预应力智能张拉液压系统、预应力张拉设备及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种预应力智能张拉液压系统、预应力张拉设备及其控制方法。该预应力智能张拉液压系统包括第一溢流阀、第二溢流阀、数字阀、液控单向阀以及流量控制装置；所述液控单向阀的阀门出口与千斤顶油缸油缸的A腔室连通，阀门进口与所述流量控制装置连通，并且所述液控单向阀的外泄油路出口连通于所述流量控制装置；所述数字阀设置在所述液控单向阀和所述流量控制装置之间；所述第二溢流阀设置于所述液控单向阀的外泄油路出口和所述流量控制装置之间；所述第一溢流阀与所述流量控制装置连接；所述流量控制装置与油箱连通。这种预应力智能张拉液压系统适用性强、生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
预应力智能张拉液压系统、预应力张拉设备及其控制方法
本专利技术涉及道路、桥梁等工程施工设备
，尤其涉及一种预应力智能张拉液压系统。此外，本专利技术还涉及一种包括上述预应力智能张拉液压系统的预应力张拉设备和所述预应力张拉设备的控制方法。
技术介绍
在桥梁张拉施工过程中通常采用智能张拉系统实时地采集千斤顶油缸的压力和位移，并且反馈至数据处理单元，数据处理单元以此计算出预应力筋的伸长量，以便实时地校核预应力筋的伸长量误差是否控制在《公路桥涵施工技术规范》的7.6.3规定的“其偏差应控制在±6％”的范围内。但是在进行对称张拉时同步调节各千斤顶油缸之间的压力和位移较为复杂，由于《公路桥涵施工技术规范》的7.12.2规定“各千斤顶油缸之间同步张拉力的允许误差宜为±2％”。同步调节的复杂性主要表现为采用一个被控对象调节两个系统变量，例如通过变频器控制电机转速来调节千斤顶油缸的压力和位移，这样的算法比较复杂、适用性差。此外，智能张拉系统的变频器处于工作状态时偶尔会引起张拉设备或梁场的漏电保护器跳闸。上述问题的存在使得智能张拉系统的生产成本增加。因此，急需一种适用性强、生产成本低的预应力智能张拉液压系统，以解决现有技术中存在的上述问题。
技术实现思路
针对上述的问题，本专利技术提出了一种预应力智能张拉液压系统，这种预应力智能张拉液压系统适用性强、生产成本低。本专利技术还提出了一种预应力张拉设备和所述预应力张拉设备的控制方法。根据本专利技术的第一方面提出的预应力智能张拉液压系统，其包括包括第一溢流阀、第二溢流阀、数字阀、液控单向阀以及流量控制装置；所述液控单向阀的阀门出口与千斤顶油缸油缸的A腔室连通，阀门进口与所述流量控制装置连通，并且所述液控单向阀的外泄油路出口连通于所述流量控制装置；所述数字阀设置在所述液控单向阀和所述流量控制装置之间；所述第二溢流阀设置于所述液控单向阀的外泄油路出口和所述流量控制装置之间；所述第一溢流阀与所述流量控制装置连接；所述流量控制装置与油箱连通。在一个实施例中，所述流量控制装置包括第一换向阀、第二换向阀、单向阀以及定量油泵，所述定量油泵设置在油箱和所述第一换向阀之间，所述单向阀设置在所述第一换向阀的第一工作油口和所述数字阀之间，所述第二换向阀设置于所述定量油泵和所述千斤顶油缸的B腔室之间，并且所述第二换向阀的一个工作油口连通于所述单向阀和所述数字阀之间，其中所述液控单向阀的外泄油路出口连接于所述第一换向阀的第二工作油口。在一个实施例中，所述流量控制装置还包括压力表，所述压力表设置与所述第一溢流阀连接。在一个实施例中，所述第一换向阀为三位四通换向阀，所述三位四通换向阀的A工作油口连接所述单向阀，所述三位四通换向阀的B工作油口连接于所述液控单向阀的外泄油路出口，和/或所述第二换向阀为二位四通换向阀，所述二位四通换向阀的A工作油口连通于所述单向阀和所述数字阀之间，所述二位四通换向阀的B工作油口连接于所述千斤顶油缸的B腔室。在一个实施例中，所述数字阀由步进电机驱动，所述步进电机由PLC控制器控制。根据本专利技术的第二方面提供的预应力张拉设备，其包括千斤顶油缸以及2n台张拉设备，n至少为1；所述千斤顶油缸包括千斤顶油缸油缸、测量千斤顶油缸油缸内部压力的压力传感器以及测量千斤顶油缸油缸活塞移动位移的位移传感器；所述张拉设备包括根据上文所述的预应力智能张拉液压系统；所述千斤顶油缸油缸的A腔室和B腔室均通过高压油管与所述张拉设备的油路连通，所述压力传感器以及所述位移传感器均通过屏蔽电缆与所述张拉设备的线路连接。根据本专利技术的第三方面提供的如上文所述预应力张拉设备的控制方法，其包括以下步骤：位移同步性调节步骤：给定各个张拉设备的数字阀所对应的步进电机预先调试好的脉冲，通过各个张拉设备的千斤顶油缸所对应的位移传感器的差值来调节相应张拉设备的步进电机位置；控制张拉力增长速率步骤：以任何一台设备为控制主机，以设定张拉力增长速率为目标速率，以该张拉设备的步进电机位置为调节对象，以该张拉设备的千斤顶油缸A腔压力的增长速度与目标速率差为反馈进行PID调节；对称张拉步骤：其余2n-1台张拉设备作为控制从机，当所述控制从机与所述控制主机的力值差超过设定范围时，启动PID控制器控制所述控制从机的步进电机的步距。在一个实施例中，所述第一换向阀为三位四通换向阀，位移同步性调节步骤中包括通过各千斤顶油缸的位移传感器差来调节相应三位四通换向阀状态，以实现各个千斤顶油缸的位移同步。在一个实施例中，PID控制器的具体控制方式是以所述控制从机和所述控制主机中千斤顶油缸力值差为输入，以所述控制从机的步进电机调整的步距为输出，控制所述控制从机的步进电机驱动至指定位置，以实现所述控制从机的千斤顶油缸的力值跟随所述控制主机的千斤顶油缸的力值。采用本专利技术的预应力张拉设备的控制方法，通过步进电机的步距和/或三位四通换向阀的状态来控制张拉时压力和位移的同步性，准确度高、同步性调节控制的算法简单、适用性强。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术做进一步详细的说明。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1是根据本专利技术的一个优选实施例的预应力智能张拉液压系统的示意图；图2是根据本专利技术的一个优选实施例的预应力张拉设备的示意图；图3是图2所示预应力张拉设备的一个优选实施例的张拉流程图；图4是根据本专利技术的一个优选实施例的控制方法的位移同步性调节的控制策略简图；图5是根据本专利技术的一个优选实施例的控制方法中的控制张拉力增长速率和同步张拉的控制策略图。在图中，相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术做进一步说明。如图1所示，本专利技术提供的预应力智能张拉液压系统包括第一溢流阀60、第二溢流阀50、数字阀40、液控单向阀27以及流量控制装置20。下面将详细地描述本专利技术的预应力智能张拉液压系统及其各个部分。如图1和图2所示，液控单向阀27的阀门出口与千斤顶油缸10的A腔室连通，阀门进口与流量控制装置20连通，并且液控单向阀27的外泄油路出口连通在流量控制装置20。千斤顶油缸10设置有压力传感器11和位移传感器12以用于监测千斤顶油缸10的A腔室的压力以及千斤顶油缸10内的活塞的位移量。如图1所示，数字阀40设置在液控单向阀27和流量控制装置20之间。数字阀40由步进电机26(参见图2)驱动，作为优选地，步进电机26由PLC控制器控制。第二溢流阀50设置于液控单向阀27的外泄油路出口和流量控制装置20之间。第一溢流阀60与流量控制装置20连接；流量控制装置20与油箱70连通。在一个实施例中，如图1所示，流量控制装置20包括第一换向阀21、第二换向阀24、单向阀27以及定量油泵22，定量油泵22设置在油箱70和第一换向阀21之间，单向阀27设置在第一换向阀21的第一工作油口和数字阀40之间，第二换向阀24设置在定量油泵22和千斤顶油缸10的B腔室之间，并且第二换向阀24的一个工作油口连通于单向阀27和数字阀40之间，其中液控单向阀27的外泄油路出口连接于第一换向阀21的第二工作油口。作为优选地，流量控制装置20还包括压力表25，压力表25与第一溢流阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预应力智能张拉液压系统，其特征在于：包括第一溢流阀、第二溢流阀、数字阀、液控单向阀以及流量控制装置；所述液控单向阀的阀门出口与千斤顶油缸油缸的A腔室连通，阀门进口与所述流量控制装置连通，并且所述液控单向阀的外泄油路出口连通于所述流量控制装置；所述数字阀设置在所述液控单向阀和所述流量控制装置之间；所述第二溢流阀设置于所述液控单向阀的外泄油路出口和所述流量控制装置之间；所述第一溢流阀与所述流量控制装置连接；所述流量控制装置与油箱连通。

【技术特征摘要】
1.一种预应力张拉设备的控制方法，其特征在于，所述预应力张拉设备，包括千斤顶以及2n台张拉设备，n至少为1；所述千斤顶包括千斤顶油缸、测量千斤顶油缸内部压力的压力传感器以及测量千斤顶油缸活塞移动位移的位移传感器；所述张拉设备包括预应力智能张拉液压系统；所述预应力智能张拉液压系统，包括：第一溢流阀、第二溢流阀、数字阀、液控单向阀以及流量控制装置；所述液控单向阀的阀门出口与千斤顶油缸的A腔室连通，阀门进口与所述流量控制装置连通，并且所述液控单向阀的外泄油路出口连通于所述流量控制装置；所述数字阀设置在所述液控单向阀和所述流量控制装置之间；所述第二溢流阀设置于所述液控单向阀的外泄油路出口和所述流量控制装置之间；所述第一溢流阀与所述流量控制装置连接；所述流量控制装置与油箱连通，所述千斤顶油缸的A腔室和B腔室均通过高压油管与所述张拉设备的油路连通，所述压力传感器以及所述位移传感器均通过屏蔽电缆与所述张拉设备的线路连接，所述方法包括以下步骤：位移同步性调节步骤：给定各个张拉设备的数字阀所对应的步进电机预先调试好的脉冲，通过各个张拉设备的千斤顶油缸所对应的位移传感器差来调节相应张拉设备的步进电机位置；控制张拉力增长速率步骤：以任何一台张拉设备为控制主机，以设定张拉力增长速率为目标速率，以该张拉设备的步进电机位置为调节对象，以该张拉设备的千斤顶油缸A腔压力的增长速度与目标速率差为反馈进行PID调节；对称张拉步骤：其余2n-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁晓东，王文昌，罗胜海，李君，谢吉祥，
申请(专利权)人：湖南联智桥隧技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43