專利名稱：大型結(jié)構(gòu)物自動稱重設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種大型結(jié)構(gòu)物自動稱重設(shè)備，屬于高精度、大量程稱重的新型計量器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種大型結(jié)構(gòu)物自動稱重設(shè)備安裝在一個集裝箱內(nèi)，在集裝箱內(nèi)設(shè)有多臺油泵，多個電磁閥，多個A/D采集器，多條高壓油管和電纜，同時還設(shè)有多個壓力傳感器和位移傳感器以及多個千斤頂。其特征在于多臺油泵通過油管與千斤頂相連接，油路上安裝有電磁閥，計算機(jī)通過控制液壓系統(tǒng)的電磁閥開關(guān)及油路的切換，實現(xiàn)千斤頂?shù)捻斏陆岛驼{(diào)平。油路上安裝有壓力傳感器，千斤頂支點(diǎn)處安裝有位移傳感器，計算機(jī)通過各壓力傳感器和位移傳感器測得數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，自動測得大型結(jié)構(gòu)物的重量，還可以根據(jù)各傳感器的特性進(jìn)行監(jiān)視和報警。
圖2為油泵起停工作原理圖。
圖3為油泵起停控制電路工作原理圖。
圖4為電磁閥控制電路工作原理圖。
圖5為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作原理圖。
圖6為驅(qū)動控制電路工作原理圖。
圖7為大型結(jié)構(gòu)物自動稱重設(shè)備的平面布置圖。
其中1、油泵，2、輔助油箱，3、工作臺，4、給油泵供電的動力控制柜，5工控機(jī)安裝及電氣邏輯控制臺，6、集裝箱，7、壓力傳感器，8、位移傳感器，9、電磁閥，10、千斤頂。
實施例本自動稱重設(shè)備的構(gòu)造為一個集裝箱6，在集裝箱6內(nèi)設(shè)有多臺油泵1，多個電磁閥9，多個A/D采集器，多條高壓油管和電纜，多個壓力傳感器7和位移傳感器8以及多個千斤頂10組成。
本實用新型的集裝箱內(nèi)包括四臺油泵1，一個輔助油箱2，一個工控機(jī)，一個油泵控制動力柜4，一個控制臺5(用于按裝工控機(jī)和電器元件)，一個工作臺3組成，如圖7所示。
在電磁閥箱安裝多路油管和多個針閥，其液壓控制部分通過快速接頭與油泵千斤頂部分連接，其電氣控制部分通過多芯電纜和航控插頭與電氣邏輯控制臺“5”相連接。
A/D采集箱安裝D5252A/D采集器，多個壓力變送器或位移變送連接，A/D采集箱通過RS485與電氣邏輯控制臺“5”連接，然后與工控機(jī)相相連。
本設(shè)備利用拉線式位移傳感器(或位移變送器)8檢測每一個樁腿的頂升的高度，通過壓力傳感器(或壓力變送器)7檢測每一千斤頂?shù)某辛顩r，采用電磁閥9控制千斤頂10的進(jìn)、出油流量，用數(shù)據(jù)總線技術(shù)，將壓力傳感器，位移傳感器，油路狀態(tài)設(shè)置的開關(guān)，油泵換向閥及超高壓電磁閥等設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，實現(xiàn)對大型結(jié)構(gòu)同步頂升，下降和調(diào)平，可以進(jìn)行大型結(jié)構(gòu)物的自動稱重，同時計算機(jī)能自動控制、監(jiān)測與報警。
現(xiàn)對本實用新型的集裝箱內(nèi)的各系統(tǒng)的控制及工作原理進(jìn)一步描述一.液壓系統(tǒng)工作原理液壓系統(tǒng)是由帶卸壓閥的油泵、三位四通電磁閥、流量調(diào)節(jié)針閥、二位二通電磁閥、液控單向閥和一些連接管路以及輔助元件組成。
如
圖1為液壓系統(tǒng)的原理圖。由一個油泵帶多個千斤頂。油泵是整個液壓系統(tǒng)的動力源，負(fù)責(zé)向液壓系統(tǒng)供油，從而驅(qū)動千斤頂?shù)倪\(yùn)動。
用三位四通閥切換油路，由兩個電磁閥和一個銜鐵組成。當(dāng)左邊電磁閥得電時，電磁鐵吸合，閥芯向左移動，千斤頂?shù)纳仙吐穼?dǎo)通，下降油路關(guān)閉；當(dāng)右邊電磁閥得電時，電磁鐵脫開，閥芯向右移動，千斤頂?shù)纳仙吐逢P(guān)閉，下降油路導(dǎo)通，完成油路切換。油泵的出口處要配有卸壓閥。當(dāng)油泵出油口的壓力值高到一定程度時，卸壓閥打開，出油口的油流回油箱。
流量調(diào)節(jié)用針閥。流量調(diào)節(jié)針閥能夠連續(xù)調(diào)節(jié)流量，在組塊升降過程中，可以通過流量調(diào)節(jié)針閥來調(diào)節(jié)油路供油流量大小，從而控制千斤頂運(yùn)動的快慢。
二位二通電磁閥線圈得電時，閥芯吸合，油路關(guān)閉；當(dāng)二位二通電磁閥線圈失電時，閥芯脫開，油路打開。在自動稱重系統(tǒng)升降過程中，通過每個支油路二位二通電磁閥的得失電控制油路在自動稱重系統(tǒng)中實現(xiàn)自動控制，系統(tǒng)上升時，液壓油通過針閥和液控單向閥，進(jìn)入千斤頂下油缸，千斤頂上油缸液壓油直接回油泵，同時千斤頂頂桿向上移動。
系統(tǒng)下降過程中，通過三位四通閥切換油路，高壓油直接進(jìn)入千斤頂上油缸，在高壓油作用下液控單向閥打開，千斤頂下油缸液通過液控單向閥和針閥回油泵，千斤頂頂桿向下移動。二、電氣控制系統(tǒng)工作原理1，油泵起停工作原理油泵電機(jī)的主電路考慮短路保護(hù)和過載保護(hù)，有電流表和電壓表儀表測量油泵的工作狀況。工作原理如圖2所示。從三相電源出來的電流經(jīng)過熔斷器(FU7～FU18)、接觸器的主觸點(diǎn)(KM1～KM4)、熱繼電器(FR1～FR4)、接入電動泵(M1～M4)，線路中通過電流互感器(TA2～TA5)檢測電機(jī)單相電流(PA2～PA5)。
2，油泵起?？刂齐娐饭ぷ髟碛捅玫钠鹜？刂剖窃诳刂齐娐分型瓿傻?，如圖3所示。正常工作時，KA8繼電器常開觸點(diǎn)閉合，電路正常工作，指示燈亮(HL6～HL9)。從220V兩相交流電源出來的電流經(jīng)過熱繼電器的常閉觸點(diǎn)(FR1～FR4)、電機(jī)停止按鈕(SB1、SB3、SB5、SB7)、電機(jī)起動按鈕(SB2、SB4、SB6、SB8)、到達(dá)接觸器線圈(KM1～KM4)。其線圈與主電氣柜上和控制電氣柜上的急停按鈕(K8)串聯(lián)。當(dāng)按下急停按鈕時，控制電路中的常閉觸點(diǎn)斷開，KA8繼電器線圈失電，電動泵起?？刂齐娐分械腒A8繼電器常開觸點(diǎn)斷開，切斷電路，起到保護(hù)作用。
3，電磁閥控制電路工作原理稱重系統(tǒng)中千斤頂升降是由二位二通電磁閥(YV1～YV64)來控制的。通過二位二通電磁閥的開閉，控制油路的通斷。二位二通電磁閥通過控制油路的通斷時間就可以控制該支路的供油量，從而控制千斤頂?shù)纳盗?。二位二通電磁閥的控制電路由手動和自動兩部分組成。如圖4所示。其中KA6、KA7為手動、自動切換開關(guān)。KC1～KC64為由計算機(jī)控制的固體繼電器，自動控制時KC得電，電磁閥線圈YV得電、電磁閥工作；手動控制時SA(SA1～SA64)得電，YV線圈得電、電磁閥工作，同時對應(yīng)的指示燈HL亮(HL1V～HL64V)，電磁閥線圈并聯(lián)了RC吸收回路。三.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作原理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由壓力傳感器、位移傳感器、信號放大及A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器和計算機(jī)組成。圖5所示為多個傳感器、多個A/D轉(zhuǎn)換器(D5252)以及與計算機(jī)的連接圖。
壓力變送器將壓力信號轉(zhuǎn)變成4～20mA電流信號，利用A/D轉(zhuǎn)換器(D5252)通過RS485口送出數(shù)據(jù)，位移變送器將位移信號轉(zhuǎn)變成4～20mA電流信號，利用A/D轉(zhuǎn)換器(D5252)通過RS485口送出數(shù)據(jù)，計算機(jī)通過RS485口采集各個傳感器的信息。四.驅(qū)動控制電路工作原理計算機(jī)將控制信號發(fā)給D1712I/O模塊，D1712I/O模塊驅(qū)動固態(tài)繼電器(SSR)，固態(tài)繼電器(KC1～KC64)驅(qū)動現(xiàn)場電磁閥(YV1～YV64)。
D1712I/O模塊與計算機(jī)通過RS-485接口進(jìn)行通訊。每個D1712模塊有多個輸出通道，每個通道與一個固態(tài)繼電器(SSR)控制端相連。每個D1712模塊都有一個獨(dú)立的地址。計算機(jī)選擇相應(yīng)的地址和通道，向D1712模塊發(fā)出控制指令，讓D1712模塊的各個輸出通道輸出0或1。如圖6所示，D1712模塊的各個輸出通道接在固態(tài)繼電器的輸入端，當(dāng)程序指定D1712模塊的某一輸出通道為0時，該通道為低電平，固態(tài)繼電器的輸入端的輸入信號導(dǎo)通，晶閘管導(dǎo)通，與之串聯(lián)的電磁閥線圈得電，油路導(dǎo)通；當(dāng)程序指定D1712模塊的某一輸出通道為1時，該通道為高電平，固態(tài)繼電器的輸入端的輸入信號斷開，晶閘管不通。與之串聯(lián)的電磁閥線圈失電，油路關(guān)閉。計算機(jī)程序就可以通過控制D1712模塊的某一輸出0或1的時間間隔來控制千斤頂?shù)捻斏?br>
本自動稱重設(shè)備的優(yōu)越性1)稱重能力目前該設(shè)備具有8000噸的大型結(jié)構(gòu)物稱能力，由于該設(shè)備采用積木式設(shè)計方法，可自由拼裝成各種大小和多種形式的結(jié)構(gòu)物自動稱重設(shè)備。2)測量精度高稱重設(shè)備的精度優(yōu)于1％FS。3)稱重全過程計算機(jī)自動控制本稱重設(shè)備徹底解決傳統(tǒng)稱重設(shè)備的控制問題，用電磁閥取代原手動調(diào)節(jié)閥；數(shù)學(xué)模型控制取代人工經(jīng)驗判斷；工業(yè)控制機(jī)固體繼電器控制取代手動控制，實現(xiàn)頂升、下降和調(diào)平全過程全自動控制。4)可靠性高安全性強(qiáng)本稱重設(shè)備采用全過程計算機(jī)自動監(jiān)測和報警5)集成度高設(shè)備安裝在一個集裝箱內(nèi)，操作，運(yùn)輸方便。
權(quán)利要求1.一種大型結(jié)構(gòu)物自動稱重設(shè)備安裝在一個集裝箱內(nèi)，在集裝箱內(nèi)設(shè)有多臺油泵，多個電磁閥，多個A/D采集器，多條高壓油管和電纜，同時還設(shè)有多個壓力傳感器和位移傳感器以及多個千斤頂，其特征在于多臺油泵通過油管與千斤頂相連接，油路上安裝有電磁閥，計算機(jī)通過控制液壓系統(tǒng)的電磁閥開關(guān)及油路的切換，實現(xiàn)千斤頂?shù)捻斏?、下降和調(diào)平；油路上安裝有壓力傳感器，千斤頂支點(diǎn)處安裝有位移傳感器，計算機(jī)通過各壓力傳感器和位移傳感器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到大型結(jié)構(gòu)物的重量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型結(jié)構(gòu)物自動稱重設(shè)備，其特征在于液壓系統(tǒng)包含有帶卸壓閥的油泵，三位四通電磁閥，流量調(diào)節(jié)針閥，二位二通電磁閥，液壓單向閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型結(jié)構(gòu)物自動稱重設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包含有壓力傳感器，位移傳感器，信號放大及A/D數(shù)值轉(zhuǎn)換器和計算機(jī)。
專利摘要一種大型結(jié)構(gòu)物自動稱重設(shè)備，屬于高精度、大量程稱重的新型計量設(shè)備。該設(shè)備安裝在一個集裝箱內(nèi)，在集裝箱內(nèi)設(shè)有多臺油泵，多個電磁閥，多個A/D采集器，多個壓力傳感器和位移傳感器以及多個千斤頂。多臺油泵通過油管與千斤頂相連接，油路上安裝有電磁閥，通過計算機(jī)控制液壓系統(tǒng)的電磁閥開關(guān)及油路的切換實現(xiàn)千斤頂?shù)纳岛驼{(diào)平。油路上安裝有壓力傳感器，千斤頂支點(diǎn)處安裝有位移傳感器，計算機(jī)通過各壓力傳感器和位移傳感器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)大型結(jié)構(gòu)物的自動稱重，還可以根據(jù)各傳感器的特性進(jìn)行監(jiān)視和報警。其精度高、可靠性強(qiáng)、操作簡單，可移動。
文檔編號G01G19/387GK2585200SQ02256888
公開日2003年11月5日 申請日期2002年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月30日
發(fā)明者章青, 白秉仁, 李文義, 田力, 李紅, 施志強(qiáng) 申請人:海洋石油工程股份有限公司, 白秉仁