一种多点单作用千斤顶同步升降系统及控制方法与流程

本发明涉及千斤顶控制技术领域，更具体地说，它涉及一种多点单作用千斤顶同步升降系统及控制方法。

背景技术：

随着城市规划的发展，需要对一些已有的桥梁布局进行改造或重新规划。现有技术中通过桥梁平移的方法，免除了重新建造的浪费。在对桥梁进行平移的过程中，需要利用多组千斤顶对桥梁整体进行同步推举和降落的工序。随着大型建筑物的重量和体积越来越大，且结构复杂、载荷分布不均，使得需要顶升的控制精度和控制点增多，这就要求液压顶升系统在顶托结构物的同时、还要能够实现多点同步升降、并保持力均衡，特别是有些工程施工中允许放置液压顶升千斤顶的空间十分有限，常规的双作用千斤顶无法放入，或者虽能放入也不能产生有效的顶升位移，只能采用单作用的超薄液压顶升千斤顶，由于单作用顶升千斤顶只有1个进出油口，如何使得其在带重载情况下同步均匀降落成了难点。

在公告号为cn101906755a的中国专利中公开了一种三桁式连续钢桁梁顶推装置及其布置方法，该装置包括左、中、右三组支撑结构，这三组支撑结构上分别设置有左、右边桁滑道梁和中桁滑道梁，滑道梁的前端设有操作平台，水平连续顶推千斤顶安装在操作平台上，左、右边桁滑道梁以及中桁滑道梁的前部各设置四台垂直顶升千斤顶。通过四台垂直顶升千斤顶通同步推举或将降下桥梁。

但在现有技术中，由于桥梁重量和体积大、结构复杂、载荷分布不均等因素导致千斤顶实际移动距离与控制指令指定的距离之间存在一定的误差。特别对于多点单作用液压千斤顶带载同步升降的控制难度更大，对控制系统提出来更高的要求。为了保证多个千斤顶的受力均匀，采用一定的传感元件检测各千斤顶的受力状态，并依据受力状态调整对应千斤顶的升降速度，但由于主控制器的分析以及对千斤顶给油速度的调控需要一定的时间，导致对千斤顶的升降速度调控存在一定时间的延迟，容易导致对受力过重的千斤顶造成损坏，并对平移过程中的桥梁的稳定性和安全性造成了一定的影响。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种多点单作用千斤顶同步升降系统，通过对压力检测装置检测到的压力值的变化趋势，实现对千斤顶异常变化的提前发现与提前修改，从而达到提高系统的稳定性和安全性的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种多点单作用千斤顶同步升降系统，包括若干个千斤顶以及相同数量分别为各个千斤顶供油的变频调速泵，还包括用于控制变频调速泵的泵油速度的主控制器，主控制器包括存储模块、用于根据一压力指令曲线调整变频调速泵的泵油速度的处理模块、用来检测千斤顶油压的压力检测装置以及用来检测千斤顶所顶负载的位移量的位移检测装置；

处理模块实时将压力检测装置检测到的压力值与对应的检测时间点相绑定后，生成压力单元数据并存入存储模块中；

处理模块读取存储模块中的若干压力单元数据，生成一穿过所述压力单元数据中的压力值和检测时间点且为光滑曲线的压力预测拟合曲线；

处理模块实时比较压力预测拟合曲线与压力指令曲线，在实时时间点往后的预设时间段内，当压力预测拟合曲线的压力值与同时刻压力指令曲线的压力值相差超过预定范围时，处理模块控制变频调速泵的泵油速度，使压力预测拟合曲线上的压力值向同时刻压力指令曲线的压力值靠拢。

通过采用上述技术方案，处理模块依据存储模块中存储的压力单元数据生成压力预测拟合曲线，并将压力预测拟合曲线与压力指令曲线在实时时间点往后的预设时间段内的部分进行比较，即依据现有的数据生成趋势并比较接下来预定时间段内的依此趋势预测的压力值之差，当超预定范围后，通过处理模块调整变频调速泵的泵油速度，使压力预测拟合曲线上的压力值向同时刻压力指令曲线的压力值靠拢，从而达到对千斤顶异常变化的提前发现与提前修改，提高了整个系统的稳定性和安全性。

进一步的，主控制器还包括一显示模块，处理模块与显示模块相信号连接，处理模块实时将位移检测装置检测的位移量、压力检测装置检测的压力值、压力预测拟合曲线以及压力指令曲线显示于显示模块上。

通过采用上述技术方案，使操作者可以直观且较为全面地监控千斤顶的升降进程及参数变化。

进一步的，显示模块包括一触控显示屏，处理模块实时将位移检测装置检测的位移量、压力检测装置检测的压力值、压力预测拟合曲线以及压力指令曲线显示于触控显示屏上，处理模块实时接收触控显示屏输出的触控反馈指令并依据触控反馈指令修改压力指令曲线。

通过采用上述技术方案，操作者通过触控触控显示屏即可便捷地修改显示于触控显示屏上压力指令曲线，且有实时显示于触控显示屏上的位移检测装置检测的位移量、压力检测装置检测的压力值以及压力预测拟合曲线的参考与对照，使整个修改过程更加清晰、直观而便捷，操控性好。

进一步的，千斤顶的进出油口处安装有安全保护阀。

通过采用上述技术方案，当系统或负载发生意外故障时，高压油可通过此安全保护阀释放，提高了整体的安全性。

进一步的，千斤顶的输油管路上安装有平衡均载阀。

通过采用上述技术方案，通过平衡均载阀平衡千斤顶的油缸的负荷压力，使带载下降的千斤顶的油缸不至失压下滑，无泄漏地立即将下腔封闭，保证工件不会自由下滑，使千斤顶在停电状态仍能可靠承载，并能保证千斤顶升降时都处于进油调速状态，提高了系统的安全性与可靠性。

针对现有技术存在的不足，本发明的目的二在于提供一种多点单作用千斤顶同步升降系统的控制方法，通过对压力检测装置检测到的压力值的变化趋势，实现对千斤顶异常变化的提前发现与提前修改，从而达到提高系统的稳定性和安全性的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种多点单作用千斤顶同步升降系统的控制方法，包括：

处理模块实时将压力检测装置检测到的压力值与对应的检测时间点相绑定后，生成压力单元数据并存入存储模块中；

处理模块读取存储模块中的若干压力单元数据，生成一穿过所述压力单元数据中的压力值和检测时间点且为光滑曲线的压力预测拟合曲线；

处理模块实时比较压力预测拟合曲线与压力指令曲线，在实时时间点往后的预设时间段内，当压力预测拟合曲线的压力值与同时刻压力指令曲线的压力值相差超过预定范围时，处理模块控制变频调速泵的泵油速度，使压力预测拟合曲线上的压力值向同时刻压力指令曲线的压力值靠拢。

通过采用上述技术方案，升降系统依据采集的压力单元数据生成压力预测拟合曲线，并比较压力预测拟合曲线的压力值与同时刻压力指令曲线的压力值，依此控制变频调速泵的泵油速度，达到对千斤顶异常变化的提前发现与提前修改，从而达到提高系统的稳定性和安全性的目的。

进一步的，在当压力预测拟合曲线的压力值与同时刻压力指令曲线的压力值相差超过预定范围时，所述方法还包括：

处理模块将对应时刻的时间点作为一异常时间点，并将所述异常时间点与所述压力预测拟合曲线所对应的千斤顶的编号相绑定后作为一异常单元数据存入存储模块的一异常记录表中。

通过采用上述技术方案，将每一次压力预测拟合曲线的压力值异常超范围的时间点记录下来并存储于存储模块的异常记录表中，便于操作过程中以及施工结束后的异常分析，可以对突发情况依据异常单元数据进行精准定位和分析问题。

进一步的，处理模块实时将压力预测拟合曲线以及压力指令曲线合在同一趋势表图中并显示于一显示模块上。

通过采用上述技术方案，将压力预测拟合曲线以及压力指令曲线合在同一趋势表图中并显示于一显示模块上，使操作者可以更加直观地了解到二者的变化与相互差异走势，便于对突发情况做出及时及准确的调整判断。

进一步的，通过拖动趋势表图中的压力指令曲线产生拖行指令，处理模块根据拖行指令实时修改压力指令曲线。

通过采用上述技术方案，实现在通过趋势表图同步展示压力预测拟合曲线以及压力指令曲线时，直接在趋势表图中拖动压力指令曲线即可改变直接改变压力指令曲线，使压力指令曲线修改的操作更加便捷、省事，且在压力预测拟合曲线的对照下，压力指令曲线的修改更加直观、便捷。

进一步的，处理模块将趋势表图实时推送至一远程终端处，通过远程终端对接收到的趋势表图中的压力指令曲线生成一修改指令并发送至处理模块处，处理模块根据修改指令同步修改实际用来控制变频调速泵泵油速度的压力指令曲线。

通过采用上述技术方案，操作者可通过远程终端对趋势表图进行实时监控，并可远程对压力指令曲线进行修改，脱离了距离的限制，使多点单作用千斤顶同步升降过程的监控与调整更加便捷。

与现有技术相比，本发明的优点是：

（1）通过处理模块生成压力预测拟合曲线，并根据压力预测拟合曲线与压力指令曲线的对比，实时调整变频调速泵的泵油速度，使压力预测拟合曲线上的压力值向同时刻压力指令曲线的压力值靠拢，达到对千斤顶异常变化的提前发现与提前修改，提高了整个系统的稳定性和安全性；

（2）处理模块实时将位移检测装置检测的位移量、压力检测装置检测的压力值、压力预测拟合曲线以及压力指令曲线显示于显示模块上，使操作者可以直观且较为全面地监控千斤顶的升降进程及参数变化；

（3）显示模块包括一触控显示屏，处理模块实时接收触控显示屏输出的触控反馈指令并依据触控反馈指令修改压力指令曲线，即通过触控直接修改压力指令曲线，使压力指令曲线的整个修改过程更加清晰、直观而便捷，操控性好；

（4）千斤顶的输油管路上安装有平衡均载阀，通过平衡均载阀平衡千斤顶的油缸的负荷压力，使带载下降的千斤顶的油缸不至失压下滑，使千斤顶在停电状态仍能可靠承载，并能保证千斤顶升降时都处于进油调速状态，提高了系统的安全性与可靠性；

（5）操作者可通过远程终端对压力指令曲线进行修改，脱离了距离的限制，使多点单作用千斤顶同步升降过程的监控与调整更加便捷。

附图说明

图1为本实施例的多点单作用千斤顶同步升降系统的结构示意图；

图2为本实施例的多点单作用千斤顶同步升降系统中单个千斤顶与变频调速泵的连接示意图；

图3为本实施例的主控制器的结构示意图；

图4为本实施例的主控制器中显示模块的结构示意图；

图5为本实施例的多点单作用千斤顶同步升降系统的控制方法的流程示意图。

附图标记：1、千斤顶；2、变频调速泵；21、超高压油泵；22、变频电机；23、变频调速器；3、主控制器；31、存储模块；32、处理模块；33、显示模块；34、压力检测装置；35、位移检测装置；36、通讯模块；4、压力指令曲线；5、压力预测拟合曲线；6、安全保护阀；7、平衡均载阀；8、电磁换向阀；9、远程终端；10、趋势表图；11、负载；12、过载安全阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

本文中所揭示的方面而描述的方法或算法的步骤及/或动作可直接以硬件、以由处理器执行的软件模块或以两者的组合来实施。软件模块可驻留于ram存储器、快闪存储器、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可装卸盘、cd-rom或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒体可耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息及向存储媒体写入信息。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。另外，在一些方面中，处理器及存储媒体可驻留于asic中。另外，asic可驻留于用户终端中。在替代方案中，处理器及存储媒体可作为离散组件而驻留于用户终端中。另外，在一些方面中，方法或算法的步骤及/或动作可作为代码及/或指令中的一者或其任何组合或集合而驻留于机器可读媒体及/或计算机可读媒体上，机器可读媒体及/或计算机可读媒体可并入计算机程序产品中。

如图1和图2所示，一种多点单作用千斤顶同步升降系统，包括三个千斤顶1、三个分别为各个千斤顶1供油的变频调速泵2、用于根据一压力指令曲线控制变频调速泵2的泵油速度的主控制器3。千斤顶1采用超薄液压顶升千斤顶，超薄液压顶升千斤顶采用单油路供输液压油，以适应狭窄的顶升安装空间。

主控制器3通过监控并实时调整变频调速泵2的泵油速度，让三个千斤顶1的压力值不断向同时刻预设的压力指令曲线的压力值靠拢，从而达到了对多点单作用液压顶升千斤顶带载同步升降系统的工程控制操作。

如图2和图3所示，主控制器3包括存储模块31、用于根据压力指令曲线调整变频调速泵2的泵油速度的处理模块32、显示模块33、通讯模块36、用来检测千斤顶1油压的压力检测装置34以及用来检测千斤顶1所顶负载11的位移量的位移检测装置35。变频调速泵2包括超高压油泵21、驱动超高压油泵21工作的变频电机22以及调控变频电机22转速的变频调速器23。变频调速器23与处理模块32相信号连接。处理模块32通过控制变频调速器23对变频电机22的供电的频率来对变频电机22进行调速。压力检测装置34和位移检测装置35可分别采用压力传感器和位移传感器。

压力检测装置34和位移检测装置35每间隔一监测时间单元分别对应采集一次对应千斤顶1的油压的压力值和负载11的位移量。

处理模块32实时将压力检测装置34检测到的压力值与对应的检测时间点相绑定后，生成压力单元数据并存入存储模块31中；

处理模块32读取存储模块31中按时间顺序最近的三个压力单元数据，利用牛顿插值算法或拉格朗日插值算法，生成一穿过这三个压力单元数据中的压力值和检测时间点且为光滑曲线的压力预测拟合曲线；

处理模块32实时比较压力预测拟合曲线与压力指令曲线，在实时时间点往后的三倍监测时间单元内，压力预测拟合曲线上对应着三个预测压力值，当这三个预测压力值与同时刻压力指令曲线上对应的压力值相差超过预定范围时，处理模块32控制变频调速泵2的泵油速度，使压力预测拟合曲线上的压力值向同时刻压力指令曲线的压力值靠拢，提前矫正变频调速泵2的泵油速度及千斤顶1的升降速度。

上述系统中的压力指令曲线为多个参考单元数据点连成的曲线。每个参考单元数据点由一时间点和一压力值组成。压力指令曲线预先设置并存储在存储单元中，以供变频调速泵2的泵油速度的调控做参考。

具体来说，在千斤顶1负载顶升阶段，当这三个预测压力值与同时刻压力指令曲线上对应的压力值相差大于预定值时，处理模块32降低变频调速泵2的泵油速度，从而使压力预测拟合曲线上的压力值向同时刻压力指令曲线的压力值靠拢；当同时刻压力指令曲线上对应的压力值与这三个预测压力值相差大于预定值时，处理模块32提高变频调速泵2的泵油速度，从而使压力预测拟合曲线上的压力值向同时刻压力指令曲线的压力值靠拢。

在千斤顶1负载降落阶段，当这三个预测压力值与同时刻压力指令曲线上对应的压力值相差大于预定值时，处理模块32提高变频调速泵2的泵油速度，从而使压力预测拟合曲线上的压力值向同时刻压力指令曲线的压力值靠拢；当同时刻压力指令曲线上对应的压力值与这三个预测压力值相差大于预定值时，处理模块32降低变频调速泵2的泵油速度，从而使压力预测拟合曲线上的压力值向同时刻压力指令曲线的压力值靠拢。

千斤顶1的进出油口处安装有安全保护阀6。当系统或负载11发生意外故障时，高压油可通过此安全保护阀6释放，提高了整体的安全性。变频调速泵2主控制器3

千斤顶1的输油管路上安装有平衡均载阀7以及用来切换油路的电磁换向阀8。千斤顶1采用单油路供输液压油，以适应狭窄的顶升安装空间。当顶升时，通过主控制器3控制电磁换向阀8切向并将变频调速泵2与千斤顶1的输油管路相连通，对千斤顶1进行单路输油，使其进行顶升工作。当千斤顶1进行带载降落时，通过主控制器3控制电磁换向阀8切向并将回油回路与千斤顶1的输油管路相连通，千斤顶1内的液压油通过电磁换向阀8沿着回油回路排出，使其进行带载降落工作。并且由于主控制器3同时控制多个千斤顶1，从而在主控制器3的控制下实现多点单作用千斤顶带载同步升降的工程控制。

另外，通过平衡均载阀7平衡千斤顶1的油缸的负荷压力，使带载下降的千斤顶1的油缸不至失压下滑，无泄漏地立即将下腔封闭，保证工件不会自由下滑，使千斤顶1在停电状态仍能可靠承载，并能保证千斤顶1升降时都处于进油调速状态，提高了系统的安全性与可靠性。平衡阀的保压腔还装有过载安全阀12，是保护油缸不发生过载，当油缸内的压力超过调定压力时，该阀能自动开启，卸掉过高的油压，使各油缸载荷均衡。

如图3和图4所示，显示模块33包括与处理模块32信号连接的触控显示屏。处理模块32实时将位移检测装置35检测的位移量和压力检测装置34检测的压力值显示于触控显示屏上。处理模块32同时实时将压力预测拟合曲线以及压力指令曲线合在同一趋势表图10中并显示于一触控显示屏上。使操作者可以直观且较为全面地监控千斤顶1的升降进程及参数变化。

操作者通过触控触控显示屏上显示的压力指令曲线的参考单元数据点并拖动，形成对应的触控反馈指令。处理模块32响应于触控反馈指令修改压力指令曲线。即可便捷地修改显示于触控显示屏上压力指令曲线，且有实时显示于触控显示屏上的位移检测装置35检测的位移量、压力检测装置34检测的压力值以及压力预测拟合曲线的参考与对照，使整个修改过程更加清晰、直观而便捷，操控性好。

处理模块32通过通讯模块36经公网与远程终端9相通讯连接。远程终端9可以为手机、平板电脑等具有计算功能的可触控智能终端。

处理模块32将趋势表图10通过通讯模块36实时推送至一远程终端9处。通过触控远程终端9并拖动触控远程终端9上显示的趋势表图10中的压力指令曲线，触控远程终端9生成一修改指令并经公网和通讯模块36发送至处理模块32处，处理模块32根据修改指令同步修改实际用来控制变频调速泵2泵油速度的压力指令曲线。操作者通过远程终端9对趋势表图10进行实时监控，并远程对压力指令曲线进行修改，脱离了距离的限制，使多点单作用千斤顶同步升降过程的监控与调整更加便捷。

一种多点单作用千斤顶同步升降系统的控制方法，如图3和图5所示，包括：

步骤s1，压力检测装置34和位移检测装置35每间隔一监测时间单元分别对应采集一次对应千斤顶1的油压的压力值和负载11的位移量；

步骤s2，处理模块32实时将压力检测装置34检测到的压力值与对应的检测时间点相绑定后，生成压力单元数据并存入存储模块31中；

步骤s3，处理模块32读取存储模块31中按时间顺序最近的三个压力单元数据，利用牛顿插值算法或拉格朗日插值算法，生成一穿过这三个压力单元数据中的压力值和检测时间点且为光滑曲线的压力预测拟合曲线；

步骤s4，处理模块32实时比较压力预测拟合曲线与压力指令曲线，在实时时间点往后的三倍监测时间单元内，压力预测拟合曲线上对应着三个预测压力值，当这三个预测压力值与同时刻压力指令曲线上对应的压力值相差超过预定范围时，处理模块32将对应时刻的时间点作为一异常时间点，并将所述异常时间点与所述压力预测拟合曲线所对应的千斤顶1的编号相绑定后作为一异常单元数据存入存储模块31的一异常记录表中；在生成异常单元数据的同时，处理模块32控制变频调速泵2的泵油速度，使压力预测拟合曲线上的压力值向同时刻压力指令曲线的压力值靠拢。

即主控制器3通过监控并实时调整变频调速泵2的泵油速度，让三个千斤顶1的压力值不断向同时刻预设的压力指令曲线的压力值靠拢，从而达到了对三个千斤顶1同步升降的控制操作。

达到了对千斤顶1异常变化的提前发现与提前修改，从而达到提高系统的稳定性和安全性的目的。

另外，由于将每一次压力预测拟合曲线的压力值异常超范围的时间点记录下来并存储于存储模块31的异常记录表中，便于操作过程中以及施工结束后的异常分析，可以对突发情况依据异常单元数据进行精准定位和分析问题，可通过触控触控显示屏让处理模块32从存储模块31中读取异常记录表并显示于触控显示屏上。

如图4所示，所述方法还包括对压力指令曲线的修改方法：操作者通过触控触控显示屏上显示的压力指令曲线的参考单元数据点并拖动，形成对应的触控反馈指令。处理模块32响应于触控反馈指令修改压力指令曲线。

实现在通过趋势表图10同步展示压力预测拟合曲线以及压力指令曲线时，直接在趋势表图10中拖动压力指令曲线即可改变直接改变压力指令曲线，且在压力预测拟合曲线的对照下，使压力指令曲线修改的操作更加直观、便捷。

如图3所示，所述方法还包括对压力指令曲线远程监管和修改的方法：处理模块32将趋势表图10实时推送至一远程终端9处，操作者可通过远程终端9对趋势表图10进行实时监控，远程终端9对接收到的趋势表图10中的压力指令曲线的修改量生成一修改指令发送至处理模块32处，处理模块32根据修改指令同步修改实际用来控制变频调速泵2泵油速度的压力指令曲线。从而可远程对压力指令曲线进行修改，脱离了距离的限制，使多点单作用千斤顶同步升降过程的监控与调整更加便捷。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。此外，就术语“包括”用于具体实施方式或权利要求书中的程度来说，此术语希望以类似于术语“包含”在“包含”作为过渡词用于权利要求中时被解释的方式而为包括性的。此外，尽管所描述方面及/或实施例的元件可能是以单数形式描述或主张，但除非明确声明限于单数形式，否则也涵盖复数形式。另外，除非另有声明，否则任何方面及/或实施例的全部或一部分可与任何其它方面及/或实施例的全部或一部分一起被利用。