專利名稱：整體張拉之計算機同步控制器裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及建筑張拉施工技術領域，特別是涉及一種預應力空間結構整體張拉裝置。
背景技術：
在現代大型建筑屋蓋索網結構中，傳統的搭設滿堂紅腳手架施工屋蓋的方法，既占據了碩大的空間影響屋蓋下面其他工序施工，又浪費了大量的材料，拖長了施工周期；現代化的吊裝屋蓋索網的施工方法，需用十數臺吊機同時運轉才能滿足結構施工和建筑設計要求，勢必投入很大的資金，增加建設成本。上述兩種施工方法均不如采用眾多液壓千斤頂 (數量視屋蓋徑向索網數量而定)同步整體張拉施工方法。預應力索結構對整體張拉的最大難題是如何做到同時張拉操作安裝在外環鋼梁承力架節點處幾十道拉索上的近百臺液壓千斤頂，同步緩慢加載，按同比例找型(仿真計算的抬高并伸長)；當屋蓋索網張拉成型過程中，各反作用力點的應力差值和位移變量都通過傳感器的反饋到計算機并經過擬定程序處理去調整張拉設備的動作。
實用新型內容本實用新型實施例的目的是提供一種整體張拉之計算機同步控制器裝置，以實現預應力索結構對整體張拉的同時張拉操作。為達到上述目的，本實用新型實施例的技術方案提供一種整體張拉之計算機同步控制器裝置，所述裝置包括力學系統、液壓系統和控制系統；所述力學系統包括被張拉空間索結構(6)、鋼拉索(7)、張拉工裝(8)，所述鋼拉索(7)分別與所述被張拉空間索結構(6)和張拉工裝(8)連接；所述液壓系統包括液壓泵站(3)、液壓千斤頂群(4)和各種液壓閥，所述液壓千斤頂(4 )與所述液壓泵站(3 )連接，張拉力施加到所述張拉工裝(8 )上；所述控制系統包括計算機(1)和主控制柜(2)，所述主控制柜(2)分別與計算機(1)、液壓系統和力學系統連接；所述主控制柜(2)包括通訊控制板、PLC控制器、相序控制繼電器、各種接口板、傳輸線和遠程監測傳感器。其中，所述控制系統還包括應急處理手動控制盒(5)，所述應急處理手動控制盒 (5)連接到所述主控制柜(2)，所述應急處理手動控制盒(5)包括急停總控制開關(5. 1)、手動張拉執行按鈕(5. 2)、控制手動PLC功能開關(5. 3)、張拉千斤頂前端錨具開關(5. 4)、張拉千斤頂主油缸開關(5. 5)、張拉千斤頂后端錨具開關(5. 6)和張拉千斤頂編組選擇開關 (5. 7)。其中，所述液壓千斤頂群(4)包括多組液壓千斤頂，實現多根鋼拉索同時張拉。其中，所述液壓千斤頂群(4)中最多可包含80組液壓千斤頂。其中，所述液壓千斤頂上安置有壓力傳感器(4. 2)、千斤頂位移傳感器(4. 3)和接近開關(4. 4)，控制區域在有線控制模式時為3000m，同步控制精度小于士5mm。其中，所述液壓泵站(3)包括液壓油路控制電磁閥(3. 1)、泵站主油泵體(3. 2)和泵站輔助油泵體(3. 3)。其中，所述主控制柜(2)具體包括ANY CAN遠程信號傳輸控制板(2. 1)、PLC控制器 (2. 2)、控制繼電器(2. 3)、星三角啟動接觸器(2. 4)、安全保護裝置(2. 5)、長距離位移傳感器端口(2. 6)、遠程信號出入輸出擴展端口(2. 7)、液壓泵站電磁閥控制端口(2. 8)、千斤頂位移信號輸入端口(2. 9)、千斤頂壓力信號輸入端口(2. 10)、千斤頂接近開關端口(2. 11)、 應急處理手動控制盒端口(2. 12)。其中，所述安全保護裝置(2. 5)包括斷路保護器(2. 5. 1)、相序保護繼電器 (2. 5. 2)、過熱保護器(2. .5.3)和急停保護器(2. . 5. 4)。其中，所述主控制柜(2)采用CAN總線進行數據傳輸。與現有技術相比，本實用新型的技術方案具有如下優點1、本實用新型所述整體張拉之計算機同步控制器裝置，實現了大型預應力空間索結構“化零為整”，“一步到位”的施工方法。且將張拉應力的范圍擴大到40000-160000千牛。此裝置設計先進合理，容量較大，計算速度快，計算精度高，模塊化結構，操作控制可靠性高。本控制系統設計控制區域在有線控制模式時為3000m，同步控制精度小于士5mm。2、在大型建筑屋蓋索網結構施工中，采用眾多液壓千斤頂(數量視屋蓋徑向索網數量而定)同步整體張拉施工方法，比傳統的搭設滿堂紅腳手架施工屋蓋的方法，比吊機吊裝屋蓋索網的施工方法，節約了大量的材料，縮短了施工周期。整體張拉施工的空間不影響屋蓋下面其他工序施工，減少建設成本。3、預應力索結構對整體張拉的最大優點是同時張拉操作安裝在外環鋼梁承力架節點處幾十道拉索上的近百臺液壓千斤頂，同步緩慢加載，按同比例找型(仿真計算的抬高并伸長)；當屋蓋索網張拉成型過程中，各反作用力點的應力差值和位移變量都通過傳感器的反饋到計算機并經過擬定程序處理去調整張拉設備的動作。4、整體張拉控制裝置主控制板既可以接受電腦的自動指令，如應急情況下PLC控制器也可以接受手動控制盒指揮去驅動下一級執行元器件。本控制系統對停電、超差超載、 誤操作、電磁干擾、強制緊停等均有緊急應對措施。5、此實用新型主控制器模式設有16路模擬信號和8路數字信號。傳感器檢測手段齊全，不僅可以檢測張拉點的位置信號，還可監測各千斤頂的載荷信號以及張拉油缸的狀態信號。本控制系統設計在張拉千斤頂裝置上安置有壓力傳感器(6)和千斤頂位移傳感器(7)、控制區域在有線控制模式時為3000m，同步控制精度小于士5mm。本裝置具有制造工藝簡單、經濟造價合理，操作簡便、同步控制精度高等優點，尤其適用于大型體育場館索網屋蓋整體張拉施工。
圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是本實用新型的主控制柜各部件硬件示意圖。圖3是本實用新型的應急處理手動控制盒各部件關聯示意圖。圖4是本實用新型的計算機主控制程序ACP原理框圖。圖5是本實用新型PLC可編程序控制器程序OCP原理框圖。其中，1 一計算機和主控程序ACP、2 —主控制柜、2. 1 一 ANY CAN遠程信號傳輸控制板、2. 2 - PLC控制器和可編執行程序0CP、2. 3 一控制繼電器、2. 4 一星三角啟動接觸器、2. 5-安全保護裝置、2. 5. 1-斷路保護器、2. 5. 2-相序保護繼電器、2. 5. 3-過熱保護器、2. 5. 4-急停保護器、2. 6-長距離位移傳感器端口、2. 7-遠程信號出入輸出擴展端口、 2. 8-液壓泵站電磁閥控制端口、2. 9-千斤頂位移信號輸入端口、2. 10-千斤頂壓力信號輸入端口、2. 11-千斤頂接近開關端口、2. 12-應急處理手動控制盒端口、3 —液壓泵站成套設備、3. 1-液壓油路控制電磁閥、3. 2-泵站主油泵體、3. 2-泵站輔助油泵體、4 一整體張拉千斤頂群體設備、4. 1-千斤頂鎖緊錨具、4. 2-千斤頂壓力傳感器、4. 3-千斤頂位移傳感器、 4. 4-千斤頂接近開關、5 —應急處理手動控制盒、5. 1-急停總控制開關、5. 2-手動張拉執行按鈕、5. 3-控制手動PLC功能開關、5. 4-張拉千斤頂前端錨具開關、5. 5-張拉千斤頂后端錨具開關、5. 7-張拉千斤頂編組選擇開關、6 —被張拉空間索結構、7 —鋼拉索、8 —張拉工裝。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。本實用新型實施例的一種整體張拉之計算機同步控制器裝置的結構如圖1所示， 包括力學系統、液壓系統和控制系統；所述力學系統包括被張拉空間索結構6、鋼拉索7、張拉工裝8，所述鋼拉索7分別與所述被張拉空間索結構6和張拉工裝8連接；所述液壓系統包括液壓泵站3、液壓千斤頂群4和各種閥門(比例閥、溢流閥等)， 所述液壓千斤頂4 一端與所述液壓泵站3連接，一端連接到所述張拉工裝8 ；所述控制系統包括計算機1和主控制柜2，所述主控制柜2分別與計算機1、液壓系統和力學系統連接；所述主控制柜2包括通訊控制板、PLC控制器、相序控制繼電器、各種接口板、傳輸線和遠程監測傳感器；所述計算機1由控制主程序、模擬量模塊和數字量模塊等組成。所述控制系統還包括應急處理手動控制盒5，所述應急處理手動控制盒5連接到所述主控制柜2，所述應急處理手動控制盒5包括急停總控制開關5. 1、手動張拉執行按鈕5. 2、控制手動PLC功能開關5. 3、張拉千斤頂前端錨具開關5. 4、張拉千斤頂主油缸開關 (5. 5)、張拉千斤頂后端錨具開關5. 6和張拉千斤頂編組選擇開關5. 7。所述液壓千斤頂群4包括多組液壓千斤頂，實現多根鋼拉索同時張拉，所述液壓千斤頂群4中最多可包含80組液壓千斤頂。所述液壓千斤頂上安置有壓力傳感器4. 2、千斤頂位移傳感器4. 3和接近開關 4. 4，控制區域在有線控制模式時為3000m，同步控制精度小于士5mm。所述液壓泵站3包括液壓油路控制電磁閥3. 1、泵站主油泵體3. 2和泵站輔助油泵體 3. 3。所述主控制柜2具體包括ANY CAN遠程信號傳輸控制板2. 1、PLC控制器2. 2、控制繼電器2. 3、星三角啟動接觸器2. 4、安全保護裝置2. 5、長距離位移傳感器端口 2. 6、遠程信號輸入輸出擴展端口 2. 7、液壓泵站電磁閥控制端口 2. 8、千斤頂位移信號輸入端口 2. 9、千斤頂壓力信號輸入端口 2. 10、千斤頂接近開關端口 2. 11、應急處理手動控制盒端口 2. 12。[0039]所述安全保護裝置2. 5包括斷路保護器2. 5. 1、相序保護繼電器2. 5. 2、過熱保護器2. .5. 3和急停保護器2. .5.4。所述主控制柜2采用CAN總線進行數據傳輸。本實用新型的裝置設計成反饋式的閉環回路，設計概念較先進。計算機設置自編 VB語言控制主程序ACP，其64位雙核處理器，容量較大，計算速度快，計算精度高。此裝置為模塊化結構，可靠性高，視為新生代產品。主控制板系統的ANYCAN串行通訊控制板在成品芯片any can 5000基礎上為自行研發制。它接受電腦指令去控制PLC控制器(可編程序控制器或智能接口)。自主編制主控制板系統的PLC控制器中的執行程序0CP，由此去控制執行元器件 (接觸器、繼電器、電磁閥等)，以解決壓力或位移的同步問題。主控制板既可以接受電腦的自動指令，如應急情況下PLC控制器也可以接受手動控制盒指揮去驅動下一級執行元器件本實用新型的裝置通過數十套液壓張拉千斤頂同時協調施力，張緊空間索結構達到設計內力和建筑造型。這種整體張拉操作工藝必須由計算機連接主控制柜從而自動操作液壓設備同步完成。整體張拉同步控制是一個綜合了力學系統、液壓系統、電控系統、空間結構設計、 計算機控制的綜合復雜的大系統。本實用新型僅在結合已經成熟的力學系統、液壓系統和空間結構設計基礎上做出計算機帶動機電控制的設計和制造的創新。以CAN-BUS總線技術開發的現場實時網絡控制系統。這種計算機控制系統能夠適應惡劣的工作環境，并具有計算機控制系統人機交換界面。計算機帶動機電控制的核心技術在主控制柜里，其硬件為主控制板、自主研發的 ANYCAN通訊控制板和自編程序的PLC控制器；核心技術的軟件為電腦里的VB同步張拉主控制程序和PLC編制程序。預應力空間結構整體張拉同步控制裝置，系統設計成反饋式的閉環回路系統，設計概念較先進。計算機設置64位雙核處理器，容量較大，計算速度快，計算精度高。此裝置為張拉控制器中第三代產品。同步控制裝置主控制柜系統的機、電器件均為工業級產品，安全可靠可以按標準化更換。此控制器驅動的千斤頂可由8點擴展到80點，實現八十根拉索同時張拉總力值160000 kn的目標。此實用新型主控制器模式設有16路模擬信號和最大64路數字信號。傳感器檢測手段齊全，不僅可以檢測張拉點的位置信號，還可監測各千斤頂的載荷信號以及張拉油缸的狀態信號。本控制系統設計在張拉千斤頂裝置上安置有壓力傳感器4. 2和千斤頂位移傳感器4. 3、控制區域在有線控制模式時為3000m，同步控制精度小于士5mm。本控制系統對停電、超差超載、誤操作、電磁干擾、強制緊停等均有緊急應對措施。在控制軟件中顯示報警保護功能，設置載荷和位置超差報警、自動停機等。同時對載荷、位置等重要參數進行顯示便于操作與監控。本實用新型的技術方案具有如下優點1、本實用新型所述整體張拉同步控制裝置，實現了大型預應力空間索結構“化零為整”，“一步到位”的施工方法。且將張拉應力的范圍擴大到40000-160000千牛。此裝置設計先進合理，容量較大，計算速度快，計算精度高，模塊化結構，操作控制可靠性高。本控
6制系統設計控制區域在有線控制模式時為3000m，同步控制精度小于士5mm。2、在大型建筑屋蓋索網結構施工中，采用眾多液壓千斤頂(數量視屋蓋徑向索網數量而定)同步整體張拉施工方法，比傳統的搭設滿堂紅腳手架施工屋蓋的方法，比吊機吊裝屋蓋索網的施工方法，節約了大量的材料，縮短了施工周期。整體張拉施工的空間不影響屋蓋下面其他工序施工，減少建設成本。3、預應力索結構對整體張拉的最大優點是同時張拉操作安裝在外環鋼梁承力架節點處幾十道拉索上的近百臺液壓千斤頂，同步緩慢加載，按同比例找型(仿真計算的抬高并伸長)；當屋蓋索網張拉成型過程中，各反作用力點的應力差值和位移變量都通過傳感器的反饋到計算機并經過擬定程序處理去調整張拉設備的動作。4、整體張拉控制裝置主控制板既可以接受電腦的自動指令，如應急情況下PLC控制器也可以接受手動控制盒指揮去驅動下一級執行元器件。本控制系統對停電、超差超載、 誤操作、電磁干擾、強制緊停等均有緊急應對措施。5、此實用新型主控制器模式設有16路模擬信號和最大64路數字信號。傳感器檢測手段齊全，不僅可以檢測張拉點的位置信號，還可監測各千斤頂的載荷信號以及張拉油缸的狀態信號。本控制系統設計在張拉千斤頂裝置上安置有壓力傳感器(6)和千斤頂位移傳感器(7)、控制區域在有線控制模式時為3000m，同步控制精度小于士5mm。本裝置具有制造工藝簡單、經濟造價合理，操作簡便、同步控制精度高等優點，尤其適用于大型體育場館索網屋蓋整體張拉施工。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種整體張拉之計算機同步控制器裝置，其特征在于，所述裝置包括力學系統、液壓系統和控制系統；所述力學系統包括被張拉空間索結構(6)、鋼拉索(7)、張拉工裝(8)，所述鋼拉索(7) 分別與所述被張拉空間索結構(6)和張拉工裝(8)連接；所述液壓系統包括液壓泵站(3)、液壓千斤頂群(4)和各種液壓閥，所述液壓千斤頂 (4) 一端與所述液壓泵站( 連接，一端連接到所述張拉工裝(8)；所述控制系統包括計算機⑴和主控制柜O)，所述主控制柜(2)分別與計算機(1)、 液壓系統和力學系統連接；所述主控制柜( 包括通訊控制板、PLC控制器、相序控制繼電器、各種接口板、傳輸線和遠程監測傳感器。
2.如權利要求1所述的整體張拉之計算機同步控制器裝置，其特征在于，所述控制系統還包括應急處理手動控制盒(5)，所述應急處理手動控制盒( 連接到所述主控制柜 O)，所述應急處理手動控制盒( 包括急停總控制開關(5. 1)、手動張拉執行按鈕(5. 2)、 控制手動PLC功能開關(5. 3)、張拉千斤頂前端錨具開關(5. 4)、張拉千斤頂主油缸開關 (5. 5)、張拉千斤頂后端錨具開關(5. 6)和張拉千斤頂編組選擇開關(5. 7)。
3.如權利要求1所述的整體張拉之計算機同步控制器裝置，其特征在于，所述液壓千斤頂群(4)包括多組液壓千斤頂，實現多根鋼拉索同時張拉。
4.如權利要求3所述的整體張拉之計算機同步控制器裝置，其特征在于，所述液壓千斤頂群(4)中最多可包含80組液壓千斤頂。
5.如權利要求3或4所述的整體張拉之計算機同步控制器裝置，其特征在于，所述液壓千斤頂上安置有壓力傳感器(4. 2)、千斤頂位移傳感器(4. 3)和接近開關(4. 4)，控制區域在有線控制模式時為3000m，同步控制精度小于士5mm。
6.如權利要求1所述的整體張拉之計算機同步控制器裝置，其特征在于，所述液壓泵站(3)包括液壓油路控制電磁閥(3. 1)、泵站主油泵體(3. 2)和泵站輔助油泵體(3. 3)。
7.如權利要求1所述的整體張拉之計算機同步控制器裝置，其特征在于，所述主控制柜(2)具體包括ANY CAN遠程信號傳輸控制板(2. 1)、PLC控制器(2. 2)、控制繼電器(2. 3)、 星三角啟動接觸器O. 4)、安全保護裝置O. 5)、長距離位移傳感器端口 O. 6)、遠程信號出入輸出擴展端口 O. 7)、液壓泵站電磁閥控制端口 O. 8)、千斤頂位移信號輸入端口 0.9)、 千斤頂壓力信號輸入端口(2. 10)、千斤頂接近開關端口(2. 11)、應急處理手動控制盒端口 (2. 12)。
8.如權利要求7所述的整體張拉之計算機同步控制器裝置，其特征在于，所述安全保護裝置(2. 5)包括斷路保護器(2. 5. 1)、相序保護繼電器(2. 5. 2)、過熱保護器(2. · 5. 3)和急停保護器(2. . 5. 4)。
9.如權利要求1所述的整體張拉之計算機同步控制器裝置，其特征在于，所述主控制柜(2)采用CAN總線進行數據傳輸。
專利摘要本實用新型公開了一種整體張拉之計算機同步控制器裝置，包括力學系統、液壓系統和控制系統；所述力學系統包括被張拉空間索結構、鋼拉索、張拉工裝，所述鋼拉索分別與所述被張拉空間索結構和張拉工裝連接；所述液壓系統包括液壓泵站、液壓千斤頂群和各種液壓閥，所述液壓千斤頂一端與所述液壓泵站連接，一端連接到所述張拉工裝；所述控制系統包括計算機和主控制柜，所述主控制柜分別與計算機、液壓系統和力學系統連接；所述主控制柜包括通訊控制板、PLC控制器、相序控制繼電器、各種接口板、傳輸線和遠程監測傳感器。本實用新型的裝置具有制造工藝簡單、經濟造價合理，操作簡便、同步控制精度高等優點。
文檔編號G05B19/418GK202196317SQ20112029691
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者丙長軍, 侯凱, 周黎光, 宋松霞, 張宇鵬, 張晶, 徐中文, 徐剛, 徐瑞龍, 李國立, 李慶嶺, 王豐, 錢英欣 申請人:北京北安華電電梯工程有限責任公司第一分公司, 北京市建筑工程研究院有限責任公司