[发明专利]一种无线智能施力系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种施力系统，特别涉及一种无线智能施力系统。

背景技术

预应力技术广泛应用于公路桥梁、边坡锚固、大型高耸结构中，根据混凝土浇筑与预应力的施加先后顺序，可分为先张法预应力与后张法预应力，根据是否有粘接，分为有粘接预应力与无粘接预应力。预应力的使用涉及施加预应力这个关键步骤，其施加过程的精确性、同步性以及工艺的规范性对结构的耐久性与安全性均有重大的影响，因此施力设备的性能很大程度上决定了施工质量。另外，新建结构物以及结构物的维修加固也多涉及顶升或顶推工艺，施力的精确度、同步性等对结构的安全性等影响重大。

目前在国内，预应力施力设备呈现出智能化、自动化设备取代传统人工驱动油泵施力设备的大趋势，但此类智能化或自动化设备的适用场合、可靠性程度、使用安全性程度均存在不少缺陷：

1.由于施力工艺复杂性，往往自动化或智能化张拉设备需要分为用于参数设置与显示的上位机程序、用于控制的下位机程序两部分。现有的预应力施加设备均是将主程序设置在上位机，在自动控制过程中上位机出现异常时则可能导致张拉失控，出现张拉事故；

2.施力过程不平稳导致预应力损失大，预应力的施加准确度、同步性以及施加过程的平稳度是质量控制的关键，精度不足将导致结构预应力度不足而影响长期使用的耐久性，同步性与平稳性得不到控制则可能导致预应力的损失过大和预应力度的建立偏离设计度。现有的预应力施加设备对精确性、同步性、平稳度均没有同时进行有效的控制。

3.由于不同使用场合对施力工艺要求的不同，导致设备的适应性不好，如不同目标力值、不同的承受预应力的本体的不同（如后张预应力钢束的张拉与桥梁的顶升、顶推等），所相应的施力设备均存在显著的差异。一套施力系统往往难以满足多种场合的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可靠度强，可以实现自动补压、同步加压与匀速加压三种目标，适用于多种场合的无线智能施力系统。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案是：一种无线智能施力系统，包括控制仪、连接控制仪的千斤顶，所述控制仪与千斤顶构成施力单元，所述控制仪包括油箱，设置在油箱上的电机、阀块，所述阀块包括主阀块、保压阀和换向阀，所述主阀块设置有出油口和回油口；所述控制仪还包括配电控制部分，所述配电控制部分设置有变压及电源适配器、处理器、变频器和无线控制器、设置在系统外并连接无线控制器的通讯天线，所述处理器、变频器与电机之间电连接；所述千斤顶设置有压力传感器、位移传感器，所述位移传感器的拉杆与千斤顶的内缸连动；还设有进油咀和出油咀，分别与控制仪的出油口和回油口通过油管连接；所述压力传感器、位移传感器通过数据线连接处理器。

优选地，所述控制仪为主控仪或者主控仪与从控仪，主控仪还包括人机交互界面，主控仪的处理器为主处理器，主控仪的无线控制器为主无线控制器，从控仪的处理器为从处理器，从控仪的无线控制器为从无线控制器；所述主处理器设置有同步性实时滞后校验程序，用于计算所述各施力单元之间的实时力值偏差，当此偏差大于2%时，从处理器指令变频器改变频率，驱动电机将其进油速度向主控仪的进油速度调整，直到此偏差小于2%为止。

优选地，所述处理器根据压力、位移信号判断实时压力值与目标值的偏差，当偏差大于1%时，控制变频器改变频率，驱动电机进油，直到此偏差小于1%为止。

优选地，所述处理器指令变频器控制进油时，保持同一进油速率。

优选地，所述进油速率不超过2L/min，自进油开始至达到目标值的时间不少于5min。

优选地，所述人机交互界面设置有触摸屏和按键。

优选地，所述从控仪为一台或两台以上。

优选地，所述千斤顶为一台或两台以上。

优选地，当所述千斤顶为两台以上时，所述出油口与进油咀之间设置有分流阀，所述出油咀与回油口之间设置有汇流阀。

优选地，所述配电控制部分还设置有电源开关机保护装置。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：该无线智能施力系统针对上位机硬件设备（触摸屏、计算机）可靠度不强的弊端，将主控程序植入下位机由PLC集成的处理器中，在上位机出现故障或异常时，下位机主程序仍可正常控制设备运转，给施力过程增加一重保障；变频控制技术的引入实现了自动补压、同步加压与匀速加压三种目标；一台主控仪单独带一台或多台从控仪，每台控制仪带一台或多台千斤顶，现场可方便进行无线组装，实现多种场合下均可应用。

附图说明