《探讨基于PLC控制的液压同步桥梁顶升系统[筑路施工机械化]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《探讨基于PLC控制的液压同步桥梁顶升系统[筑路施工机械化]（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、S p e c i a l S t o r y 液压同步桥梁顶升系统 Hy d rau l i c S y n c h r o n o u s Br i d g e J a c k u p S y s t e m Ba s e do n P L C Co n l r o l 侯昭光 赵 洲清 王万平 1 珠 海交通集团有限公司 广 东珠 海 5 1 9 0 7 1 2 长沙理工大学 交通运输工程学院 湖南 长沙 4 1 0 0 0 4 3 西安公路养护工程技术研 究中心 陕西 西安 7 1 0 1 1 9 0 引言 在 高 速公 路 的改 扩 建 工程 中 对于 既 有 桥 梁 若 采 用 重
2、 建 的 方 案 不仅 造 价 很 高 且 需 要 中 断部 分交通 工期也较长 经检测研究 认 为 既 有桥 梁 的下部 结 构 和上 部 结 构 完 整 功 能完 好 仅 需 要进 行 整 体加 高 橡 胶 支 座 的更 换 以及 桥 梁 的顶 升调 坡 等 处理 这 些 问题 时 如 采 用 整体 顶 升 技术 不 仅可 节 约 大量 资金 工期 也将 大 幅缩 减 特 别 是 可 将工 程 成 本 及 对环 境 的影 响减 至 最 小程 度 从 而 有效 地 提 高公 路 工程 的社 会经济 效益 目前采 用P L C 液压 整体 同步 顶升 技 术 进行 桥 梁 的 顶升 改造 是较
3、理 想 的方法 之一 1 桥 梁顶 升对液压 同步 系统 的 要求 1 1 顶升力控 制 桥 梁 结 构 形 式 各 异 且 质 量 分 布 不均 分 散布 置在 其 下液 压 缸 的 承 载 力 也不 尽相 同 液 压 系统 应 满 足各 液 压 缸压 力 自动调 整 以 适应 上部 负载 称 重 阶 段通 过 对 顶升 力 合理 控 制 完 成桥 梁 试 顶升 同 时使 桥 梁 的内应 力最 小 1 2 位 置同步控制 桥 梁 顶 升过 程 中 为 了防止 梁 体 扭 曲 应力 集 中和开 裂 各 顶升 点在 负载 不均 的情 况下 必须 保持 位 置 同步 1 3 雌系统 压 力 的监
4、控 有 助 于 顶升 力 的控 制 位移 的监 控 能够 保 证 顶 升过 程 中各 位 置 同步 应力 监 控 能 够 避免 内应 力 集 中而 使 梁体 结 构 受损 桥 梁 顶 升过 程 中 梁体 结 构 的 内应 力 是 由各 项升 点 的压 力 和 位移 共 同作 用 的结 果 因此 在 没 有 应力 监 控 时 可通 过 对压 力和 位 移 的 实 时监 控 判 断 梁体 结 构 的 内应 力 是 否超 过 允许值 P L C液压 同步 控制 系统 图1 就是利用计算机 通过计算机工控 h U p www r o a d m c h i n a C O 1 T 软 件 来 控 制液
5、 压 泵 站 及其 配 置 的液 压 元件 通过 计 算 机 指令 来 控 制液 压 千 斤顶 然后 通 过位 移 及 力传 感 器 把液 压 千 斤压 力 变化 及 顶 升 的距 离 反馈 至计 算机 屏 幕上 便 于操 作 人 员 了解 有 关 情 况 和 及 时调 整 c 这种 控 制 系统 通 过计 算机 指 令来 控 制液 压 千 斤顶 系统 通 过 力 的平 衡 自动调 整 各 台千 斤 顶 的压 力 这样 在 顶升 过 程 中保 持 各 顶升 力 的平 衡 性 各 顶 升点 所 需 的顶 力 值 能够 与 实 际提供 值 相 符 同 时这 种控 制 系 统 通 过位 移 指 令
6、来控 制 液压 千 斤顶 行 程 保 证 了各 台液 压 干 斤 顶平 移 图1 P L C 同 步液 压控 制 系统 构 成 的同步性 是一种力和位移综合控 制 的顶 升 方 法 这 种 力和 位 移 的综 合控 制 方法建 立在 力 和 位移 双 闭环 的控 制基 础 上 2 1 系统组成及特点 P L C同步 控 制 系 统 均 由液 压 系 统 2 J 油 泵 液 压 千 斤 顶 平 衡 保 护 阀 比例 阀和 进 出油 管 等 计 算机 控 制 系 统 计 算 机 计 算机 软 件 操 作 台和 电控 箱 等 检 测传 感器 位 移传 感器 力 传 感器 等 几 个部 分组 成 该控
7、 制 系统 具 有 以 下特 点 1 分散 布 置 大 型 建 筑 物 体 积 庞 大 要 对其 进 行 顶 升 执 行 机 构 必 须 分散 布 置 使 大型 液压 缸 能 够 分散 布 置 在 建筑 物 下 任 意 指定 的顶升 支 点 2 集 中 操 作 分 散 布 置 在 大 范 围 内 的液 压 缸 执 行机 构 不 能 要 求 操作 人 员 去 现 场 对每 个 液压 缸 进 行 直 接控 制 那样 将 需要 大 量 的 人 员 且 需考 虑 安 全 问题 操作 人 员 应 能 在 中央 控 制 室 内对液 压 缸 进 行 遥 控 操作 且 能 检 测 现场 各 液 压 缸 的工作
8、 参数 3 同 步 比 例 同 步 升 降 对 顶 升工 程 由于建 筑 物 质 量 分 布 不 均 分散 布 置 在 建筑 物 下 的 顶 升 液压 缸 受力 也 不 相 同 该 系 统 可 以保 证 各顶 升 液 压 缸 出力 不均 的 情 况 下 同 步 升 降 避 免 在 升 降 过 程 中建 筑 物 因 变形 过 大 出现开 裂 现 象 不 单 是 顶 升 时 达 到 高 精 度 同 步 在 带 载下 降 时 同样 可 保 证高 精 度 同步 对于 一 些桥 梁 的顶升 调 坡 该 系 统 满 足 比例 同步 即在 任 意 时刻 各组位 移 线 性 成 比例 4 Wi n d o w
9、s 操 作 界面 具 有 友 好Wi n d o ws 用 户 界 面 的计 算 机 控 制 系统 操作 简单 见 图2 5 实 B j 控 在 中央 控 制 室内 操作人 员不仅能够实时监控 各液 压 缸 的压 力 位 移 大 小 而 且 还 能 够 检 测 压 力 位 移 的 变 化 趋 势 历 史 记 录 等 对 于 泵 站 各 阀件 的工 作 状 态 也 能够 实 时 监 控 便 于 故 障 的排 除 6 智 能 管 理 大 型 建 筑 物 顶 升 平 移 工 程 装备 通 用 性 强 能 够在 不 改变 硬件 系统 的基 础 上满 足 液 压 缸 的 任 意 分 组 布 置 分 组
10、同 步 以及 液 压 缸和 位 移 传 感器 的任 意 关联 同时 该 系统 既能 满 足液 压 缸 的 同步 动作 又 能满 足液 压 缸 的单 独 动作 操作 人 员在 中央 控 制 室 只 需 与 电脑 进 行简 单 的人 机 交互 便 可完 成 所有 操作 如 图3 所示 7 硬 件 功 能 油 缸 平 衡 保 护 阀可 防 止任 何 形 式 的 系统 及 管 路 失 压 从 而保 证 负 载 有效 支 撑 顶 升 油 缸 内 置式 位 移 压 力 传 感 器 均 载 阀 保 证 了顶 升 系统 在 恶 劣 工作 环 境 下 的高 度 可靠 性 2 2 技 术 示 该 系统 工 作 压
11、 力 为6 3 V P a 单 台 泵 站 1 5 k W 可 带 4 个 同步 控 制 点 考 虑 到桥 梁 升 降 的平 稳 性 和 安 全性 最 大 顶升 速 度 为1 0 i 1n l mi n 压 力 控 制 精 度 可 达 5 同步 控 制 图2计算机操作界面 图 3 人机 交 互界 面 砖越袁 3 T R O E R S T R 系列双钢轮压路机 ST R t O 0 C S T R1 2 0 C S TR 1 3 0 C 躲 中国潮商长沙经济技术开发医三一工业城 邮编 4 1 0 t O 0 电话 0 7 3 1 8 4 0 3 1 1 2 4传真 0 7 3 1 8 4 0
12、3 1 3 6 0 咨询 挪箱 s a n y s a n y c o rn C n 酋 后般务热线 4 0 0 88 78 3 1 8 诲 询控诉电话 4 0 0 88 79 3 1 8 网址 h t tp W WW S 8 n y C O rn c r t 柔性激振系统技术 五级缓冲 寿命更长 采用数字化样机设计技术 六心合 一 两轮载荷均布 压实效果出众 平整密实 同步 三级减振 驾 驶舒适 1 2 档智能洒水 手自 一 体 节水诅 0 辞 水泵寿命提高5 0 独创的 嚣电控系统 具有故障 智能诊断 及记录功 能 扩展升级空问大 整机流线型设计 前后视野达到1 m 0 埘 r I 盲区极
13、小 动力系统高位进气及柴油多重过滤设计 确保发动 机稳定运行 可翻转驾驶室和先进隔热降噪设计 维修方便 噪音低 绿色环保 专注客户价值引领绿色科技 RM CM 本 刊 特 稿S p e c ia 1 S t ry 精 度 为 1 ml T l 指 令 位 移 控 制 到位 自动 停止 误 操作 自动 保护 同 步 顶 升 压 力 位 移 参 数 自动 记 录 打 印 顶 升 平 移 全过 程 动 态 测控 2 3 动力 系统结构 对 于 建 筑 物 的 顶升 平 移 执 行 机 构 分 散 布 置 在 较 大 范 围 动 力 系 统 的 设 计 必 须 满 足 这 种 执 行 机 构 多 布
14、置 分 散 的特 点 因 此 采 用 工控 机 可 编程 控 制 器 即 I P C P L C 组 成 的分布 式控 制 系 统 DCS Di b u t e dCo n lr o l S y s t e m lj l 实 现执 行 机 构 的 分散 控 制 信 息 集 中 管理 集 中操 作 达 到最 优 化控 制 的 目的 该 电控 系 统纵 向 分 为两 级 即 操作 管 理 级和 过 程 控 制级 操作 管 理 级 集 中 在 中 央 控 制 室 主 要 由 工 控机 3 2 路I 0卡 4 端 口高 速R S 一 4 2 2 4 8 5 卡 和3 轴 正 交 编码 卡 组 成 各
15、板 卡 和 工 控 机 之 间通 过I S A总 线 通 讯 可 以根 据 需要 进 行 功 能 的再 扩 展 操 作 管理 级 主 要 完 成迁 移 过 程 的各 种 系 统 参数 设 置 操 作 命令 发 送 位 移 采 集 实 时 监控 人 机 交 互和 智 能 管理 等 过程 控 制 级 分 散布 置 在各 个 泵站 上 由4 I 1 P L C组 成 水 平 方 向 上 各P L C之 间是相 互 独 立 的 在 完 成数 据 上传 和 操作 管 理 级 指令 的 同 时 各P L C之 间 也 可 进 行 数 据 交换 过 程 控 制 级P L C主 要 用来 完 成 实 时性 强
16、 的控 制 任 务 电液 比例 减压 阀和 压 力传 感 器 组 成 的快速 闭环调 压 回路 就 是 在 这一 层 实 现 的 为 了保 证 液压 缸 同步 该 系 统 还 安 装 了位 置 闭环 位 移传 感 器 测 得 位 移 通 过 三 轴 正 交 编 码 卡 上 传 给 工 控 机 工 控 机 对 位 移 进 行 比较 决 策 后 下 传 结 果 给 各P L C 由P L C对 各 液压 缸 进行 实 时 同步 控 制 位 移 的测 量 比较 决 策 之所 以 在 上层 操 作 管理 级 完 成 是 因为位 移传 感 器 和 液压 缸 之 间 的 分组 关联 是 任 意 的 根 据 工程 实际布 置情 况 时刻在 变 位 移传 感 器 并 不 固定 属 于 某P L C的 某 一缸 这 种 设 计 方 案 的通用 性 强 2 4 液压 系统 大 型建 筑 物 体 积庞 大 质 量 大 且 分布 不均 对其 进 行 顶升 平移 要 采 用液 压 执 行机 构 这是 因为 液 压 执 行机 构 的功率 质 量 比大 通 过 管 道便 可进 行 能量 分配和 传 递 易 于 实
