专利名称：一种无线多点预应力协同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，特别涉及一种无线多点预应力协同张拉控制系统及 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，所受到的载荷包括屋面自身重量的荷载、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。目前的预应力张拉中，特别是多点预应力张拉时，主要是以人工来进行控制，通过 人工对各点的张拉情况进行监控。具体是采用多台张拉机械，用对讲机传递信息的方式，通 过张拉人员根据油泵压力表的读数，对照相应的拉力值，判断是否达到张拉力，然后，用对 讲机通知其他人员，这时张拉并没有停止，所以很难做到实时信息反馈的保证，也就难免会 出现差错，效率也会很低。由上可以看出，迫切需要提供一种新的无线多点预应力协同张拉的技术方案，考 虑到现场操作环境的限制，其采用计算机的软件控制，通过无线控制实现全自动的完成相 关预应力张拉。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线多点预应力协同张拉控制系统及方法，可以全自动 的完成工程中的多点预应力张拉。一方面，本发明提供一种无线多点预应力协同张拉控制系统，包括若干张拉控制 计算机及与其匹配的预应力张拉设备，所述张拉控制计算机用以控制与其匹配的预应力张 拉设备进行预应力张拉，并实时接收所述预应力张拉设备采集的预应力张拉值，所述控制 系统还包括一中央控制计算机，所述中央控制计算机与所述若干张拉控制计算机均配置一 无线发射接收单元并通过其进行数据交换，所述中央控制计算机通过所述无线发射接收单 元实时接收所述若干张拉控制计算机传来的预应力张拉值，并反馈预应力张拉控制指令。所述预应力张拉设备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，所述预应力张拉设备还包括与所述张拉控制计算机连接的数据采集卡，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，所述张拉控制计算机控制所述数 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。所述张拉控制计算机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。
所述无线发射接收单元包括一无线单片机芯片及其外围电路，或者，所述无线发射接收单元为成品的数传模块。所述无线发射接收单元通过RS232接口、RS485接口、USB接口中的任一种接口与 所述中央控制计算机和张拉控制计算机连接。另一方面，本发明还提供一种基于以上所述系统的无线多点预应力协同张拉控制 方法，包括以下步骤6. 1、所述中央控制计算机向所述若干张拉控制计算机发送张拉指令；6. 2、所述若干张拉控制计算机控制所述预应力张拉设备进行张拉并实时接收其 采集的预应力张拉值，通过所述无线发射接收单元发送预应力张拉值至所述中央控制计算 机；6. 3、所述中央控制计算机判断所述若干张拉控制计算机传来的预应力张拉值是 否相同或处在预定的差值内，若是则转步骤6. 5，若否则转步骤6. 4 ；6. 4、中央控制计算机向所述预应力张拉值大的张拉控制计算机发出暂停张拉指 令，同时向所述预应力张拉值小的张拉控制计算机发出继续张拉指令；6. 5、判断所述预应力张拉值是否达到预定的张拉力控制值，是则停止操作，否则 转步骤6. 2。所述步骤6. 2具体包括以下步骤6. 2. 1、将所述待张拉的构件的张拉力控制值输入所述张拉控制计算机的设置模 块并存储；6. 2. 2、开启油泵驱动所述千斤顶张拉，所述张拉控制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；6. 2. 3、判断所述步骤6. 2. 2输出的张拉力数据是否达到所述步骤6. 2. 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6. 2. 2并控制所述油泵加压；6. 2. 4、记录此时位移传感器采集的位移数据以及步骤6. 2. 2输出的张拉力数据 并输出至所述中央控制计算机显示，同时向所述电磁阀发出关闭信号并停止相关操作。所述无线发射接收单元包括一无线单片机芯片及其外围电路，或者，所述无线发 射接收单元为成品的数传模块。所述无线发射接收单元通过RS232接口、RS485接口、USB接口中的任一种接口与 所述中央控制计算机和张拉控制计算机连接。采用本发明所述的一种无线多点预应力协同张拉控制系统，包括若干张拉控制计 算机及与其匹配的预应力张拉设备，还包括一中央控制计算机，所述中央控制计算机与所 述若干张拉控制计算机均配置一无线发射接收单元，通过所述无线发射接收单元实时接收 所述若干张拉控制计算机传来的预应力张拉值，并反馈预应力张拉控制指令。本发明通过 无线控制的方式，利用一中央控制计算机，实现了多点预应力张拉的全自动控制。
图1为本发明所述系统的结构图；图2为本发明所述系统中的预应力张拉设备结构图3为本发明所述方法的流程图；图4为本发明所述方法中的张拉控制计算机的控制流程图。
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，本发明提供一种无线多点预应力协同张拉控制系统100，包括若 干张拉控制计算机12及与其匹配的预应力张拉设备200 (理论上可以有N个)，所述张拉 控制计算机12用以控制与其匹配的预应力张拉设备200进行预应力张拉，并实时接收所述 预应力张拉设备200采集的预应力张拉值，所述控制系统还包括一中央控制计算机101，所 述中央控制计算机101与所述若干张拉控制计算机12均配置一无线发射接收单元104并 通过其进行数据交换，所述中央控制计算机101通过所述无线发射接收单元104实时接收 所述若干张拉控制计算机12传来的预应力张拉值，并反馈预应力张拉控制指令。作为一实 施例，所述无线发射接收单元104包括一无线单片机芯片及其外围电路，或者，所述无线发 射接收单元104也可以为成品的数传模块。所述无线发射接收单元104通过RS232接口、 RS485接口、USB接口中的任一种接口与所述中央控制计算机101和张拉控制计算机12连 接。参见图2，所述的预应力张拉设备200，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，还包括与 张拉控制计算机12连接的数据采集卡11，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，所述张拉控制计算机12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。所述张拉控制计算机12进一步包括设置模 块和控制模块(两模块为装载在计算机中的软件)，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7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，本发明还提供一种无线多点预应力协同张拉控制方法300，其基于上述 控制系统100实现，包括以下步骤301、所述中央控制计算机101向所述若干张拉控制计算机12发送张拉指令。302、张拉控制计算机12实时将预应力张拉值发送至所述中央控制计算机101。所述若干张拉控制计算机12控制所述预应力张拉设备103进行张拉并实时接收 其采集的预应力张拉值，通过所述无线发射接收单元104发送预应力张拉值至所述中央控 制计算机101。303、判断所述若干张拉控制计算机12传来的预应力张拉值是否相同或处在预定 的差值内。所述中央控制计算机101判断所述若干张拉控制计算机12传来的预应力张拉值是否相同或处在预定的差值内，若是则转步骤305，若否则转步骤304。304、中央控制计算机101发出调整所述预应力张拉值大小的命令。中央控制计算机101向所述预应力张拉值大的张拉控制计算机12发出暂停张拉 指令，同时向所述预应力张拉值小的张拉控制计算机12发出继续张拉指令。305、判断所述预应力张拉值是否达到预定的张拉力控制值，是则停止操作，否则 转步骤302。参见图4，图4为张拉控制计算机12的控制流程400，也可以看作所述步骤302的 具体步骤401、向张拉控制计算机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张拉控制计算机12的设置模块
并存储。402、系统加电并开启油泵7。油泵7开启时，所述张拉控制计算机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。403、油泵7驱动千斤顶4张拉，张拉控制计算机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，所述张拉控制计算机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。404、判断上步骤的张拉力数据是否到达步骤401的张拉力控制值。判断所述步骤403输出的张拉力数据是否达到所述步骤401输入的构件1张拉力 控制值，若是则转步骤406，若否则转步骤405。405、判断采集的油压数据是否正常，若正常则转步骤403并控制所述油泵7加压， 若不正常则转步骤406。406、记录此时位移数据和张拉力数据并将其传输至中央控制计算机101，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403输出的张拉力数据并在所述 中央控制计算机101上显示，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，在所述控制方法中，所述无线发射接收单元104包括一无线单片 机芯片及其外围电路，或者，所述无线发射接收单元104也可以为成品的数传模块。所述无 线发射接收单元104通过RS232接口、RS485接口、USB接口中的任一种接口与所述中央控 制计算机101和张拉控制计算机12连接。需要指出的是，本发明所述的一种无线多点预应力协同张拉控制方法300与本发 明所述的一种无线多点预应力协同张拉控制系统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
一种无线多点预应力协同张拉控制系统，包括若干张拉控制计算机及与其匹配的预应力张拉设备，所述张拉控制计算机用以控制与其匹配的预应力张拉设备进行预应力张拉，并实时接收所述预应力张拉设备采集的预应力张拉值，其特征在于，所述控制系统还包括一中央控制计算机，所述中央控制计算机与所述若干张拉控制计算机均配置一无线发射接收单元并通过其进行数据交换，所述中央控制计算机通过所述无线发射接收单元实时接收所述若干张拉控制计算机传来的预应力张拉值，并反馈预应力张拉控制指令。
2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述预应力张拉设备包括依次连接的 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，所述预应力张拉设备还包括与所述张拉控 制计算机连接的数据采集卡，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，所述张拉控制计算机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。
3.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述张拉控制计算机包括设置模块和 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。
4.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述无线发射接收单元包括一无线单 片机芯片及其外围电路，或者，所述无线发射接收单元为成品的数传模块。
5.如权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述无线发射接收单元通过RS232接 口、RS485接口、USB接口中的任一种接口与所述中央控制计算机和张拉控制计算机连接。
6.一种基于权利要求3所述系统的无线多点预应力协同张拉控制方法，其特征在于， 包括以下步骤(6. 1、所述中央控制计算机向所述若干张拉控制计算机发送张拉指令；(6. 2、所述若干张拉控制计算机控制所述预应力张拉设备进行张拉并实时接收其采集 的预应力张拉值，通过所述无线发射接收单元发送预应力张拉值至所述中央控制计算机；(6. 3、所述中央控制计算机判断所述若干张拉控制计算机传来的预应力张拉值是否相 同或处在预定的差值内，若是则转步骤6. 5，若否则转步骤6. 4 ；(6. 4、中央控制计算机向所述预应力张拉值大的张拉控制计算机发出暂停张拉指令，同 时向所述预应力张拉值小的张拉控制计算机发出继续张拉指令；(6.5、判断所述预应力张拉值是否达到预定的张拉力控制值，是则停止操作，否则转步 骤 6. 2。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤6.2具体包括以下步骤(6. 2. 1、将所述待张拉的构件的张拉力控制值输入所述张拉控制计算机的设置模块并 存储；(6. 2. 2、开启油泵驱动所述千斤顶张拉，所述张拉控制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；(6. 2. 3、判断所述步骤6. 2. 2输出的张拉力数据是否达到所述步骤6. 2. 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6. 2. 2并控制所述油泵加压；.6.2. 4、记录此时位移传感器采集的位移数据以及步骤6. 2. 2输出的张拉力数据并输 出至所述中央控制计算机显示，同时向所述电磁阀发出关闭信号并停止相关操作。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述无线发射接收单元包括一无线单 片机芯片及其外围电路，或者，所述无线发射接收单元为成品的数传模块。
9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述无线发射接收单元通过RS232接 口、RS485接口、USB接口中的任一种接口与所述中央控制计算机和张拉控制计算机连接。
全文摘要
本发明揭示了一种无线多点预应力协同张拉控制系统，包括若干张拉控制计算机及与其匹配的预应力张拉设备，还包括一中央控制计算机，所述中央控制计算机与所述若干张拉控制计算机均配置一无线发射接收单元，通过所述无线发射接收单元实时接收所述若干张拉控制计算机传来的预应力张拉值，并反馈预应力张拉控制指令。本发明通过无线控制的方式，利用一中央控制计算机，实现了多点预应力张拉的全自动控制。
文档编号G05D15/01GK101989092SQ20091005576
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, 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