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WZL-300微机控制电液伺服预应力同步张拉试验装置

本预应力同步张拉试验装置采用高精度的压力传感器直接测量张拉力,数显位移传感器测量伸长值,高性能的超高压液压系统作为动力加载,工业可编程, 控制器(PLC)自动采集数据并控制系统运行,辅助于计算机管理系统进行张拉数据管理、油温控制、油压保护、智能诊断等辅助功能,共同组成桥梁预应力自动张拉系统;可实现预应力全过程自能化平衡张拉。
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产品简介 / introduce

本预应力同步张拉试验装置采用高精度的压力传感器直接测量张拉力,数显位移传感器测量伸长值,高性能的超高压液压系统作为动力加载,工业可编程, 控制器(PLC)自动采集数据并控制系统运行,辅助于计算机管理系统进行张拉数据管理、油温控制、油压保护、智能诊断等辅助功能,共同组成桥梁预应力自动张拉系统;可实现预应力全过程自能化平衡张拉。即,通过计算机预设张拉工艺参数,实现张拉全过程的张拉力和伸长值的实时校准,过程数据自动采集与分析,张拉结果的实时上报,与上层信息管理中心数据传输和远程控制。

通过无线网络可远程监控张拉过程,真正做到张拉施工质量管理的“实时跟踪、智能控制、及时纠错”等效果,有力保障预应力张拉施工质量。相比传统的通过人工操纵油泵进行张拉操作的模式,本装置能精确控制有效预应力力值大小,准确、实时测量预应力钢筋伸长量,实现张拉过程智能控制,最大程度减少人为、环境等外界因素影响,有效解决了传统人工张拉施工存在的张拉过程不规范、误差过大、张拉数据不精确低等问题,真正消除质量隐患。同时保证张拉同步、停顿点、加载速率、持荷时间等张拉过程要素完全符合规范要求,并能实现远程监控功能,大大提高了施工管理工作效率。

本预应力同步张拉试验装置操作简单、运行稳定,实实在在地提高了桥梁预应力施工质量,及时发现施工过程中存在的质量问题,消除了结构质量隐患,促进了施工智能化。一键操作即可完成整个张拉过程,控制精度高,可有效提高预应力施工质量、施工工艺和技术水平。

一、主要功能:

1、对称同步张拉

一台计算机控制一套闭环控制器,一套伺服油源驱动两只或多只伺服油缸同步对称预应力张拉,实现“多缸同步张拉”工艺。误差可达到0.5%以内。(《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)7.12.2第1款规定“各千斤顶之间同步张拉力的允许误差为±2%”。)

2、规范张拉过程,减少预应力损失

实现了预应力张拉程序智能控制,不受人为、环境因素影响;停顿点、加载速率、持荷时间等张拉过程要素完全符合桥梁设计和施工技术规范要求,避免或大幅减少了张拉过程中预应力的损失。(《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)7.12.2第2款规定“保证千斤顶具有足够的持荷时间(5分钟)”。)

3、自动生成报表杜绝数据造假

自动生成张拉记录表,杜绝人为造假的可能,可进行真实的施工过程还原。同时还省去了张拉力、伸长量等数据的计算、填写过程,提高了工作效率。

4、远程管理功能

实现远程监控功能,方便质量管理,提高管理效率。统一业主、监理、施工、检测单位于同一互联网平台,能实时进行交互,突破了地域的限制,及时掌握预制梁场和桥梁预应力张拉施工质量情况,实现“实时跟踪、智能控制、及时纠错”。

二、技术原理

本装置由双向伺服加载油缸、测量控制系统、伺服油源、电气控制拖动系统、计算机控制和数据处理系统组成。

加卸载伺服油缸通过油管与伺服油源相联,伺服油源与电气拖动系统相联,电气拖动系统联接电源与闭环控制器相联,闭环控制器与压力位移传感器以及计算机控制和处理系统(由计算机、打印机、控制和数据处理软件组成)相联。计算机控制和处理系统由计算机、打印机、控制和数据处理软件组成。

系统工作时,通过计算机显示器上软件界面选择试验过程,下达指令给闭环控制器,闭环控制器发出指令给电气拖动系统让伺服油源工作,伺服油源驱动千斤顶加卸载,加卸载的大小及油缸行程由力与位移传感器测出传送给闭环控制器再传到计算机中由数据处理软件进行处理,做出图表曲线。

采用一台电脑控制,一套闭环控制器同时控制2只(可多只)伺服阀工作,采集2个(可多个)压力,2只(可多个)位移传感器信号并控制油源工作,所采数据上传到电脑中,2只伺服油缸(内置压力与位移传感器),分置预制梁两端,如图示,伺服油缸由伺服油源提供动力,油管与伺服油源相联,电气拖动系统为伺服油源供电,装在伺服油源一起,压力与位移传感器通过电缆线与闭环控制器相联。同步控制方式可以采用如下两种:

1、力同步控制

原理:由电脑下达力同步命令给控制器,控制器通过控制伺服阀的开合量,调节千斤顶油缸的油压,来实现力同步。

2、位移同步:通过电脑下达位移同步指令给控制器,控制器通过控制伺服阀的开合量,调节装在千斤顶活塞内的位移传感器的位移量,来实现位移量同步。

在软件设定下,通过Pid算法调整,二者可以无冲击切换。

1、本装置的工作原理流程图

 

图一

2、伺服油缸工作原理图

 

 

图二

3、伺服油源图

 

图三 液压原理图

 

 

图四

 

图五

4、Pid全数字控制器

采用先进的自适应的模糊的PID控制算法,可实现系统参数的控制量在线精密的闭环控制,实现等速加卸荷、恒力、恒位移等功能。同时,提供用户系统参数的控制接口,用户可以对系统控制参数进行设置以适应不同的控制环境,有着具有很好的灵活性。

控制系统有2个或多个独立的伺服阀控制通道,在试验过程中各种控制速率及控制功能均可互相切换,每个作动器能根据试验要求同时或分别闭环控制伺服阀工作,保证了整个加载系统的同步或异步控制,大大提高试验系统的稳定性。

数据采集系统共有9路高精度24位A/D转换压力、位移、变形采集通道,可以达到示值精确度:±0.1%以内。数据的采样速度达到了10KHz,可以快速地采集当前的传感器信号,以便闭环控制模块更好的进行实时闭环控制。

全数字多通道闭环测控仪能够根据用户提出的要求进行仪表升级。当仪表出现故障时,能够及时方便地进行维修处理。

5、计算机控制和处理系统

本系统由三部分组成:计算机、打印机、数据控制和处理软件。

1)计算机:联想台式机,i7英特尔四核处理器/8G内存/CPU3.6G/1T硬盘//DVD/20英寸液晶显示器;

2)打印机: 惠普激光打印机,A4,输出结果;

3)数据控制和处理软件:在Windows 中文平台下运行,整个软件包括试验操作、 控制方式、 轴载荷分档、 围压分档、数据处理、数据库整理、系统标定、系统检定、曲线处理、系统帮助这十大功能模块。

该软件系统能完成试验条件、试验参数等的设置以及试验数据处理,试验数据能以多种文件格式保存,试验结束后数据可导入Word、Excel等多种软件下进行处理。试验中可实时显示各测量参数和画出试验曲线,处理和储存试验数据并计算结果和打印试验报告。

主要技术指标 / technology

1、液压动力系统

1.1、液压系统压力:30MPa

1.2、流量:0.38-3.20L/min

1.3、电机功率:3.75kW

1.4、油箱容积:80L

2、电气控制系统

2.1、张拉力控制精度:≤1%F.S

2.2、不同步率≤0.5%F.S

2.3、张拉力值精度≤0.5%F.S

2.4、位移值精度≤0.1mm

2.5、适用温度范围-10℃~+45℃

2.6、电源电压:380V AC

配置清单 / Configuration list

序号名称数量备注
电液伺服加载系统1套
伺服油源1只30MPa,流量0.38-3.20L/min
伺服油缸2只出力0-3000KN
测量控制系统1套
多通道闭环控制器1套9路高精度24位A/D转换压力、位移、变形采集通道
位移传感器1只0-200mm,分辨率0.01mm
负荷传感器2只0-3000KN,准确度0.05%
计算机控制和数据处理系统1套
微机1台联想台式机,i7英特尔四核处理器/8G内存/CPU3.6G/1T硬盘//DVD/20英寸液晶显示器;
打印机1台惠普1007(A4)激光打印机;
控制和数据处理软件1套Windows7/10下运行
附件

合格证1份
说明书1份

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