專利名稱：自動張拉控制系統(tǒng)及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在土木工程中對預應力構件施加預應力的系統(tǒng)及方法，特別是一種自動張拉控制系統(tǒng)及其方法。
背景技術：
目前，在土木工程中，對預應力構件施加預應力的傳統(tǒng)預應力張拉系統(tǒng)一般包括油泵和液壓千斤頂，該系統(tǒng)在施工時，液壓千斤頂所施加的張拉力是通過施工人員觀察油泵上的油壓表來控制，預應力筋的張拉伸長值則是通過人工用直尺測量，這種預應力張拉系統(tǒng)存在以下缺點1、由于人為因素影響較大，測量精度較低，測量結(jié)果存在較大的誤差較大；2、壓力表讀數(shù)不穩(wěn)定，難以精確讀數(shù)，而且讀數(shù)速度慢，由壓力表讀數(shù)需要換算才能知道張拉力的大小，形不成張拉力的直觀概念，對控制張拉不方便；3、在張拉時，經(jīng)常會發(fā)生因人為因素而造成預應力張拉失控的事故，比較不安全；4、在預應力構件內(nèi)部或較一些較隱蔽場地作業(yè)時的質(zhì)量監(jiān)控難度較大；5、需要人力資源較大，質(zhì)量管理成本較高。隨著預應力技術的不斷發(fā)展，也有不少人提出采用自動張拉系統(tǒng)來解決上述問題，但這些自動張拉系統(tǒng)的結(jié)構比較復雜，成本較高，而且還不能達到真正的自動張拉控制，因而還未得到真正的普及。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種自動張拉控制系統(tǒng)及其方法，以解決上述的張拉精度低、施工不安全、質(zhì)量監(jiān)控難度大、結(jié)構復雜的問題。解決上述技術問題的技術方案是一種自動張拉控制系統(tǒng)，包括電動油泵、由電動油泵控制的液壓千斤頂，所述的自動張拉控制系統(tǒng)還包括有自動張拉控制系統(tǒng)控制器、 數(shù)據(jù)中繼控制器以及電腦，所述的液壓千斤頂上還安裝有可隨活塞桿運動的拉桿式位移傳感器，液壓千斤頂?shù)倪M油嘴和回油嘴上分別安裝有壓力傳感器；所述的電動油泵左右控制閥的控制閥桿通過步進電機連接器與步進電機連接；所述的自動張拉控制系統(tǒng)控制器包括MCU單片機、功能按鍵、位移采集單元、壓力采集單元、蜂鳴及報警單元、顯示單元、驅(qū)動模塊、電機轉(zhuǎn)向輸出單元、電機轉(zhuǎn)停輸出單元、電機脈沖輸出單元；所述MCU單片機的輸入端口分別與功能按鍵、位移采集單元、壓力采集單元連接，位移采集單元與液壓千斤頂?shù)睦瓧U式位移傳感器連接，壓力采集單元與液壓千斤頂進油嘴、回油嘴上的壓力傳感器連接；所述MCU單片機的輸出端口分別與蜂鳴及報警單元、顯示單元、驅(qū)動模塊連接，驅(qū)動模塊分別與電機轉(zhuǎn)向輸出單元、電機轉(zhuǎn)停輸出單元、電機脈沖輸出單元連接，所述的電機轉(zhuǎn)向輸出單元和電機脈沖輸出單元分別與電動油泵的步進電機連接；電機轉(zhuǎn)停輸出單元與繼電器K連接，繼電器K再與控制電動油泵主電機工作的主繼電器連接，所述的數(shù)據(jù)中繼控制器包括電源和與該電源連接的傳輸信號轉(zhuǎn)換控制單元，該傳輸信號轉(zhuǎn)換控制單元的輸入端通過信號傳輸電纜與自動張拉控制系統(tǒng)控制器的驅(qū)動模塊輸出端連接，傳輸信號轉(zhuǎn)換控制單元的輸出端與電腦的輸入端連接。
本發(fā)明的進一步技術方案是所述的拉桿式位移傳感器固定安裝在液壓千斤頂油缸外圓上，所述液壓千斤頂?shù)幕钊斐龆斯潭ò惭b有外圓帶有U形槽的U形連接板，U形連接板的U形槽內(nèi)安裝有可沿U形槽滑動的導板，該導板與拉桿式位移傳感器的拉桿端通過螺母連接在一起。本發(fā)明的再進一步技術方案是所述液壓千斤頂?shù)挠透淄鈭A上還固定安裝有活塞防轉(zhuǎn)裝置，該活塞防轉(zhuǎn)裝置包括防轉(zhuǎn)套筒以及防轉(zhuǎn)拉桿，所述的防轉(zhuǎn)拉桿位于防轉(zhuǎn)套筒內(nèi)， 防轉(zhuǎn)拉桿一端伸出防轉(zhuǎn)套筒外并通過螺母與導板連接。本發(fā)明的更進一步技術方案是所述的步進電機包括1號步進電機、2號步進電機、3號步進電機、4號步進電機，所述的步進電機連接器包括朝向相反的連接法蘭A和連接法蘭B，所述連接法蘭A的中心軸孔與步進電機的輸出軸配合連接，并通過穿過步進電機輸出軸和連接法蘭A的緊固螺釘鎖緊；所述連接法蘭B的中心軸孔與電動油泵左右控制閥的控制閥桿配合連接，并通過穿過控制閥桿和連接法蘭B的緊固螺釘鎖緊；所述的連接法蘭A 和連接法蘭B通過連接銷連接在一起。本發(fā)明的另一個技術方案是一種自動張拉控制方法，該方法包括以下步驟 Sepl、啟動電腦和自動張拉控制系統(tǒng)控制器，自動張拉控制系統(tǒng)控制器向四個步進電
機發(fā)出信號，四個步進電機均逆轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)到不能轉(zhuǎn)動時自動停止；
Sep2、自動張拉控制系統(tǒng)控制器向繼電器K發(fā)出閉合信號，繼電器K接通，繼電器K控制主電機的主繼電器，此時主電機通電，電動油泵開始工作；
Sep 3、位于液壓千斤頂進油、回油嘴上的壓力傳感器通電開始工作，并置零； Sep 4、自動張拉控制系統(tǒng)控制器向2號步進電機發(fā)出順時針轉(zhuǎn)動信號，2號步進電機順時針轉(zhuǎn)動直到不能轉(zhuǎn)止時自動停止；2號步進電機停止工作后，1號步進電機開始順時針轉(zhuǎn)動控制控制閥向液壓千斤頂供油，推動活塞運動，液壓千斤頂開始工作；
Sep 5、安裝在液壓千斤頂進油嘴和回油嘴上的壓力傳感器開始檢測壓力，并將信號傳輸?shù)阶詣訌埨刂葡到y(tǒng)控制器內(nèi)，自動張拉控制系統(tǒng)控制器將信號進行處理后經(jīng)數(shù)據(jù)中繼控制器傳輸?shù)诫娔X，在電腦屏幕上實時顯示工作壓力、回程壓力，并通過安裝在電腦內(nèi)的軟件生成的張拉力計算公式自動計算工作張拉力；
Sep 6、液壓千斤頂活塞運動后帶著拉桿式位移傳器移動，拉桿式位移傳感器將信號輸出至自動張拉控制系統(tǒng)控制器，自動張拉控制系統(tǒng)控制器將信號進行處理后經(jīng)數(shù)據(jù)中繼控制器傳輸?shù)诫娔X，在電腦的屏幕上實時顯示位移量；
Sep 7、在電腦上輸入工作參數(shù)，自動張拉控制系統(tǒng)控制器接收并按輸入的工作參數(shù)控制步進電機為液壓千斤頂加壓，使液壓千斤頂完成張拉過程； Sep 8、當完成張拉過程后，進入卸荷過程； Sep 9、拉桿式位移傳感器歸零，即完成一次張拉過程。本發(fā)明的再進一步技術方案是在步驟^5印7中，所述在電腦上輸入的工作參數(shù)為預先設定的系列油壓參數(shù)值；所述的自動張拉控制系統(tǒng)控制器按輸入的工作參數(shù)控制步進電機為液壓千斤頂加壓，使液壓千斤頂完成張拉工作的具體內(nèi)容如下自動張拉控制系統(tǒng)控制器控制1號步進電機順時針轉(zhuǎn)動，當位于液壓千斤頂進油口的壓力傳感器檢測到的油壓達到預先設定的最小油壓參數(shù)值時，1號步進電機自動停止轉(zhuǎn)動，并保持設定的時間， 電腦上自動記錄此時的位移量；然后1號步進電機又開始順時針轉(zhuǎn)動，當位于液壓千斤頂進油口的壓力傳感器檢測到油壓達到預先設定的下一個油壓參數(shù)值時，1號步進電機又自動停止轉(zhuǎn)動，并保持設定的時間，電腦上自動記錄此時的位移量；1號步進電機依此進行工作，直至油壓達到預先設定的最大油壓參數(shù)值，并保持設定的時間，此時，液壓液壓千斤頂完成張拉過程。本發(fā)明的更進一步技術方案是在步驟kp 8中，所述的進入卸荷過程具體內(nèi)容如下1號、2號步進電機逆時針轉(zhuǎn)動并轉(zhuǎn)到不能轉(zhuǎn)動時自動停止；1號、2號步進電機停止后，3號步進電機開始順時針轉(zhuǎn)動直到轉(zhuǎn)到不能轉(zhuǎn)動時自動停止；3號步進電機停止時，4號步進電機開始順時針轉(zhuǎn)動，直到不能轉(zhuǎn)動為止時自動停止轉(zhuǎn)動；位于液壓千斤頂回油口的壓力傳感器檢測回程壓力并顯示在電腦的屏幕上，當回程壓力大于25MPa時，紅色信號燈開始閃亮，4號步進電機自動停止；在此過程中拉桿式位移傳感器檢測是否歸零，如歸零，4 號步進電機自動停止；即是位于液壓千斤頂回油口的壓力傳感器和拉桿式位移傳感器同時檢測，哪個先達到設定的條件，哪個就向4號步進電機發(fā)出停止的信號；4號步進電機停止轉(zhuǎn)動，完成卸荷過程。由于采用上述技術方案，本發(fā)明之自動張拉控制系統(tǒng)及其方法與現(xiàn)有技術相比， 具有以下有益效果
1、可大幅度提高張拉精度
由于本發(fā)明除了包括電動油泵、液壓千斤頂外，還包括有自動張拉控制系統(tǒng)控制器、數(shù)據(jù)中繼控制器以及電腦，而且在液壓千斤頂上還安裝有壓力傳感器和位移傳感器，還在現(xiàn)有電動油泵的基礎上，將左右控制閥的控制閥桿由手動改為四個步進電機自動控制進油和回油及油壓。本發(fā)明通過壓力傳感器和位移傳感器以及自動張拉控制系統(tǒng)控制器的配合， 可完全取代現(xiàn)有的人工監(jiān)測，其監(jiān)測速度較快；通過電腦的人機界面，不僅可以實現(xiàn)遠程可視化操作，還可使本發(fā)明在張拉時的油壓值、預應力筋的張拉伸長值可自動準確地記錄在電腦上，電腦再通過預先安裝在電腦內(nèi)的軟件生成的張拉力計算公式自動計算工作張拉力，真正達到了全自動張拉控制的目的，從而避免了人為因素造成測量誤差大的問題，大幅度了提高預應力的張拉精度。此外，由于本發(fā)明的壓力傳感器是安裝在液壓千斤頂?shù)倪M油嘴和回油嘴上，它遠離了油泵主電機，避免了因主電機工作產(chǎn)生電磁干擾，確保了壓力傳感器采集數(shù)據(jù)的準確性，從而進一步提高了預應力的張拉精度。2、可有效地避免預應力筋張拉失控的事故
本發(fā)明的各傳感器信號通過自動張拉控制系統(tǒng)控制器可自動控制液壓千斤頂?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)，能夠在達到張拉控制應力或超出預應力筋伸長值的控制范圍時自動停止張拉，從而可有效地避免人為因素造成的預應力筋張拉失控的事故，比較安全可靠。3、質(zhì)量監(jiān)控難度小
由于本發(fā)明可實現(xiàn)全自動張拉控制，而且本發(fā)明的自動張拉控制系統(tǒng)控制器通過將通信線纜傳送過來的信號進行接收和處理，對數(shù)據(jù)進行打包發(fā)并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中繼控制器，由數(shù)據(jù)中繼控制器再對數(shù)據(jù)傳輸信號進行轉(zhuǎn)換，使數(shù)據(jù)傳輸過程中具有抗干擾性強、傳輸距離遠，達1公里左右，可滿足遠距離控制，其質(zhì)量監(jiān)控難度小，因此，本發(fā)明可適于在各種場地作業(yè)，特別是適于在預應力構件內(nèi)部或較一些較隱蔽場地作業(yè)。4、結(jié)構簡單，成本低本自動張拉控制系統(tǒng)僅包括電動油泵、液壓千斤頂、自動張拉控制系統(tǒng)控制器、數(shù)據(jù)中繼控制器以及電腦，其結(jié)構比較簡單，無需其它復雜龐大的控制系統(tǒng)，成本較低。此外由于本發(fā)明可實現(xiàn)全自動張拉控制，還可大大減少施工人員，以降低其質(zhì)量管理成本。5、結(jié)構合理可靠
由于本發(fā)明的拉桿式位移傳感器和活塞防轉(zhuǎn)裝置是通過螺母與導板連接，其導板安裝在固定在活塞上的U形連接板里，當活塞運動時帶動導板一起運動，導板可以在U形連接板的U形槽里滑動，從而可避免活塞轉(zhuǎn)動時損壞位移傳感器；因此，本發(fā)明的結(jié)構比較合理可罪。6、方法簡單，操作方便
由于本發(fā)明可實現(xiàn)全自動張拉控制，其控制方法非常簡單，操作非常方便。下面，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明之自動張拉控制系統(tǒng)及其方法的技術特征作進一步的說明。

圖1 實施例一所述本發(fā)明之自動張拉控制系統(tǒng)的結(jié)構示意圖； 圖2 自動張拉控制系統(tǒng)主控制器、數(shù)據(jù)中繼控制器的原理框圖3 圖4 位桿式位移傳感器與液壓千斤頂之間的連接關系示意圖， 圖3:主視圖，圖4:圖3的俯視圖5 步進電機與電動油泵控制閥桿之間的連接關系示意圖； 圖6 實施例二所述本發(fā)明之自動張拉控制系統(tǒng)的結(jié)構示意圖； 圖7 實施例三所述本發(fā)明之自動張拉控制方法的流程框圖。在上述附圖中，各零件的標號如下
1-電動油泵，101-步進電機，1011-1號步進電機，1012-2號步進電機，
1013-3號步進電機，1014-4號步進電機，102-主電機，103-主繼電器，
104-繼電器K， 105-緊固螺釘，106-連接法蘭A，107-連接銷，
108-連接法蘭B，109-控制閥桿，2-液壓千斤頂，
201-拉桿式位移傳感器，202-壓力傳感器，203-導板，
204-U形連接板，205-活塞伸出端，206-活塞防轉(zhuǎn)裝置，
2061-防轉(zhuǎn)套筒，2062-防轉(zhuǎn)拉桿，3-自動張拉控制系統(tǒng)控制器，
301-MCU單片機，302-功能按鍵，303-位移采集單元，
304-壓力采集單元，305-蜂鳴及報警單元，306-顯示單元，
307-驅(qū)動模塊，308-電機轉(zhuǎn)向輸出單元，309-電機轉(zhuǎn)停輸出單元，
310-電機脈沖輸出單元，4-數(shù)據(jù)中繼控制器，5-電腦，
6-自動張拉控制系統(tǒng)A，7-自動張拉控制系統(tǒng)B。
具體實施例實施例一
圖1中公開的是一種自動張拉控制系統(tǒng)，包括電動油泵1、由電動油泵1控制的液壓千斤頂2，所述的自動張拉控制系統(tǒng)還包括有自動張拉控制系統(tǒng)控制器3、數(shù)據(jù)中繼控制器4 以及電腦5。所述的液壓千斤頂2上安裝有可隨活塞桿運動的拉桿式位移傳感器201，該拉桿式位移傳感器201固定安裝在液壓千斤頂油缸外圓上(參見圖3 圖4)，所述液壓千斤頂?shù)幕钊斐龆?05固定安裝有外圓帶有U形槽的U形連接板204，U形連接板204的U形槽內(nèi)安裝有可沿U形槽滑動的導板203，該導板203與拉桿式位移傳感器201的拉桿端通過螺母連接在一起；所述液壓千斤頂?shù)挠透淄鈭A上還固定安裝有活塞防轉(zhuǎn)裝置206，該活塞防轉(zhuǎn)裝置206包括防轉(zhuǎn)套筒2061以及防轉(zhuǎn)拉桿2062，所述的防轉(zhuǎn)拉桿2062位于防轉(zhuǎn)套筒2061內(nèi)，防轉(zhuǎn)拉桿2062 —端伸出防轉(zhuǎn)套筒2061外并通過螺母與導板204連接；所述的液壓千斤頂2的進油嘴和回油嘴上分別安裝有壓力傳感器202。所述的電動油泵1左右控制閥的控制閥桿通過步進電機連接器與1號步進電機 1011,2號步進電機1012、3號步進電機1013、4號步進電機1014四個步進電機連接，該步進電機連接器包括朝向相反的連接法蘭A106和連接法蘭B108 (參見圖5)，所述連接法蘭 A106的中心軸孔與步進電機101的輸出軸配合連接，并通過穿過步進電機輸出軸和連接法蘭A106的緊固螺釘105鎖緊；所述連接法蘭B108的中心軸孔與電動油泵左右控制閥的控制閥桿109配合連接，并通過穿過控制閥桿109和連接法蘭B108的緊固螺釘105鎖緊；所述的連接法蘭A106和連接法蘭B108通過連接銷107連接在一起。所述的自動張拉控制系統(tǒng)控制器3包括MCU (Micro Control Unit的縮寫)單片機301、功能按鍵302、位移采集單元303、壓力采集單元304、蜂鳴及報警單元305、顯示單元 306、驅(qū)動模塊307、電機轉(zhuǎn)向輸出單元308、電機轉(zhuǎn)停輸出單元309、電機脈沖輸出單元310 (參見圖2);所述MCU單片機301的輸入端口分別與功能按鍵302、位移采集單元303、壓力采集單元304連接，位移采集單元303與液壓千斤頂2的拉桿式位移傳感器201連接，壓力采集單元304與液壓千斤頂2進油嘴、回油嘴上的壓力傳感器202連接；所述MCU單片機301 的輸出端口分別與蜂鳴及報警單元305、顯示單元306、驅(qū)動模塊307連接，驅(qū)動模塊307分別與電機轉(zhuǎn)向輸出單元308、電機轉(zhuǎn)停輸出單元309、電機脈沖輸出單元310連接，所述的電機轉(zhuǎn)向輸出單元308和電機脈沖輸出單元310分別與電動油泵的步進電機101連接；電機轉(zhuǎn)停輸出單元309與繼電器K104連接，繼電器K104再與控制電動油泵主電機102工作的主繼電器I03連接；所述的數(shù)據(jù)中繼控制器4包括電源402和與該電源402連接的傳輸信號轉(zhuǎn)換控制單元401，該傳輸信號轉(zhuǎn)換控制單元401的輸入端通過信號傳輸電纜與自動張拉控制系統(tǒng)控制器的驅(qū)動模塊307輸出端連接，傳輸信號轉(zhuǎn)換控制單元401的輸出端與電腦5的輸入端連接(參見圖2)。實施例二
圖6中公開的是一種用于對兩臺液壓千斤頂進行同步張拉控制的自動張拉控制系統(tǒng)， 它包括有自動張拉控制系統(tǒng)A6和自動張拉控制系統(tǒng)B7兩套系統(tǒng)，其中自動張拉控制系統(tǒng) A6為實施例一所述的自動張拉控制系統(tǒng)，其詳細結(jié)構不再作重復贅述；自動張拉控制系統(tǒng) B7的結(jié)構基本同實施例一所述的自動張拉控制系統(tǒng)，不同之處在于自動張拉控制系統(tǒng)B7 不包括有數(shù)據(jù)中繼控制器4和電腦5，該自動張拉控制系統(tǒng)B的自動張拉控制系統(tǒng)控制器的驅(qū)動模塊307輸出端通過信號傳輸電纜與自動張拉控制系統(tǒng)A的數(shù)據(jù)中繼控制器4輸入端連接，這樣自動張拉控制系統(tǒng)A6和自動張拉控制系統(tǒng)B7即可以共用一個數(shù)據(jù)中繼控制器 4和一臺電腦5，以達到用同一臺電腦實現(xiàn)對兩臺液壓千斤頂進行同步控制的目的。當然，作為本實施例二的一種變換，根據(jù)實際情況需要，本發(fā)明還可以對三臺或三臺以上液壓千斤頂進行同步控制。實施例三一種自動張拉控制方法，該方法是利用一種實施例一所述的自動張拉控制系統(tǒng)進行張拉控制的方法，它包括以下步驟(參見圖7)
Sepl、啟動電腦5和自動張拉控制系統(tǒng)控制器3，自動張拉控制系統(tǒng)控制器3向四個步進電機101發(fā)出信號，四個步進電機101均逆轉(zhuǎn)(即反轉(zhuǎn))，當轉(zhuǎn)到不能轉(zhuǎn)動時自動停止；
Sep2、自動張拉控制系統(tǒng)控制器3向繼電器K104發(fā)出閉合信號，繼電器K104接通，繼電器K104控制主電機102的主繼電器103，此時主電機102通電，電動油泵1開始工作； Sep 3、位于液壓千斤頂進油、回油嘴上的壓力傳感器202通電開始工作，并置零； Sep 4、自動張拉控制系統(tǒng)控制器3向2號步進電機1012發(fā)出順時針轉(zhuǎn)動(即正轉(zhuǎn))信號，2號步進電機1012順時針轉(zhuǎn)動直到不能轉(zhuǎn)止時自動停止；2號步進電機1012停止工作后，1號步進電機1011開始順時針轉(zhuǎn)動控制控制閥向液壓千斤頂2供油，推動活塞運動，液壓千斤頂2開始工作；
Sep 5、安裝在液壓千斤頂進油嘴和回油嘴上的壓力傳感器202開始檢測壓力，并將信號傳輸?shù)阶詣訌埨刂葡到y(tǒng)控制器3內(nèi)，自動張拉控制系統(tǒng)控制器3將信號進行處理后經(jīng)數(shù)據(jù)中繼控制器4傳輸?shù)诫娔X5，在電腦屏幕上實時顯示工作壓力、回程壓力，并通過安裝在電腦5內(nèi)的軟件生成的張拉力計算公式自動計算工作張拉力；如兩臺液壓千斤頂同步張拉，也是通過電腦內(nèi)的軟件來實現(xiàn)同步控制。 Sep 6、液壓千斤頂活塞運動后帶著拉桿式位移傳器201移動，拉桿式位移傳感器 201將信號輸出至自動張拉控制系統(tǒng)控制器3，自動張拉控制系統(tǒng)控制器3將信號進行處理后經(jīng)數(shù)據(jù)中繼控制器4傳輸?shù)诫娔X5，在電腦5的屏幕上實時顯示位移量；
Sep 7、在電腦5上輸入工作參數(shù)，該工作參數(shù)為預先設定的系列油壓參數(shù)值，如 5MPa、10MPa、15MPa、20MPa、25MPa、30MPa、;35MPa、40MPa、45MPa、50MPa ；自動張拉控制系統(tǒng)控制器3接收并按輸入的工作參數(shù)控制步進電機101為液壓千斤頂2加壓，使液壓千斤頂2 完成張拉過程，即是自動張拉控制系統(tǒng)控制器3控制1號步進電機1011順時針轉(zhuǎn)動，當位于液壓千斤頂進油口的壓力傳感器202檢測到的油壓達到預先設定的最小油壓參數(shù)值 5MPa時，1號步進電機1011自動停止轉(zhuǎn)動，并保持設定的時間，該設定的時間可任意設定， 現(xiàn)設定為1分鐘；電腦上自動記錄此時的位移量；然后1號步進電機1011又開始順時針轉(zhuǎn)動，當位于液壓千斤頂進油口的壓力傳感器202檢測到油壓達到預先設定的下一個油壓參數(shù)值IOMPa時，1號步進電機1011又自動停止轉(zhuǎn)動，并保持1分鐘的設定時間，電腦上自動記錄此時的位移量；1號步進電機1011依此進行工作，直至油壓達到預先設定的工作油壓參數(shù)值50MPa，并保持1分鐘的設定時間，此時，液壓液壓千斤頂2完成張拉過程；
Sep 8、當完成張拉過程后，進入卸荷過程；所述的進入卸荷過程具體內(nèi)容如下1 號、2號步進電機逆時針轉(zhuǎn)動并轉(zhuǎn)到不能轉(zhuǎn)動時自動停止；1號、2號步進電機停止后，3號步進電機1013開始順時針轉(zhuǎn)動直到轉(zhuǎn)到不能轉(zhuǎn)動時自動停止；3號步進電機1013停止時， 4號步進電機1014開始順時針轉(zhuǎn)動，直到不能轉(zhuǎn)動為止時自動停止轉(zhuǎn)動；位于液壓千斤頂回油口的壓力傳感器202檢測回程壓力并顯示在電腦5的屏幕上，當回程壓力大于25MPa 時，紅色信號燈開始閃亮，4號步進電機1014自動停止；在此過程中拉桿式位移傳感器檢測是否歸零，如歸零，4號步進電機1014自動停止；即是位于液壓千斤頂回油口的壓力傳感器 202和拉桿式位移傳感器同時檢測，哪個先達到設定的條件，哪個就向4號步進電機1014發(fā)出停止的信號；4號步進電機1014停止轉(zhuǎn)動，完成卸荷過程。
Sep 9、拉桿式位移傳感器201歸零，即完成一次張拉過程。
權利要求
1.一種自動張拉控制系統(tǒng)，包括電動油泵(1)、由電動油泵(1)控制的液壓千斤頂 (2)，其特征在于所述的自動張拉控制系統(tǒng)還包括有自動張拉控制系統(tǒng)控制器(3)、數(shù)據(jù)中繼控制器(4)以及電腦(5)，所述的液壓千斤頂(2)上還安裝有可隨活塞桿運動的拉桿式位移傳感器(201)，液壓千斤頂(2)的進油嘴和回油嘴上分別安裝有壓力傳感器(202)；所述的電動油泵(1)左右控制閥的控制閥桿(109)通過步進電機連接器與步進電機(101)連接；所述的自動張拉控制系統(tǒng)控制器(3)包括MCU單片機(301)、功能按鍵(302)、位移采集單元(303)、壓力采集單元(304)、蜂鳴及報警單元(305)、顯示單元(306)、驅(qū)動模塊(307)、 電機轉(zhuǎn)向輸出單元(308 )、電機轉(zhuǎn)停輸出單元(309 )、電機脈沖輸出單元(310 )；所述MCU單片機(301)的輸入端口分別與功能按鍵(302)、位移采集單元(303)、壓力采集單元(304)連接，位移采集單元(303 )與液壓千斤頂(2 )的拉桿式位移傳感器(201)連接，壓力采集單元 (304)與液壓千斤頂(2)進油嘴、回油嘴上的壓力傳感器(202)連接；所述MCU單片機(301) 的輸出端口分別與蜂鳴及報警單元(305)、顯示單元(306)、驅(qū)動模塊(307)連接，驅(qū)動模塊 (307)分別與電機轉(zhuǎn)向輸出單元(308)、電機轉(zhuǎn)停輸出單元(309)、電機脈沖輸出單元(310) 連接，所述的電機轉(zhuǎn)向輸出單元(308)和電機脈沖輸出單元(310)分別與電動油泵的步進電機(101)連接；電機轉(zhuǎn)停輸出單元(309)與繼電器K (104)連接，繼電器K (104)再與控制電動油泵主電機(102)工作的主繼電器(103)連接，所述的數(shù)據(jù)中繼控制器(4)包括電源(402 )和與該電源(402 )連接的傳輸信號轉(zhuǎn)換控制單元(401)，該傳輸信號轉(zhuǎn)換控制單元 (401)的輸入端通過信號傳輸電纜與自動張拉控制系統(tǒng)控制器的驅(qū)動模塊(307)輸出端連接，傳輸信號轉(zhuǎn)換控制單元(401)的輸出端與電腦(5)的輸入端連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的自動張拉控制系統(tǒng)，其特征在于所述的拉桿式位移傳感器 (201)固定安裝在液壓千斤頂油缸外圓上，所述液壓千斤頂?shù)幕钊斐龆?205)固定安裝有外圓帶有U形槽的U形連接板(204 )，U形連接板(204 )的U形槽內(nèi)安裝有可沿U形槽滑動的導板(203)，該導板(203)與拉桿式位移傳感器(201)的拉桿端通過螺母連接在一起。
3.根據(jù)權利要求2所述的自動張拉控制系統(tǒng)，其特征在于所述液壓千斤頂?shù)挠透淄鈭A上還固定安裝有活塞防轉(zhuǎn)裝置(206)，該活塞防轉(zhuǎn)裝置(206)包括防轉(zhuǎn)套筒(2061)以及防轉(zhuǎn)拉桿(2062)，所述的防轉(zhuǎn)拉桿(2062)位于防轉(zhuǎn)套筒(2061)內(nèi)，防轉(zhuǎn)拉桿(2062)—端伸出防轉(zhuǎn)套筒(2061)外并通過螺母與導板(204)連接。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的自動張拉控制系統(tǒng)，其特征在于所述的步進電機 (101)包括1號步進電機(1011)、2號步進電機(1012)、3號步進電機(1013)、4號步進電機 (1014)，所述的步進電機連接器包括朝向相反的連接法蘭A (106)和連接法蘭B (108)，所述連接法蘭A (106)的中心軸孔與步進電機(101)的輸出軸配合連接，并通過穿過步進電機輸出軸和連接法蘭A (106)的緊固螺釘(105)鎖緊；所述連接法蘭B (108)的中心軸孔與電動油泵左右控制閥的控制閥桿(109)配合連接，并通過穿過控制閥桿(109)和連接法蘭B (108)的緊固螺釘(105)鎖緊；所述的連接法蘭A (106)和連接法蘭B (108)通過連接銷(107)連接在一起。
5.一種自動張拉控制方法，其特征在于該方法包括以下步驟Sepl、啟動電腦(5)和自動張拉控制系統(tǒng)控制器(3)，自動張拉控制系統(tǒng)控制器(3)向四個步進電機(101)發(fā)出信號，四個步進電機(101)均逆轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)到不能轉(zhuǎn)動時自動停止；S印2、自動張拉控制系統(tǒng)控制器(3)向繼電器K (104)發(fā)出閉合信號，繼電器K (104)接通，繼電器K (104)控制主電機(102)的主繼電器(103)，此時主電機(102)通電，電動油泵(1)開始工作；Sep 3、位于液壓千斤頂進油、回油嘴上的壓力傳感器(202)通電開始工作，并置零； Sep 4、自動張拉控制系統(tǒng)控制器(3)向2號步進電機(1012)發(fā)出順時針轉(zhuǎn)動信號，2號步進電機(1012)順時針轉(zhuǎn)動直到不能轉(zhuǎn)止時自動停止；2號步進電機(1012)停止工作后， 1號步進電機(1011)開始順時針轉(zhuǎn)動控制控制閥向液壓千斤頂(2)供油，推動活塞運動，液壓千斤頂(2)開始工作；Sep 5、安裝在液壓千斤頂進油嘴和回油嘴上的壓力傳感器(202)開始檢測壓力，并將信號傳輸?shù)阶詣訌埨刂葡到y(tǒng)控制器(3)內(nèi)，自動張拉控制系統(tǒng)控制器(3)將信號進行處理后經(jīng)數(shù)據(jù)中繼控制器(4)傳輸?shù)诫娔X(5)，在電腦屏幕上實時顯示工作壓力、回程壓力， 并通過安裝在電腦(5)內(nèi)的軟件生成的張拉力計算公式自動計算工作張拉力；Sep 6、液壓千斤頂活塞運動后帶著拉桿式位移傳器(201)移動，拉桿式位移傳感器 (201)將信號輸出至自動張拉控制系統(tǒng)控制器(3)，自動張拉控制系統(tǒng)控制器(3)將信號進行處理后經(jīng)數(shù)據(jù)中繼控制器(4 )傳輸?shù)诫娔X(5 )，在電腦(5 )的屏幕上實時顯示位移量；Sep 7、在電腦(5)上輸入工作參數(shù)，自動張拉控制系統(tǒng)控制器(3)接收并按輸入的工作參數(shù)控制步進電機(101)為液壓千斤頂(2 )加壓，使液壓千斤頂(2 )完成張拉過程； Sep 8、當完成張拉過程后，進入卸荷過程； Sep 9、拉桿式位移傳感器(201)歸零，即完成一次張拉過程。
6.根據(jù)權利要求5所述的自動張拉控制方法，其特征在于在步驟kp7中，所述在電腦(5)上輸入的工作參數(shù)為預先設定的系列油壓參數(shù)值；所述的自動張拉控制系統(tǒng)控制器 (3 )按輸入的工作參數(shù)控制步進電機(101)為液壓千斤頂(2 )加壓，使液壓千斤頂(2 )完成張拉工作的具體內(nèi)容如下自動張拉控制系統(tǒng)控制器(3)控制1號步進電機(1011)順時針轉(zhuǎn)動，當位于液壓千斤頂進油口的壓力傳感器(202)檢測到的油壓達到預先設定的最小油壓參數(shù)值時，1號步進電機(1011)自動停止轉(zhuǎn)動，并保持設定的時間，電腦上自動記錄此時的位移量；然后1號步進電機(1011)又開始順時針轉(zhuǎn)動，當位于液壓千斤頂進油口的壓力傳感器(202)檢測到油壓達到預先設定的下一個油壓參數(shù)值時，1號步進電機(1011)又自動停止轉(zhuǎn)動，并保持設定的時間，電腦上自動記錄此時的位移量；1號步進電機(1011)依此進行工作，直至油壓達到預先設定的最大油壓參數(shù)值，并保持設定的時間，此時，液壓液壓千斤頂(2)完成張拉過程。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的自動張拉控制方法，其特征在于在步驟kp8中，所述的進入卸荷過程具體內(nèi)容如下1號、2號步進電機逆時針轉(zhuǎn)動并轉(zhuǎn)到不能轉(zhuǎn)動時自動停止；1號、2號步進電機停止后，3號步進電機(1013)開始順時針轉(zhuǎn)動直到轉(zhuǎn)到不能轉(zhuǎn)動時自動停止；3號步進電機(1013)停止時，4號步進電機(1014)開始順時針轉(zhuǎn)動，直到不能轉(zhuǎn)動為止時自動停止轉(zhuǎn)動；位于液壓千斤頂回油口的壓力傳感器(202)檢測回程壓力并顯示在電腦(5)的屏幕上，當回程壓力大于25MPa時，紅色信號燈開始閃亮，4號步進電機(1014)自動停止；在此過程中拉桿式位移傳感器檢測是否歸零，如歸零，4號步進電機(1014)自動停止；即是位于液壓千斤頂回油口的壓力傳感器(202)和拉桿式位移傳感器同時檢測，哪個先達到設定的條件，哪個就向4號步進電機(1014)發(fā)出停止的信號；4號步進電機(1014) 停止轉(zhuǎn)動，完成卸荷過程。
全文摘要
一種自動張拉控制系統(tǒng)及其方法，涉及一種在土木工程中對預應力構件施加預應力的系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括電動油泵、液壓千斤頂、自動張拉控制系統(tǒng)控制器、數(shù)據(jù)中繼控制器和電腦，液壓千斤頂上裝有拉桿式位移傳感器和壓力傳感器；電動油泵左右控制閥的控制閥桿與步進電機連接；自動張拉控制系統(tǒng)控制器包括MCU單片機、功能按鍵、位移采集單元、壓力采集單元、蜂鳴及報警單元、顯示單元、驅(qū)動模塊、電機轉(zhuǎn)向輸出單元、電機轉(zhuǎn)停輸出單元、電機脈沖輸出單元；方法包括張拉、卸荷等步驟。本發(fā)明可提高張拉精度，有效地避免預應力筋張拉失控的事故，具有結(jié)構簡單、成本低、安全可靠、質(zhì)量監(jiān)控難度小、方法簡單、操作方便的特點，適于在各種場地作業(yè)。
文檔編號E04G21/12GK102444290SQ20111027548
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權日2011年9月16日
發(fā)明者李春權, 羅啟順, 陸巍巋 申請人:柳州市建橋預應力機械廠