供一種無線多點預應力協同張拉控制系統及方法，可以全自動 的完成工程中的多點預應力張拉。一方面，本發明提供一種無線多點預應力協同張拉控制系統，包括若干張拉控制 計算機及與其匹配的預應力張拉設備，所述張拉控制計算機用以控制與其匹配的預應力張 拉設備進行預應力張拉，並實時接收所述預應力張拉設備採集的預應力張拉值，所述控制 系統還包括一中央控制計算機，所述中央控制計算機與所述若干張拉控制計算機均配置一 無線發射接收單元並通過其進行數據交換，所述中央控制計算機通過所述無線發射接收單 元實時接收所述若干張拉控制計算機傳來的預應力張拉值，並反饋預應力張拉控制指令。所述預應力張拉設備包括依次連接的位移傳感器、千斤頂、電磁閥、油泵、液壓傳 感器，所述位移傳感器一端連接與待張拉構件匹配的預應力筋，另一端連接所述千斤頂的 活動端，所述千斤頂的油缸通過所述電磁閥連接所述油泵，所述液壓傳感器設置在所述油 泵上，所述預應力張拉設備還包括與所述張拉控制計算機連接的數據採集卡，所述數據採 集卡分別連接所述位移傳感器、電磁閥以及液壓傳感器，所述張拉控制計算機控制所述數 據採集卡進行數據採集和信號傳遞並對採集的數據進行分析和顯示。所述張拉控制計算機包括設置模塊和控制模塊，所述設置模塊用以設置所述待張 拉的構件的張拉力控制值，所述控制模塊用以控制所述數據採集卡進行數據採集和信號傳 遞，並配合所述設置模塊的設置值對採集的數據進行分析和顯示。
所述無線發射接收單元包括一無線單片機晶片及其外圍電路，或者，所述無線發射接收單元為成品的數傳模塊。所述無線發射接收單元通過RS232接口、RS485接口、USB接口中的任一種接口與 所述中央控制計算機和張拉控制計算機連接。另一方面，本發明還提供一種基於以上所述系統的無線多點預應力協同張拉控制 方法，包括以下步驟6. 1、所述中央控制計算機向所述若干張拉控制計算機發送張拉指令；6. 2、所述若干張拉控制計算機控制所述預應力張拉設備進行張拉並實時接收其 採集的預應力張拉值，通過所述無線發射接收單元發送預應力張拉值至所述中央控制計算 機；6. 3、所述中央控制計算機判斷所述若干張拉控制計算機傳來的預應力張拉值是 否相同或處在預定的差值內，若是則轉步驟6. 5，若否則轉步驟6. 4 ；6. 4、中央控制計算機向所述預應力張拉值大的張拉控制計算機發出暫停張拉指 令，同時向所述預應力張拉值小的張拉控制計算機發出繼續張拉指令；6. 5、判斷所述預應力張拉值是否達到預定的張拉力控制值，是則停止操作，否則 轉步驟6. 2。所述步驟6. 2具體包括以下步驟6. 2. 1、將所述待張拉的構件的張拉力控制值輸入所述張拉控制計算機的設置模 塊並存儲；6. 2. 2、開啟油泵驅動所述千斤頂張拉，所述張拉控制計算機控制所述數據採集卡 通過所述位移傳感器和液壓傳感器採集位移和液壓數據，將所述液壓數據輸入所述千斤頂 的標定線性回歸公式並輸出張拉力數據；6. 2. 3、判斷所述步驟6. 2. 2輸出的張拉力數據是否達到所述步驟6. 2. 1輸入的構 件張拉力控制值，若是則轉下一步驟，若否則轉步驟6. 2. 2並控制所述油泵加壓；6. 2. 4、記錄此時位移傳感器採集的位移數據以及步驟6. 2. 2輸出的張拉力數據 並輸出至所述中央控制計算機顯示，同時向所述電磁閥發出關閉信號並停止相關操作。所述無線發射接收單元包括一無線單片機晶片及其外圍電路，或者，所述無線發 射接收單元為成品的數傳模塊。所述無線發射接收單元通過RS232接口、RS485接口、USB接口中的任一種接口與 所述中央控制計算機和張拉控制計算機連接。採用本發明所述的一種無線多點預應力協同張拉控制系統，包括若干張拉控制計 算機及與其匹配的預應力張拉設備，還包括一中央控制計算機，所述中央控制計算機與所 述若干張拉控制計算機均配置一無線發射接收單元，通過所述無線發射接收單元實時接收 所述若干張拉控制計算機傳來的預應力張拉值，並反饋預應力張拉控制指令。本發明通過 無線控制的方式，利用一中央控制計算機，實現了多點預應力張拉的全自動控制。
圖1為本發明所述系統的結構圖；圖2為本發明所述系統中的預應力張拉設備結構圖3為本發明所述方法的流程圖；圖4為本發明所述方法中的張拉控制計算機的控制流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例進一步說明本發明的技術方案。參見圖1和圖2，本發明提供一種無線多點預應力協同張拉控制系統100，包括若 幹張拉控制計算機12及與其匹配的預應力張拉設備200 (理論上可以有N個)，所述張拉 控制計算機12用以控制與其匹配的預應力張拉設備200進行預應力張拉，並實時接收所述 預應力張拉設備200採集的預應力張拉值，所述控制系統還包括一中央控制計算機101，所 述中央控制計算機101與所述若干張拉控制計算機12均配置一無線發射接收單元104並 通過其進行數據交換，所述中央控制計算機101通過所述無線發射接收單元104實時接收 所述若干張拉控制計算機12傳來的預應力張拉值，並反饋預應力張拉控制指令。作為一實 施例，所述無線發射接收單元104包括一無線單片機晶片及其外圍電路，或者，所述無線發 射接收單元104也可以為成品的數傳模塊。所述無線發射接收單元104通過RS232接口、 RS485接口、USB接口中的任一種接口與所述中央控制計算機101和張拉控制計算機12連 接。參見圖2，所述的預應力張拉設備200，包括依次連接的位移傳感器3、千斤頂4、油 管5、電磁閥6、油泵7、液壓傳感器9、壓力表8以及電源開關10，所述位移傳感器3 —端連 接與待張拉構件1匹配的預應力筋2，另一端連接所述千斤頂4的活動端，所述千斤頂4的 油缸通過所述電磁閥6連接所述油泵7，所述液壓傳感器9設置在所述油泵7上，還包括與 張拉控制計算機12連接的數據採集卡11，所述數據採集卡11分別連接所述位移傳感器3、 電磁閥6以及液壓傳感器9，所述張拉控制計算機12控制所述數據採集卡11進行數據採集 和信號傳遞並對採集的數據進行分析和顯示。所述張拉控制計算機12進一步包括設置模 塊和控制模塊(兩模塊為裝載在計算機中的軟體)，所述設置模塊用以設置所述待張拉的 構件1的張拉力控制值，所述控制模塊用以控制所述數據採集卡11進行數據採集和信號傳 遞，並配合所述設置模塊的設置值對採集的數據進行分析和顯示。具體來說，控制模塊控制 位移傳感器3、液壓傳感器9、電磁閥6以及油泵7進行相關動作。作為一實施例，所述電磁 閥6的數量為兩個，所述千斤頂4的油缸通過油管連接所述兩個電磁閥6的一端，所述兩個 電磁閥6的另一端連接所述油泵7，所述兩個電磁閥6的控制端連接所述數據採集卡11。參見圖3，本發明還提供一種無線多點預應力協同張拉控制方法300，其基於上述 控制系統100實現，包括以下步驟301、所述中央控制計算機101向所述若干張拉控制計算機12發送張拉指令。302、張拉控制計算機12實時將預應力張拉值發送至所述中央控制計算機101。所述若干張拉控制計算機12控制所述預應力張拉設備103進行張拉並實時接收 其採集的預應力張拉值，通過所述無線發射接收單元104發送預應力張拉值至所述中央控 制計算機101。303、判斷所述若干張拉控制計算機12傳來的預應力張拉值是否相同或處在預定 的差值內。所述中央控制計算機101判斷所述若干張拉控制計算機12傳來的預應力張拉值是否相同或處在預定的差值內，若是則轉步驟305，若否則轉步驟304。304、中央控制計算機101發出調整所述預應力張拉值大小的命令。中央控制計算機101向所述預應力張拉值大的張拉控制計算機12發出暫停張拉 指令，同時向所述預應力張拉值小的張拉控制計算機12發出繼續張拉指令。305、判斷所述預應力張拉值是否達到預定的張拉力控制值，是則停止操作，否則 轉步驟302。參見圖4，圖4為張拉控制計算機12的控制流程400，也可以看作所述步驟302的 具體步驟401、向張拉控制計算機12輸入所述待張拉的構件1的張拉力控制值。將所述待張拉的構件1的張拉力控制值輸入所述張拉控制計算機12的設置模塊
並存儲。402、系統加電並開啟油泵7。油泵7開啟時，所述張拉控制計算機12控制所述數據採集卡11開啟所述電磁閥 6，所述油泵7通過電磁閥6為所述千斤頂4供油。403、油泵7驅動千斤頂4張拉，張拉控制計算機12接收採集數據並輸出千斤頂4 張拉力數據。油泵7驅動所述千斤頂4張拉，所述張拉控制計算機12控制所述數據採集卡11 通過所述位移傳感器3和液壓傳感器9採集位移和液壓數據，將所述液壓數據輸入所述千 斤頂4的標定線性回歸公式並輸出張拉力數據。404、判斷上步驟的張拉力數據是否到達步驟401的張拉力控制值。判斷所述步驟403輸出的張拉力數據是否達到所述步驟401輸入的構件1張拉力 控制值，若是則轉步驟406，若否則轉步驟405。405、判斷採集的油壓數據是否正常，若正常則轉步驟403並控制所述油泵7加壓， 若不正常則轉步驟406。406、記錄此時位移數據和張拉力數據並將其傳輸至中央控制計算機101，並停止 相關操作。記錄此時位移傳感器3採集的位移數據以及步驟403輸出的張拉力數據並在所述 中央控制計算機101上顯示，同時向所述電磁閥6發出關閉信號並停止相關操作。作為一實施例，在所述控制方法中，所述無線發射接收單元104包括一無線單片 機晶片及其外圍電路，或者，所述無線發射接收單元104也可以為成品的數傳模塊。所述無 線發射接收單元104通過RS232接口、RS485接口、USB接口中的任一種接口與所述中央控 制計算機101和張拉控制計算機12連接。需要指出的是，本發明所述的一種無線多點預應力協同張拉控制方法300與本發 明所述的一種無線多點預應力協同張拉控制系統100在原理和實施例上是相同或類似的， 故重複部分不再贅述。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明， 而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對以上實施例的變化、變 型都將落在本發明的權利要求書範圍內。
權利要求
一種無線多點預應力協同張拉控制系統，包括若干張拉控制計算機及與其匹配的預應力張拉設備，所述張拉控制計算機用以控制與其匹配的預應力張拉設備進行預應力張拉，並實時接收所述預應力張拉設備採集的預應力張拉值，其特徵在於，所述控制系統還包括一中央控制計算機，所述中央控制計算機與所述若干張拉控制計算機均配置一無線發射接收單元並通過其進行數據交換，所述中央控制計算機通過所述無線發射接收單元實時接收所述若干張拉控制計算機傳來的預應力張拉值，並反饋預應力張拉控制指令。
2.如權利要求1所述的控制系統，其特徵在於，所述預應力張拉設備包括依次連接的 位移傳感器、千斤頂、電磁閥、油泵、液壓傳感器，所述位移傳感器一端連接與待張拉構件匹 配的預應力筋，另一端連接所述千斤頂的活動端，所述千斤頂的油缸通過所述電磁閥連接 所述油泵，所述液壓傳感器設置在所述油泵上，所述預應力張拉設備還包括與所述張拉控 制計算機連接的數據採集卡，所述數據採集卡分別連接所述位移傳感器、電磁閥以及液壓 傳感器，所述張拉控制計算機控制所述數據採集卡進行數據採集和信號傳遞並對採集的數 據進行分析和顯示。
3.如權利要求2所述的控制系統，其特徵在於，所述張拉控制計算機包括設置模塊和 控制模塊，所述設置模塊用以設置所述待張拉的構件的張拉力控制值，所述控制模塊用以 控制所述數據採集卡進行數據採集和信號傳遞，並配合所述設置模塊的設置值對採集的數 據進行分析和顯示。
4.如權利要求3所述的控制系統，其特徵在於，所述無線發射接收單元包括一無線單 片機晶片及其外圍電路，或者，所述無線發射接收單元為成品的數傳模塊。
5.如權利要求4所述的控制系統，其特徵在於，所述無線發射接收單元通過RS232接 口、RS485接口、USB接口中的任一種接口與所述中央控制計算機和張拉控制計算機連接。
6.一種基於權利要求3所述系統的無線多點預應力協同張拉控制方法，其特徵在於， 包括以下步驟(6. 1、所述中央控制計算機向所述若干張拉控制計算機發送張拉指令；(6. 2、所述若干張拉控制計算機控制所述預應力張拉設備進行張拉並實時接收其採集 的預應力張拉值，通過所述無線發射接收單元發送預應力張拉值至所述中央控制計算機；(6. 3、所述中央控制計算機判斷所述若干張拉控制計算機傳來的預應力張拉值是否相 同或處在預定的差值內，若是則轉步驟6. 5，若否則轉步驟6. 4 ；(6. 4、中央控制計算機向所述預應力張拉值大的張拉控制計算機發出暫停張拉指令，同 時向所述預應力張拉值小的張拉控制計算機發出繼續張拉指令；(6.5、判斷所述預應力張拉值是否達到預定的張拉力控制值，是則停止操作，否則轉步 驟 6. 2。
7.如權利要求6所述的控制方法，其特徵在於，所述步驟6.2具體包括以下步驟(6. 2. 1、將所述待張拉的構件的張拉力控制值輸入所述張拉控制計算機的設置模塊並 存儲；(6. 2. 2、開啟油泵驅動所述千斤頂張拉，所述張拉控制計算機控制所述數據採集卡通過 所述位移傳感器和液壓傳感器採集位移和液壓數據，將所述液壓數據輸入所述千斤頂的標 定線性回歸公式並輸出張拉力數據；(6. 2. 3、判斷所述步驟6. 2. 2輸出的張拉力數據是否達到所述步驟6. 2. 1輸入的構件張拉力控制值，若是則轉下一步驟，若否則轉步驟6. 2. 2並控制所述油泵加壓；.6.2. 4、記錄此時位移傳感器採集的位移數據以及步驟6. 2. 2輸出的張拉力數據並輸 出至所述中央控制計算機顯示，同時向所述電磁閥發出關閉信號並停止相關操作。
8.如權利要求7所述的控制方法，其特徵在於，所述無線發射接收單元包括一無線單 片機晶片及其外圍電路，或者，所述無線發射接收單元為成品的數傳模塊。
9.如權利要求8所述的控制方法，其特徵在於，所述無線發射接收單元通過RS232接 口、RS485接口、USB接口中的任一種接口與所述中央控制計算機和張拉控制計算機連接。
全文摘要
本發明揭示了一種無線多點預應力協同張拉控制系統，包括若干張拉控制計算機及與其匹配的預應力張拉設備，還包括一中央控制計算機，所述中央控制計算機與所述若干張拉控制計算機均配置一無線發射接收單元，通過所述無線發射接收單元實時接收所述若干張拉控制計算機傳來的預應力張拉值，並反饋預應力張拉控制指令。本發明通過無線控制的方式，利用一中央控制計算機，實現了多點預應力張拉的全自動控制。
文檔編號G05D15/01GK101989092SQ20091005576
公開日2011年3月23日 申請日期2009年7月31日 優先權日2009年7月31日
發明者劉廣文, 呂豔萍, 王桂玲, 王玉嶺, 肖緒文, 韋永斌 申請人:中國建築第八工程局有限公司