专利名称：一种预应力自动张拉控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及预应力张拉领域，特别涉及一种预应力自动张拉控制系统及方法。
背景技术：
在实际生产中，预应力张拉指的是在构件中提前加力来应对钢结构本身所受到的 荷载，所受到的载荷包括结构自身重量的荷载、活荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载作用等。 在构件承受外荷载之前对受拉混凝土施加预压应力，可提高构件的刚度，推迟裂缝出现的 时间，增加构件的耐久性。一般的预应力张拉要用到千斤顶、锚板等。目前的预应力张拉主要是以人工来进行控制，这样难免会出现差错。为了解决这 个问题，人们也提出了用一个预应力张拉系统来代替人工操作的方案，但这些方案都有一 些如下的缺陷1、申请号为“00262315”，名称为“智能控制预应力张拉装置”的专利申请，以 及申请号为“03111812”，名称为“全自动预应力张拉装置”的专利申请，还有申请号为 “03214586”，名称为“全自动预应力张拉装置”的专利申请以上的三件专利申请提供的预 应力张拉方案均是由单片机来控制的，只能保证张拉精度在的范围内。另外，其采用的 单片机的A/D转换精度有限，这都限制了上述方案的应用。2、申请号为“200720140836”，名称为“预应力钢铰线张拉自动控制系统”的专利申 请该专利申请也采用了单片机来进行控制，还采用四台千斤顶进行预应力张拉，这样一来 其结构就显得复杂和不稳定，并且成本也很高。由上可以看出，迫切需要提供一种新的预应力张拉技术方案，其采用计算机的软 件控制，能够全自动的完成相关预应力张拉。
发明内容
本发明的目的是提供一种预应力自动张拉控制系统及方法，可以全自动的完成工 程中的预应力张拉项目。一方面，本发明提供一种预应力自动张拉控制系统，包括依次连接的位移传感器、 千斤顶、电磁阀、油泵、液压传感器，所述位移传感器一端连接与待张拉构件匹配的预应力 筋，另一端连接所述千斤顶的活动端，所述千斤顶的油缸通过所述电磁阀连接所述油泵，所 述液压传感器设置在所述油泵上，还包括数据采集卡和与其连接的具有张拉控制单元的计 算机，所述数据采集卡分别连接所述位移传感器、电磁阀以及液压传感器，所述计算机通过 张拉控制单元控制所述数据采集卡进行数据采集和信号传递并对采集的数据进行分析和 显不。所述计算机的张拉控制单元进一步包括设置模块和控制模块，所述设置模块用以 设置所述待张拉的构件的张拉力控制值，所述控制模块用以控制所述数据采集卡进行数据 采集和信号传递，并配合所述设置模块的设置值对采集的数据进行分析和显示。所述电磁阀的数量为两个，所述千斤顶的油缸通过油管连接所述两个电磁阀的一端，所述两个电磁阀的另一端连接所述油泵，所述两个电磁阀的控制端连接所述数据采集 卡。另一方面，本发明还提供一种基于所述预应力自动张拉控制系统的预应力自动张 拉控制方法，包括以下步骤4. 1、将所述待张拉的构件的张拉力控制值输入所述计算机张拉控制单元的设置 模块并存储；4. 2、开启油泵驱动所述千斤顶张拉，所述计算机控制所述数据采集卡通过所述位 移传感器和液压传感器采集位移和液压数据，将所述液压数据输入所述千斤顶的标定线性 回归公式并输出张拉力数据；4. 3、判断所述步骤4. 2输出的张拉力数据是否达到所述步骤4. 1输入的构件张拉 力控制值，若是则转下一步骤，若否则转步骤4. 2并控制所述油泵加压；4. 4、记录此时位移传感器采集的位移数据以及步骤4. 2输出的张拉力数据并在 所述计算机显示，同时向所述电磁阀发出关闭信号并停止相关操作。所述电磁阀的数量为两个，所述千斤顶的油缸通过油管连接所述两个电磁阀的一 端，所述两个电磁阀的另一端连接所述油泵，所述两个电磁阀的控制端连接所述数据采集 卡。所述步骤4. 2中，所述计算机控制所述数据采集卡开启所述电磁阀，所述油泵通 过电磁阀为所述千斤顶供油。所述步骤4. 3中的张拉力数据未达到所述构件张拉力控制值时，判断采集的油压 是否正常，若正常则转步骤4. 2并控制所述油泵加压，若不正常则停止所述油泵。采用本发明所述的一种预应力自动张拉控制系统及方法，其可以先在计算机中设 置待张拉构件的预应力控制值，然后在计算机软件的控制下，开启油泵并驱动千斤顶进行 张拉，同时通过数据采集卡、液压传感器以及位移传感器进行数据采集，计算机将采集来的 液压数据通过千斤顶的标定线性回归公式转化为张拉力数据，并判断张拉力数据是否达到 所述预应力控制值，若达到则记录相关数据，完成预应力张拉。本发明和目前的预应力张拉 方案相比，具有计算机软件控制的全自动控制的优点，效率高且成本相对较低。
图1为本发明所述系统的结构图；图2为本发明所述系统的原理图；图3为本发明所述方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。参见图1和图2，本发明提供一种预应力自动张拉控制系统100，包括依次连接的 位移传感器3、千斤顶4、油管5、电磁阀6、油泵7、液压传感器9、压力表8以及电源开关10， 所述位移传感器3 —端连接与待张拉构件1匹配的预应力筋2，另一端连接所述千斤顶4的 活动端，所述千斤顶4的油缸通过所述电磁阀6连接所述油泵7，所述液压传感器9设置在 所述油泵7上，还包括数据采集卡11和与其连接的具有张拉控制单元12a的计算机12，所述数据采集卡11分别连接所述位移传感器3、电磁阀6以及液压传感器9，所述计算机12 通过张力控制单元控制所述数据采集卡11进行数据采集和信号传递并对采集的数据进行 分析和显示。参见图2，所述计算机12的张拉控制单元12a为装载在计算机12中的控制软件， 张拉控制单元12a进一步包括设置模块和控制模块，所述设置模块用以设置所述待张拉的 构件1的张拉力控制值，所述控制模块用以控制所述数据采集卡11进行数据采集和信号传 递，并配合所述设置模块的设置值对采集的数据进行分析和显示。具体来说，控制模块控制 位移传感器3、液压传感器9、电磁阀6以及油泵开关7a进行相关动作。作为一实施例，所述电磁阀6的数量为两个，所述千斤顶4的油缸通过油管连接所 述两个电磁阀6的一端，所述两个电磁阀6的另一端连接所述油泵7，所述两个电磁阀6的 控制端连接所述数据采集卡11。参见图3，本发明还提供一种预应力自动张拉控制方法200，其基于所述预应力自 动张拉控制系统100来实现的，具体包括以下步骤201、向计算机12输入所述待张拉的构件1的张拉力控制值。将所述待张拉的构件1的张拉力控制值输入所述计算机12张拉控制单元12a的 设置模块并存储；202、系统加电并开启油泵7。油泵7开启时，所述计算机12控制所述数据采集卡11开启所述电磁阀6，所述油 泵7通过电磁阀6为所述千斤顶4供油。203、油泵7驱动千斤顶4张拉，计算机12接收采集数据并输出千斤顶4张拉力数据。油泵7驱动所述千斤顶4张拉，所述计算机12控制所述数据采集卡11通过所述 位移传感器3和液压传感器9采集位移和液压数据，将所述液压数据输入所述千斤顶4的 标定线性回归公式并输出张拉力数据。204、判断上步骤的张拉力数据是否到达步骤201的张拉力控制值。判断所述步骤203输出的张拉力数据是否达到所述步骤201输入的构件1张拉力 控制值，若是则转步骤206，若否则转步骤205。205、判断采集的油压数据是否正常，若正常则转步骤203并控制所述油泵7加压， 若不正常则转步骤206。206、记录此时位移数据和张拉力数据，并停止相关操作。记录此时位移传感器3采集的位移数据以及步骤203输出的张拉力数据并在所述 计算机12显示，同时向所述电磁阀6发出关闭信号并停止相关操作。作为一实施例，所述电磁阀6的数量为两个，所述千斤顶4的油缸通过油管连接所 述两个电磁阀6的一端，所述两个电磁阀6的另一端连接所述油泵7，所述两个电磁阀6的 控制端连接所述数据采集卡11。另外，在预应力张拉中，在危急程序中可以预设持荷时间， 持荷时间开始后，自动停机持荷，持荷时间结束后恢复张拉。需要指出的是，本发明所述的一种预应力自动张拉控制方法200与本发明所述的 一种预应力自动张拉控制系统100在原理和实施例上是相同或类似的，故重复部分不再赘 述。
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发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施例的变化、变 型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
一种预应力自动张拉控制系统，包括依次连接的位移传感器、千斤顶、电磁阀、油泵、液压传感器，所述位移传感器一端连接与待张拉构件匹配的预应力筋，另一端连接所述千斤顶的活动端，所述千斤顶的油缸通过所述电磁阀连接所述油泵，所述液压传感器设置在所述油泵上，其特征在于，还包括数据采集卡和与其连接的具有张拉控制单元的计算机，所述数据采集卡分别连接所述位移传感器、电磁阀以及液压传感器，所述计算机通过张拉控制单元控制所述数据采集卡进行数据采集和信号传递并对采集的数据进行分析和显示。
2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述计算机的张拉控制单元进一步包 括设置模块和控制模块，所述设置模块用以设置所述待张拉的构件的张拉力控制值，所述 控制模块用以控制所述数据采集卡进行数据采集和信号传递，并配合所述设置模块的设置 值对采集的数据进行分析和显示。
3.如权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述电磁阀的数量为两个，所述 千斤顶的油缸通过油管连接所述两个电磁阀的一端，所述两个电磁阀的另一端连接所述油 泵，所述两个电磁阀的控制端连接所述数据采集卡。
4.一种基于权利要求1所述系统的预应力自动张拉控制方法，其特征在于，包括以下 步骤4.1、将所述待张拉的构件的张拉力控制值输入所述计算机张拉控制单元的设置模块 并存储；4. 2、开启油泵驱动所述千斤顶张拉，所述计算机控制所述数据采集卡通过所述位移传 感器和液压传感器采集位移和液压数据，将所述液压数据输入所述千斤顶的标定线性回归 公式并输出张拉力数据；4. 3、判断所述步骤4. 2输出的张拉力数据是否达到所述步骤4. 1输入的构件张拉力控 制值，若是则转下一步骤，若否则转步骤4. 2并控制所述油泵加压；4.4、记录此时位移传感器采集的位移数据以及步骤4. 2输出的张拉力数据并在所述 计算机显示，同时向所述电磁阀发出关闭信号并停止相关操作。
5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述电磁阀的数量为两个，所述千斤顶 的油缸通过油管连接所述两个电磁阀的一端，所述两个电磁阀的另一端连接所述油泵，所 述两个电磁阀的控制端连接所述数据采集卡。
6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述步骤4.2中，所述计算机控制所述 数据采集卡开启所述电磁阀，所述油泵通过电磁阀为所述千斤顶供油。
7.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤4.3中的张拉力数据未达到所 述构件张拉力控制值时，判断采集的油压是否正常，若正常则转步骤4. 2并控制所述油泵 加压，若不正常则停止所述油泵。
全文摘要
本发明揭示了一种预应力自动张拉控制系统及方法，其可以先在计算机中设置待张拉构件的预应力控制值，然后在计算机软件的控制下，开启油泵并驱动千斤顶进行张拉，同时通过数据采集卡、液压传感器以及位移传感器进行数据采集，计算机将采集来的液压数据通过千斤顶的标定线性回归公式转化为张拉力数据，并判断张拉力数据是否达到所述预应力控制值，若达到则记录相关数据，完成预应力张拉。本发明和目前的预应力张拉方案相比，具有计算机软件控制的全自动控制的优点，效率高且成本相对较低。
文档编号E04G21/12GK101989091SQ20091005576
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者刘广文, 吕艳萍, 周洪涛, 王桂玲, 王玉岭, 肖绪文, 韦永斌 申请人:中国建筑第八工程局有限公司